【正文】 們在監(jiān)理工作中遇到某設計院設計的加氫裝置圖樣，殼體選用15CrMoR鋼，技術(shù)條件規(guī)定焊縫金屬化學成分范圍與母材相同，同時又規(guī)定了焊接接頭力學性能也必須符合母材要求。愿望是“低強”匹配，現(xiàn)實可能是“等強”；愿望是“等強”，現(xiàn)實可能是“超強”。焊縫金屬與母材力學性能匹配應該統(tǒng)一考慮強度匹配、塑性匹配和韌性匹配；對于強度型低合金鋼按“等強”原則選用焊接材料，焊接接頭可具有足夠的韌性儲備，而適當“超強”也確實有利于提高接頭抗脆斷性能。耐熱型低合金鋼的焊縫金屬還應保證化學成分。本標準中原則規(guī)定“焊縫金屬的性能應高于或等于相應母材標準規(guī)定值的下限或滿足圖樣規(guī)定的技術(shù)條件要求”作為選用焊接材料總方針： 本標準將GB 150中的低合金鋼按其使用性能分為強度型低合金鋼、耐熱型低合金鋼和低溫型低合金鋼，這樣劃分實際上也與它們的焊接特點相適應。為此，在制定《壓力容器用焊條訂貨技術(shù)條件》之前，在本標準修訂時，對焊條增加了技術(shù)要求作為臨時補充措施。 1516MnDR600～640E5015 –GE5016 – G620 177。 1515CrMoR≥600E5515 – B2620 177。應從產(chǎn)品制造工藝及設備使用檢驗出發(fā)考慮選用相應焊條。從表8可見，根據(jù)我國資源特點研制的壓力容器用鋼如15MnVR、07MnCrMoVR、16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR，其相匹配焊條合金體系在國標中列為“—G”類，帶“G”型號焊條的沖擊吸收功要求由供需雙方協(xié)議商定，國標不作規(guī)定，而鉻鉬鋼焊條沖擊功低于鋼板。說明彎曲試驗除了表征材料的塑性特征外，還表明了材料的致密程度，有些細小缺陷用肉眼和無損探傷方法檢查不出來，而用彎曲試驗則很容易顯示出來。從工程需要來看，應從焊條拉伸強度的實測值來考慮與母材強度匹配問題。如果焊條標準允許出現(xiàn)深度小于l mm的咬邊， mm的咬邊呢?3 熔敷金屬的力學性能與彎曲性能(1)拉伸強度上限值與下限值GBl50—1998《鋼制壓力容器》中所列碳素鋼和低合金鋼拉伸強度都規(guī)定下限值和上限值，然而焊條國家標準和產(chǎn)品樣本只規(guī)定熔敷金屬抗拉強度下限，而無上限。表3法規(guī)、標準名稱焊縫末熔合的規(guī)定《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》，GB 150一1998《鋼制壓力容器》JB 4730—1994規(guī)定Ⅱ級片不允許有未熔合JB 4708—2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》角焊縫試件不允許出現(xiàn)未熔合GB／T 5117—1995《碳鋼焊條》焊縫根部未熔合的總長度應不大于焊縫總長度的20％，當未熔合的深度不大于最小焊腳的25％時，連續(xù)未熔合的長度不應大于25mmGB／T 5118—1995《低合金鋼焊條》焊縫根部未熔合的總長度應不大于焊縫總長度的20％，連續(xù)未熔合的長度不大于25mm表4法規(guī)、標準名稱焊縫咬邊的規(guī)定《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》咬邊深度≤GB150—1998《鋼制壓力容器》用標準抗拉強度下限值σb540 MPa的鋼材及CrMo低合金鋼和不銹鋼材制造的容器，以及焊接接頭系數(shù)φ取為l的容器、低溫壓力容器，其焊縫表面不得有咬邊。壓力容器是有特殊要求的焊接構(gòu)件，制造壓力容器時必須遵照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、 《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》、GBl50一1998《鋼制壓力容器》，JB 4708—2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》、JB／T4709—2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》等，在上述國家法規(guī)、標準中對壓力容器焊接要求作了嚴格規(guī)定，目前焊條國家標準的技術(shù)要求難以全面滿足，具體表現(xiàn)為：1 熔敷金屬的化學成分和硫磷含量GBl50—1998中所列鋼號其標準為GB 6654一1996《壓力容器用鋼板》、GB 353l—1996《低溫壓力容器用低合金鋼鋼板》等，壓力容器用焊條熔敷金屬性能應不低于母材。焊接材料并不限于焊條、焊絲、焊劑，還包括氣體(CH4，O2，Ar，C02等)、鎢極、填充材料、金屬粉和襯墊等。 本“標準釋義”由合肥通用機械研究所戈兆文、錦西化工機械廠龍紅、大連石油化工設計院嚴國華編寫。 修訂本標準的原則是：充分吸取國內(nèi)成熟的先進經(jīng)驗，參照采用國外先進工業(yè)國家標準中適合于我國情況的內(nèi)容，修正錯誤和落后的條款，以使本標準密切結(jié)合國內(nèi)實際，不斷提高技術(shù)要求，具有先進性和現(xiàn)實性。 每臺壓力容器產(chǎn)品都有自己的特點，每個制造與安裝單位也都有自身條件和工藝過程，沒有必要也不可能規(guī)定各制造、安裝單位按照統(tǒng)一焊接規(guī)程去焊制壓力容器。按全國壓力容器標準化技術(shù)委員會要求，從1998年5月便由合肥通用機械研究所、錦西化工機械廠和大連石化設汁院著手修汀。修訂的主要依據(jù)是在JB/T4709一1992基礎(chǔ)上，結(jié)合8年實踐所取得經(jīng)驗，進行了廣泛調(diào)研、搜集資料。編制、修訂本標準的目的在于明確焊制壓力容器的各個環(huán)節(jié)所允許與禁止的條款。 JB／T 4709—1992是對JB／Z 105一1973《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》修訂的結(jié)果，尚未編寫過“標準釋義”，故本“標準釋義”擬從理論、應用實踐、國內(nèi)外現(xiàn)行標準對比及管理規(guī)則方面介紹和解釋標準的主要內(nèi)容和修訂條款，以便幫助使用本標準的各方面人士理解和運用本標準的規(guī)定，有助于標準的貫徹、執(zhí)行。 本“標準釋義”由全國壓力容器標準化技術(shù)委員會秘書長壽比南審校： 本“標準釋義”中的黑體字為標準條文。為確保壓力容器的焊接質(zhì)量，焊接材料必須要有產(chǎn)品質(zhì)量證明書，并符合相應標準的規(guī)定，相應標準指國家標準、行業(yè)標準、壓力容器常用的焊接材料標準有： GB／丁983一1995《不銹鋼焊條》 GB／T 5117一1995《碳鋼焊條》 GB／T 5118一1995《低合金鋼焊條》 GB／T 8110一1995《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》 GB／T 14957一1994《熔化焊用鋼絲》 GB／T 14958一1994《氣體保護焊用鋼絲》 YB/T 509l—1993《惰性氣體保護焊接用不銹鋼棒及鋼絲》 YB／T 5092一1996《焊接用不銹鋼絲》 GB／T 10045一1988《碳鋼藥芯焊絲》 GB／T 5293一1999《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》 GB／T 12470一1990《低合金鋼埋弧焊用焊劑》 SJ／T 10743—1996《惰性氣體保護電弧焊和等離子焊接切割用鎢鈰電極》 GB／T 4842—1995《氬氣》 我國焊條、焊劑、藥芯焊絲標準大都等效采用或參照采用美國國家標準，其對應關(guān)系見表l.表l中國標準編號采用程度美國國家標準編號及名稱GB/T9831995等效《不銹鋼手工電弧焊焊條》GB/T51171995等效《碳鋼藥皮電焊條規(guī)程》GB/T51181995等效《低合金鋼藥皮焊條規(guī)程》GB52931985參照《碳素鋼埋弧焊用焊絲及焊劑》GB/T12470—1990參照《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑規(guī)程》GB/T100451998參照《藥芯焊絲電弧焊用碳鋼焊絲規(guī)程》結(jié)合我國實際情況，原機械工業(yè)部編制了《焊接材料產(chǎn)品樣本》，由機械工業(yè)出版社出版，其最新版為1997年版。硫、磷是金屬中重要有害元素，在壓力容器用鋼材和焊條標準中對其規(guī)定含量的對比見表2。GB/T 5117—1995 GB／T 5118—1995角焊縫允許有個別短而且深度小于1mm的咬邊焊條國標中，檢驗焊縫焊透、熔合和咬邊采用T形接頭角焊縫試驗。當抗拉強度實測值不管超過下限值多少也合格。焊條熔敷金屬強度過高，會造成焊縫與母材的強度、塑性、韌性不匹配，影響焊接接頭性能，還會給焊接工藝評定和焊接工藝的管理造成混亂。日本焊條標準JIS Z 3211—1978《低碳鋼用藥皮焊條》和JISZ 3212—1982《高強鋼用藥皮焊條》等都認為“彎曲試驗可表明焊接接頭完好性”，因而在標準中都規(guī)定要進行彎曲試驗。表8鋼 號試驗溫度沖擊韌性相匹配焊條型號試驗溫度沖擊韌性20R027E4315E4316302716MnR031E5015E5016302715MnVR031協(xié)議要求續(xù)表8鋼 號試驗溫度沖擊韌性相匹配焊條型號試驗溫度沖擊韌性l8MnMoNbR031E7015D2302713MnNiMoNbR034E6015D1E6016D1302715CrMoR2031E5515B2202707M11CrMoVR2047E6015GE6016G協(xié)議要求14CrlMoR2031E5515B2202712Gr2MolR2031E6015B3202716MnDR4527E5015GE5016G協(xié)議要求15MnNiDR5027(34)D5015G協(xié)議要求09Mn2VDR7027(34)E5015G協(xié)議要求09MnNiDR27(34)W707(無對應型號)焊條國家標準中力學性能試板熱處理溫度與相應鋼材制壓力容器焊后熱處理規(guī)范對比如表9。表9鋼號JB/T4709中規(guī)定焊后熱處理溫度，℃相匹配焊條型號焊條GB/T5117 GB/T5118中規(guī)后熱處理溫度，℃20R600～640E4315 E4316不進行16MnR600～640E5015 E5016不進行15MnVR540～580F5515 – G E5516 – G620 177。 1507MnCrMoVR550～590E6015 – GE6016 – G620 177。 1515MnNiDR540～580E5015 – G620 177。 焊接材料選用原則 應根據(jù)母材的化學成分、力學性能、焊接性能并結(jié)合壓力容器的結(jié)構(gòu)特點、使用條件及焊接方法綜合考慮選用焊接材料，必要時通過試驗確定。 有人認為“通過焊接工藝評定，確定了焊接材料”這種說法是不全面的—例如焊接 16MnR鋼，下列焊條都可以通過焊接工藝評定：J506，J507，J507R，J507G，J507RH， J507DF……，但施焊產(chǎn)品使用哪個牌號則要考慮諸多因素，如：①從焊接設備考慮，J506 使用交流焊機，J507使用直流焊機；②從抗裂性考慮，J507RH優(yōu)于J507；C在容器內(nèi)部施焊從勞動保護考慮，J507DF(低塵)要優(yōu)于J507；④從提高效率考慮，鐵粉焊條J507Fe優(yōu)于了507。 注：本標準將GB 150中的低合金鋼按其使用，性能分為強度型低合金鋼、耐熱型低合金鋼和低溫型低合金鋼。用強度級別為700—800 MPa的高強度鋼(HQ70及15MnMoVNRe)作母材，選擇不同強度級別焊條焊接，進行落錘試驗和深缺口寬板拉伸試驗結(jié)果表明，焊縫金屬過份超強或過份低強，均易促使脆性斷裂，接近等強的接頭最為理想。必須根據(jù)焊縫實際強度水平來分析匹配問題。15CrMoR所匹配的焊條如表10所示。按照本標準所規(guī)定的焊材選用原則，保證力學性能前提下選用化學成分高于或等于相應母材標準規(guī)定值下限不僅是合理的而且是可行的，焊縫金屬鉻鉬含量高于母材對提高耐熱性能有利。 采用不銹鋼復合鋼設計壓力容器時分為設計時計人不銹鋼復層強度和不計人不銹鋼復層強度兩種情況，故寫明“當有力學性能要求時還應保證力學性能”。 奧氏體高合金鋼與碳素鋼或低合金鋼之間的焊縫金屬應保證抗裂性能和力學性能。提高奧氏體焊縫的含鎳量，利用其石墨化作用阻礙形成碳化物則縮小擴散層。 由于焊條、焊劑國家標準規(guī)定不進行彎曲性能試驗，焊條、焊劑力學性能試板熱處理規(guī)范與產(chǎn)品焊后熱處理規(guī)范不完全相同，與不少鋼材相差甚遠，規(guī)定焊材“按JB 4708通過焊接工藝評定”以確保焊材按壓力容器標準通過性能檢驗，但不要求焊材按爐批號進行焊接工藝評定。GB／T 5113中焊條力學性能試板熱處理規(guī)范基本上是按焊條強度級別來考慮的。對帶“G”焊條加上“規(guī)定出焊縫金屬夏比v型缺口沖擊吸收功”，對鉻鉬鋼焊條、焊接低溫鋼的鎳鋼焊條，提高了焊縫金屬夏比V型缺口沖擊功驗收指標，以便與鋼板要求相適應。本標準不可能將所有情況都包括在內(nèi)，在標準正文表表3中只列出經(jīng)過長期實踐考驗的、焊材廠批量生產(chǎn)的焊材，它們都符合國家標準或《焊接材料產(chǎn)品樣本》的規(guī)定。凡符合國標的焊材均按國標規(guī)定考核，而“相當國標”“未加標注”的焊材則以《焊接材料產(chǎn)品樣本》提供的性能數(shù)據(jù)作主要參考依據(jù)。目前用來焊接淬硬性鋼的兩種常用方法，即珠光體焊條加預熱及奧氏體焊條不預熱，都可能解決上述兩個問題，在標準正文中表3列出了珠光體焊條。 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第66條規(guī)定“壓力容器產(chǎn)品施焊前，制造單位應對受壓元件間的對接焊接接頭和要求全焊透的T形接頭，受壓元件與承載的非受壓元件之間全焊透的T形或角接接頭，以及受壓元件的耐腐蝕堆焊層都應進行焊接工藝評定”。在這五條規(guī)定條文中，“補焊”是對母材(鋼板、鍛件、鑄件、機加工件母材)而言，而“返修焊”是對焊縫而言。依同理，補焊焊縫也是對接焊縫，則對接焊縫試件評定合格的焊接工藝可以用于補焊焊縫。當重要因素、補加因素沒有變更時，則可用施焊原焊縫的焊接工藝評定報告，編制一份焊接工藝指導書，用于焊接返修焊縫，返修次數(shù)不作為焊接工藝評定因素。 經(jīng)過對《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》的詳細研究，認為壓力容器焊工考試試件分類對象也是焊縫，焊工考試的目的在于要求焊工能夠施焊出沒有超標缺陷的焊縫，而焊接接頭的性能則由評定合格的焊接工藝來保證。有人以為焊工考試的焊接工藝評定