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浅谈对WPS和PQR的理解和分析


浅谈对 WPS 和 PQR 的理解和分析
技术质量部 伍 磊
摘要: 摘要:焊接工艺评定报告(英文缩写 PQR,取自英文焊接工艺评定报告 Welding procedure qualification record)中后三词的词头,70 年代自国外引进以来, 已是 压力容器、压力管道制造、安装、修理中必不可少的工作程序,是评定制造、安 装、修理单位焊接技术水平(资格)的依据。由于其科学、合理、严格的评定过程, 也被钢结构、贮罐制造和安装等行业采用。虽然叫法有些不同(有的叫焊接工艺 试验),但方法和要求是基本一致的。焊接工艺规程(英文缩写 WPS 取自英文 Welding procedure specification 的词头)50 年代自苏联引进。改革开放以来,引进 西方的 WPS 经过多年消化、创新,目前我国焊接生产、工程安装中已广泛编制 WPS 用于指导生产。WPS 与 PQR 的关系,前者是后者的编制依据。

关键词:焊接工艺评定报告;焊接工艺规程;材料;焊接;试验 关键词:

0、前言 、 在压力管道、船舶等产品的制造中,经常会遇到两种形式的焊接文件,即焊 接工艺文件(WPS)和焊接工艺评定报告(PQR)。在一个工程开工之前,监理和业 主往往要求制造商出示此类文件。 然而很多厂家和部门常常为其所困, 采用模糊、 拖延的方法来应付,也有的部门说不清对方到底需要的是什么资料,使生产和经 营处于非常被动的地位。国内外焊接制造规范都要求企业进行焊接工艺评定,以 验证企业焊制符合标准接头的基本能力(最低门槛指标) 。一般情况下,焊接工 艺评定由企业的技术部门编制,根据产品需求,按照有关标准如美国的 ASME 第Ⅸ 篇、欧洲 EN 288—3 及我国的 JB 4708-2000 等标准执行。遵照标准每种重 要参数的改变,如焊接方法、母材类别(组号)、预热温度、热处理温度、焊接热 输入超出规定的范围,都要进行焊接工艺评定试验。由于影响焊接接头力学性能 的工艺参数众多,很多企业都积累了大量的焊接工艺评定报告。中海金洲一直致 力于研究有效利用和管理焊接工艺文件及焊接工艺评定报告的方法, 以此来提高 公司产品的焊接质量及生产效率,降低生产成本,从而大幅度提高企业的经济效

益。 1、WPS/PQR 的概念 、 1.1 WPS 是 Welding procedure specification 的英文缩写,直译为焊接工艺说

明,一般称作“焊接工艺规程” ,国内传统上又称之为“焊接工艺指导书” 。WPS 是指对特定焊接接头采用的材料、焊接方法、操作和各种参数的规定。 1.2 PQR 是 Welding procedure qualification record 的英文缩写,所以有时也

写成 WPQR,一般译作“焊接工艺评定报告” 。PQR 是指在焊制评定试件时选用 的实际焊接参数的记录和无损探伤试验及机械性能试验的结果。 1.3 WPS/PQR 具有国际通用性。作为专业术语,世界上主要工业国家是统

一的。 各国船级社对 WPS/PQR 都有明确的定义和要求, 在欧洲以 EN 288 标准 为基础,DNV 规范中的解释简单而清晰。总体而言,欧洲的规范与 ISO 文件相 一致,美国的规范(指 ANSI、ABS、ASME 等)与美国焊接协会 AWS 的标准相一 致,除了一些措辞或表示形式上的不同,其实质都是一样的。 2、WPS 、 2.1 WPS 的作用

就如其概念中所述,WPS 文件规定了焊接的所有要素,是直接指导焊接工 作的指令性文件,任何焊接工作只有按 WPS 的规定条件进行,才能保证工程、 产品的焊接质量。 2.2 WPS 所包含的内容

A 材料:标准、等级和处理; B 标称的厚度/直径范围(尺寸); C 焊接工艺; D 接头/坡口设计; E 焊接位置和方向; F 焊接材料:商标,焊条/焊丝直径,保护气体,焊剂和认可的等级; G 焊接顺序(焊道/焊层的次数和顺序); H 焊接参数:电压、电流、极性和焊接速度; I 预热和层间温度; J 焊后热处理。

2.3

WPS 的形式

合理的焊接工艺包括硬件和软件。硬件有:合格的焊接操作人员和性能良好 的焊接、检验设备、仪器以及必须的工具、量具等。软件则是正确的焊接工艺规 程(WPS),编制 WPS 的依据是合格的 PQR。应该引起注意的是,从规则上讲, 所有的通用焊接工艺标准,包括国标、行标、企标均不能作为施工文件。因为针 对具体的工程项目,它不具有任何法定效力,仅能作为企业设计、施工的参考文 件。 上述所讲的均为施工用 WPS,是直接面向产品施工而编制的,其包含的所 有焊接要素有一定的宽容度。有两种 WPS 是特例,一种是进行焊接工艺评定前 编制的 Preliminary Welding Procedure specification 简称 PWPS,属于认可试验计 划中的内容;另一种是在焊接认可试验的焊接现场记录的 WPS,这个 WPS 的内 容属于 PQR 文件的一部分,供检验员或监理审核认可。 3、PQR 、 3.1 PQR 的作用

我国有关行业标准都对 PQR 有明确规定, 其中以压力容器最为严格。 GB150 —98《钢制压力容器》还规定:焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、施焊记录等, 其保存期不少于 7 年,以确保焊接质量的可追溯性。 PQR 是焊接工艺评定后期的一个结果记录,最终由公司技术部门签字认可。 PRQ 是通过焊接工艺评定试验(即 Welding procedure qualification tests)而得来的, 它的目的在于: A 对拟出的焊接工艺(PWPS)进行检验,是否具有可操作性、合理性; B 焊接材料选用是否正确,焊接工艺参数是否合适; C 证明工厂的设备、人员等技术状态的良好性,有能力从事指定的焊接工艺, 能获得合乎标准要求的焊接质量。 3.2 焊接工艺评定程序

完整的焊接工艺评定程序一般可分为五个步骤:提出工艺评定项目;编制工 艺评定任务书和焊接规程;进行工艺评定试验;编写工艺评定报告;编制焊接规 程以指导生产。其程序如图 1 所示:

焊接工艺规程 评定项目 和评定任务书 (WPS) 重要参数 附加重要参数 非重要参数

按 WPS 要求 和 《工艺评定》 焊制试件 焊 接 数 据 记 入 PQR 焊接工艺规程

试件进行性能 检验

试验结 果记入 PQR

工作现场

和评定任务书 (WPS) 整理编写工艺 评定报告 PQR

PQR 存档

不 合 格

图(1) :焊接工艺评定程序 3.3 PQR 与 WPS 间的关系 经过 WPQT 这一过程产生的 PQR,是原则性的文件。所有内容一经认可, 具有法定效力,用于指导编制施工用 WPS。合理的焊接工艺和严格的检查,是 生产过程中焊接质量控制的关键。严格的检查,从母材、焊材到焊接接头以致整 个焊接结构,包括化学分析、力学性能、无损检测和变形测量、焊缝外观检查等 等, 在焊接工程指导书、 焊接工艺评定报告以及有关标准、 规程中都有明确规定, 必须认真执行。 3.4 在实际应用中取得的效果

在我公司进行 N80 石油套管的研究与试制时,专门组织技术质量部对 N80 套管焊接工艺进行了评定,评定资料作为 N80 套管在整个研制过程中的技术资 料之一,为新产品的试制成功提供了有力的技术支持。 同时,技术质量部在日常产品生产过程中对焊接工艺进行了多次评定与更 新、细化,经过焊接工艺评定确定了合理的焊接工艺,确保了产品的制作质量, 公司生产的产品得到甲方及监理单位的一致好评。 3.5 遗留问题和深层次研究的方向

由于影响焊接产品力学性能的工艺参数众多, 很多企业都积累了大量的焊接 工艺评定报告,虽然数据较为齐全,但查找不是非常便利,而且时间久后容易丢

失。 如何有效利用和管理焊接工艺评定报告, 受到国内外焊接工作者的高度重视, 为此他们结合了先进的 Internet 技术,历时多年的研究与分析建立了各种焊接工 艺评定报告系统。我国学者也较早的开始研究焊接工艺评定报告系统,甘肃工业 大学及哈尔滨工业大学等大学与不同的企业结合, 设计出了符合中国企业实际情 况的焊接工艺评定管理系统。焊接工艺评定报告管理系统目前已经在企业中应 用,成为提高工艺准备质量和效率、避免重复评定的有效手段。 4、结束语 、 综上所述,我们在日常的压力管道焊接或相当于此类产品的焊接过程,应认 真开展和完善 PQR 与 WPS 控制程序,确保公司产品质量和安全性能,全力打造 中海金洲品牌管道产品。


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