[化工标准]-HGT3178-2002.pdf

I C S 7 1 . 1 2 0 . 1 0 ; 7 5 . 1 8 0 . 2 0 ; 2 3 . 0 2 0 . 3 0 G 93 备案 号: 1 0 9 5 7 -2 0 0 2 H 中 华 人 民 共 和 国 化 工 行 业 标 准 H G % T 3 1 7 8 -2 0 0 2 代替 H G / T 3 1 7 8 -1 9 8 8 尿素高压设备耐腐蚀不锈钢管子一 管板 的焊接工艺评定和焊工技能评定_ We l d i n g p r o c e d u r e q u a l i f i c a t i o n a n d w e l d e r p e r f o r ma n c e q u a l i f i c a t i o n o f c o r r o s i o n r e s i s t a n t s t a i n l e s s s t e e l t u b e - t u b e s h e e t j o i n t s f o r h i g h p r e s s u r e u r e a e q u i p me n t s 2 0 0 2 - 0 9 - 2 8发布2 0 0 3 - 0 6 - 0 1 实施 中 华 少 味民 共 和 国 国 家 经 济 贸 易 委 员 会A *F HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 前言 本标准代替推荐性化工行业标准 H G / T 3 1 7 8 -1 9 8 8 尿素高压设备耐腐蚀不锈钢管子一 管板的焊 接工艺评定 和焊 工技能评定 。 本标准根据多年实施 H G/ T 3 1 7 8 -1 9 8 8取得的经验， 结合近年来国内外工程公司的标准、 规范， 对 HG / T 3 1 8 7 -1 9 8 8 修订而成。 本标准与HG / T 3 1 7 8 -1 9 8 8的主要技术差异: 增加了 定义 及相应条文。 增加了近 年来在尿素高压设备中 成功应用的三种换热管规格， 即: 0 1 9 . 0 5 X 2 . 1 1 , 0 2 6 . 5 X2 , 02 7 X3 . 5 . 提高了选择性腐蚀试验的验收标准。 对焊接变素明确了量化考核指标。 熔敷金属化学成分略有变化。 本标准的附录A为资料性附录。 本标准由原国家石油和化学工业局政策法规司提出。 本标准由化学工业机械设备标准化技术委员会归口。 本标准起草单位: 大连冰山集团金州重型机器有限公司。 本标准主要起草人: 郭传江、 刘晓书。参加起草人有: 刘静、 曲孟盛、 杨占波、 蔡萍。 本标准1 9 8 8 年首次发布为化工专业标准Z B / T G 9 3 0 0 7 -1 9 8 8 , 1 9 9 7年调整为推荐性化工行业标 准， 并重新编号为 HG / T 3 1 8 7 -1 9 8 8 . HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 尿素高压设备耐腐蚀不锈钢管子一 管板 的焊接工艺评定和焊工技能评定 范围 本标准规定了尿素高压设备( 主要指二氧化碳汽提塔、 高压冷凝器、 高压洗涤器) 耐腐蚀超低碳 C r - N i - M。 奥氏体不锈钢( 以下简称“ 尿素级不锈钢” ) 管子一 管板的焊接工艺评定和焊工技能评定的基本 原则、 试验方法、 检验要求。 通过焊接工艺评定或焊工技能评定， 焊接设备和焊接材料也同时证明满足使用要求。 本标准仅适用于钨极填丝氢弧焊( G TA W) 及焊条电弧焊( S MA W， 一般仅用于设备维修) 。 2 规范 性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后 所有的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准， 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议 的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注 日期 的引用文件 ， 其最新版本适用于本 标 准 。 H G/ T 3 1 7 2 尿素高压设备制造检验方法尿素级超低碳铬镍钥奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试 验的试样制取 HG / T 3 1 7 3 尿素高压设备制造检验方法尿素级超低碳铬镍钥奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向 试验 HG / T 3 1 7 4 尿素高压设备制造检验方法尿素级超低碳铬镍钥奥氏体不锈钢的选择性腐蚀检 查和金相检查 HG / T 3 1 7 9 尿素高压设备堆焊工艺评定及焊工技能评定 J B 4 7 3 0 压力容器无损检测 3术语 下述术语适用于本标准。 3.1 焊 接工艺评定 W e l d i n g p r o c e d u r e q u a l i f i c a t i o n 为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。 3. 2 焊工技能 评定 We l d e r p e r f o r m a n c e q u a l i f i c a t i o n 为验证焊工能否焊出满足规定要求的致密的焊缝而进行的试验过程及结果评价。 3 .3 试件 T e s t p i e c e 按照预定的焊接工艺制成的用于焊接工艺和/ 或焊工技能评定试验的焊件。试件包括母材和焊接 接头两部分。 3. 4 焊接接头We l d e d j o i n t 由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点。检验接头性能应考虑焊缝、 熔合区、 热影 响区甚至母材等不同部位的相互影响。 HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 3. 5 焊缝We l d 焊件经焊接后所形成的结合部分。 4材料 4 . 1 尿素级不锈钢材料 用于评定的尿素级不锈钢材料( 含换热管、 带极堆焊用钢带/ 焊剂、 焊条、 氢弧焊丝) 应符合有关的国 家标准、 行业标准、 工程标准及图样规定， 质量证明书合格齐全， 并经复验合格。 4 . 2 碳钢材料 用于评定的基层碳钢材料按表 1 选用。 表 1 碳钢材料选用表 产品基材在常温下的屈服强度 试板材料 3 9 2 MPa 与产品相同 HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 a ) 焊接方法及其组合的改变。 b ) 焊接材料的牌号、 类型、 规格的改变。 c ) 焊接位置的改变。 d ) 管板耐腐蚀层堆焊工艺或堆焊材料的改变。 e ) 比已评定合格的最高层间温度超过 2 0 以上。 f ) 管子一 管板接头型式的改变， 包括管子公称尺寸、 公称管间距由大变小、 坡口型式、 管子伸出高 度等。但管子伸出高度低于评定试验时的伸出高度时， 不必重新评定。 9 ) 管子材料类型的改变。 h ) 电流种类( 交流/ 直流) 或极性( 直流正接/ 反接) 的改变。 i ) 电流和/ 或电压范围的改变超过士1 0 %. 1 ) 保护气体类型的改变和/ 或任一组成成分的变化超过士5 %e k ) 保护气体流量比评定合格的范围的下限值降低 1 0 %或降低 2 L / m in ( 取两者中的较大值) 以上时。 1)焊枪喷嘴尺寸或结构型式的改变。 m) 焊接速度的改变( 一般是计每根管子的焊接时间) 超过士1 0 0 a o n ) 焊接层数或分段焊接的方向、 顺序的改变。 0 ) 没有完整的焊接工艺评定报告。 6 . 2 焊工技能评定的变素 当出现下述情况之一时需要重新进行焊工技能评定: a ) 焊接工艺方法及其组合的改变。 b ) 焊接材料的牌号、 类型、 尺寸的改变。 c ) 焊接位置的改变。 d ) 比已评定合格的最高层间温度超过2 0 以上。 e ) 管子一 管板接头型式的改变， 包括管子公称尺寸、 公称管间距由大变小、 坡口型式、 管子伸出高 度等。但管子伸出高度低于评定试验时的伸出高度时， 不必重新评定。 f ) 电流种类( 交流/ 直流) 或极性( 直流正接/ 反接) 。 g ) 电流和/ 或电压范围的改变超过士1 0 %0 h ) 保护体类型的改变和/ 或任一组成成分的变化超过士5 %0 i ) 保护气体流量比评定合格的范围的下限值降低 1 0 %或降低 2 L / m i n ( 取两者中的较大值) 以上 时或取消保护气体 。 J ) 焊枪喷嘴尺寸或结构型式的改变。 k ) 焊接速度的改变( 一般是计每根管子的焊接时间) 超过士1 0 %, 1 ) 焊接层数或分段焊接的方向、 顺序的改变 m) 评定合格的焊工中断评定合格项 目焊接三个月或三个月以上时， 应重新进行焊工技能评定 但是， 在检验机构的代表认可时， 可以延长三个月。 n ) 当用户或其代表有要求时。 0 ) 没有完整的焊工技能评定报告。 6 . 3其他 除了满足本标准之外， 若用户和/ 或图纸、 技术条件另有要求， 也应该补充到本标准所规定的评定内 容 中。 7试件制备 7 . 1 堆焊试板 按 H G / T 3 1 7 9 制备的 堆焊试板， 一部分作为堆焊工艺评定用， 待堆焊评定合格后， 另一部分作为 c 3 HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 管子一 管板的焊接工艺评定及焊工技能评定用， 试板尺寸可视评定数量和内容酌情增大，或者再单独堆 焊试板 ， 试 板按图 1制备 。 -7 s . - 2 6 -2 s . -7 s. 单位为毫来 8 手工堆焊 m m 管子一管板焊接评定试板 36 0】 图 1 堆焊试板 7 . 2 管子一 管板评定 管子一 管板焊接工艺评定和焊工技能评定的试板见图 2 ， 管子数量至少七根。试板分 A, B两种型 式。对于焊接工艺评定， A型试板适用于管子与带极和/ 或焊条电弧堆焊的管板焊接， B型试板适用于 管子与带极堆焊的管板焊接。A型试板评定合格后， B型试板免评。对于焊接技能评定， 可任选 A型 或 B型试板。 7 . 3 模拟管 4 ( 9 ) HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 耐 蚀 层 过渡层 基层 换 热 管 I 一横截面( 即沿管子中轴线的纵向截面) 检查试样; H 一平行截面( 即沿垂直管 子中轴线的横向截面) 试样; 班一晶间腐蚀倾向试验试样 图 2 管子一 管板评定试板 高压二氧化碳汽提塔上管板的焊接工艺评定和焊工技能评定， 试板边缘应增设至少六根模拟管( 或 称障碍管) ， 见图2中虚线所示。评定时， 模拟管可以不必焊接， 但需要进行点固， 伸出高度与其他管 相同 。 7 . 4焊接 焊接时应严格按焊接工艺规程执行， 如果采用多层焊， 控制层间温度小于等于 1 0 0 0 C e 7 . 5热处理 管子一 管板接头不允许进行焊后热处理。 7 . 6 试样截取 管子一 管板试样按图2所示截取， 为减少试件及试样质量 ， 可在管子一 管板焊后， 将部分碳钢加工去 掉， 使剩余碳钢厚度大于等于 2 0 m m, 8检验与评定 8 . 1 试板堆焊 H G/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 堆焊过程中及完工后的试板检验， 按 H G/ T 3 1 7 9的要求进行。如果产品上管板堆焊后需要进行 机加工( 比如为了使堆焊表面平齐) ， 则堆焊试板也要按相同的工艺进行加工。 8 . 2 管子一 管板接头 8 . 2 . 1 渗透检测 管子一 管板焊接完成后， 按J B 4 7 3 0的要求进行渗透检测， 工 级合格。 8 . 2 . 2 化学成分 熔敷金属的化学成分分析， 应该在焊缝上取样分析 C , C r , Ni , Mo , Mn , S i 和 N等七种元素。 化学成分的要求见表 2 e 表 2熔救合属的化 学成分 要求质量分数( %) 类型 元素 CCr N iM oM nS iN 2 5 - 2 2 - 2型 0 . 0 4 0 2 4 . 0 02 1 . 0 0 1 . 9 0 - 2 . 7 0 妻3 . 0 0 0. 5 00 . 2 0 3 1 6 L改良型 0 . 0 4 5 1 7 . 0 0)1 4 . 0 0 2 . 2 0 - -3 . 0 0)3 . 0 0 1 . 0 注: 表中单个值为最大值. 8 . 2 . 3 铁素体含量测定 管子一 管板接头应进行铁素体含量测定， 包括焊缝表面及管板耐腐蚀堆焊层的表面。 铁素体含量的测定， 应采用经校正和检定的铁素体测量仪。 接头铁素体含量不得超过 。 . 6 0 0 , 8 . 2 . 4 焊接缺陷的检验 8 . 2 . 4 . 1 检验的内容 a )裂纹。 b ) 夹渣 。 C ) 金属氧化物夹杂( 仅在手工钨极惰性气体保护焊时产生， 这种缺陷一般表现为细线型， 是由于 焊接时， 焊丝的前端或熔池表面失去气体保护形成的氧化膜， 夹杂在焊缝中， 特别是在起弧与 熄弧的瞬间) 。 d ) 气孔 。 e ) 管壁未熔合。 f ) 焊道间未熔合。 9 ) 管壁熔深。 h ) 管壁烧穿。 i)根部( 第一层) 熔透情况。 J ) 管子一 管板接头焊缝的计算厚度。 k ) 管壁咬肉。 U夹钨( 仅在手工钨极惰性气体保护焊时) 。 m) 金属夹杂物( 铁铬化合物， 仅在手工电弧焊时) 。 8 . 2 . 4 . 2 检验部位 8 . 2 . 4 . 2 . 1 横截面( 即沿管子中轴线的纵向截面) ， 见图2中试样 I 及图 3 e 8 . 2 . 4 . 2 . 2 平行截面( 即沿垂直管子中轴线的横向截面) ， 见图 2 中试样m及图 4 。在一2 mm, -3 m m, -4 m m“ “ “ 等每一平行截面上， 直到有 5 0 %以上的接头焊缝( 按焊缝长度累计) 已经松脱为止。该项检 验有时也称做( 管子一 管板接头的) 逐层刨削试验。 6 c i o 6 HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 换 热 管 mmmmmm omlm加骊伽细 图 3横截面图 4平行截 面 8 . 2 . 4 . 3 试样表面的加工 8 . 2 . 4 . 3 . 1 表面的加工采用带有水冷的磨削或精刨( 铣) 后再磨削的方法。在磨削时应尽可能减少对 焊接试样的热影响， 然后用碳化硅水磨砂纸( 1 8 。 号一6 0 0 号) 由粗到细逐次研磨。 对于第一平行截面( 即 。 mm截面) 的加工， 不需要全部加工至所有管子焊缝的顶端， 只需要 3 0 % 的管子焊缝顶端( 按焊缝长度累计) 被加工到即可。加工方法可先用铣床加工掉管子伸出部分， 使剩余 伸出量为 1 mm左右， 然后进行磨削。 8 . 2 . 4 . 3 . 2 试样的浸蚀应连续进行( 一般只需 4 s -6 s ) ， 直至焊道和管子材料清晰可见。 浸蚀剂应在使用前即时配制， 浸蚀剂的成分比 应为( 体积比 ) : H N O , ( 6 5 0 o ) ， H C l ( 3 6 % ) ， H 2 O 2 ( 3 0 %) =1: 2: l a 8 . 2 . 4 . 4 试样的检验 8 . 2 . 4 . 4 . 1 采用双目 体视显微镜( 放大倍数为2 0 -2 5 倍) 拍摄横截面和每个平行截面照片( 拍照比例 为 1， 1 -1， 1 . 5 ) ， 照片必须能够清晰显示出: a ) 对于平行截面应表示出与检验面有关的试样总厚度。如果四个角的厚度差大于 1 m m， 则应 将试样的每个面上每个角的厚度列成表。 b ) 对于平行截面试样号或其他清晰的识别号见图 5 ， 在试样一侧加工出不同数量的沟槽作为标 记， 防止混淆。 C ) 所有焊接缺陷用不同的符号表示在试样上， 按不同类型标上顺序号， 对缺陷尺寸测量后列表 记录。 d ) 照片的比例必须用和试样检验面一起照相的刻度尺( 毫米刻度) 表示。 % CF1 A 掣 IAO Bn 图5 试样标记沟榴 8 . 2 . 4 . 4 . 2 横截面焊缝尺寸的检验应测量图 3 的四个焊缝断面尺寸， 并编号列表记录。必要时要对晶 间腐蚀倾向试验试样的焊缝断面尺寸进行测量。需要测量的尺寸分别见图6和图 7 。注意， 多层焊时， 应分别测量每一层焊接时的管壁熔深 P 1 , P 2 o ( 11 ) 7 x G/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 a -焊缝的腰高( 即焊喉尺寸) ; h -焊缝高度 P -管壁熔深 图 6单层焊 a -焊缝的腰高( 即焊喉尺寸) ; h -焊缝高度; P 一管壁熔深 图 7多层焊 不同类型的焊接缺陷表示方法见表3 0 表 3 焊接缺陷表示符号 缺陷名称符号备注 裂纹 O 夹渣 金属 氧化物夹杂O 两种焊接方法组合焊时 仅手工钨极氮弧焊 气孔 口 熔化 缺陷 6 夹钨C 仅手工钨极氢弧焊时 管壁熔深过大 r-t 管壁烧穿 r 管子松脱 焊· 暑 V4T- 金属夹杂物 厂 仅在手工电弧焊时产生， 不作为缺陷 8 . 2 . 4 . 5 焊接缺陷检验报告 所有的焊接缺陷、 标记、 数据应列人每一个被检验平面和横截面的汇总表， 记录表的形式参见附录 A中表 A. 1 、 表 A . 2 。对于平行截面， 在报告中还应注明由一个截面贯穿到下一个截面的焊接缺陷。 8 . 2 . 5 焊接缺陷检验的验收标准 8 . 2 . 5 . 1 横截面 8 . 2 . 5 . 1 . 1 对于 G TA W， 腰高 a大于等于 3 mm。对于 S MA W， 腰高 a大于等于 4 mm。对于 R ( 12) HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 G T AW/ S MAW， 腰高 a 大于等于4 mm, 8 . 2 - 5 . 1 . 2 管壁熔深P( 多层焊时取 P 1 , P 2 . . . 中的最大值) 大于管子公称壁厚t 的7 5 %( 即t P小于 等于 。 . 2 5 t ) 时， 为熔深过大， 合格与否由买方或其指定的第三方决定。 双方有争议时， 根据 8 . 2 . 5 . 2 之规定进行逐层刨削试验来判断是否合格。 t P小于等于0 . 3 t 时， 应记录四截面的管壁熔深。 8 . 2 . 5 . 2 平行截面 8 . 2 - 5 . 2 . 1 缺陷定义: a ) 裂纹， 长度大于 0 . 6 mm, b ) 夹渣， 长度大于0 . 6 mm, c ) 金属氧化物夹杂， 长度大于 。 . 6 m m, d ) 夹钨， 长度大于 1 . 5 mm, e ) 气孔， 长度大于0 . 6 mm, f ) 管壁熔深过大， 见 8 . 2 . 5 . 1 . 2 , 9 ) 熔化缺陷( 包括未熔合及熔深过小) ， 长度大于2 . 0 mm, 注 如果在某一截面某处标明为管子松脱， 但是在下一截面的同一位置如果不是松脱而是致密的焊缝， 则该处仍应 视为熔化缺陷。 8 . 2 . 5 . 2 . 2 0 mm截面和一1 mm截面都不得有任何缺陷。 8 . 2 . 5 . 2 . 3 - 2 m m , -3 m m . . . . . . 等截面各种 焊接缺陷的评判要求见表4 、 表5 , 表 4缺陷的验收标准 缺陷类型 允许的缺陷数量 备注 G TA W SMAW 或 GTAW/ S MAW 缺陷最大尺寸 m们 1 堆焊焊道和/ 或焊缝 上的裂纹 21 0 . 6 1 .缺陷数量的计量以 4 条完整的管子 管 板焊缝为计算基准. 2 .缺陷连续从一个截面穿透到下一截面 一 是不允许的， 同时， 如果已经标明不同符号和 记号的缺陷是在同一位置( 例如， -2 mm截 面标记为， -3 mm截面标记为口， 且两个 一 缺陷在同一位置上) ， 则应视为一个连续性的 缺陷， 试样判废 3 . 缺陷不允许集中在一个区域. 4 . 管壁熔深不允许太不规则. 5 .如果超过允许存在的缺陷数量或最大 尺寸， 试样判为不合格. 热影响区裂纹 4 60 . 6 弧坑 裂纹 0 0 气孔 4 40 . 6 条虫状孔穴 0 0 熔化缺陷 3 32 夹渣3 30 .6 管壁烧穿 0 0 ( 1 3 1 HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 表 5夹钨的验收标准 序 号缺陷的位置 缺陷的允许值 备注 尺寸 mm 最多数量 1 焊缝上 1 . 0-( I . 5 每个截面 1 如果超过允许存在 的缺陷数量或最大尺 寸， 试样判为不合格 一2 m m一一5 mm截面累计 2 0 . 4 -0 . 3 - - 1 0 0又 记录 每一侧的最大值和平均值 如果最大值(4 0 p .， 则没有必要填写平均值 最大值 1 , 3侧镇2 0 0 1 - 簇7 0 l a m 2 , 4 , 5 侧簇7 0 p m 镇7 0 p. 6侧 焊材为 2 5 - 2 2 - 2 型簇7 0 p . 焊材为 3 1 6 L改良型镇2 0 0 /A M) 7 一1 0侧 焊材为2 5 - 2 2 - 2型(7 0 y - 焊材为3 1 6 L改良型2 0 0 1- 照片的要求 超出范围的每一点都要拍照 超出许可的范围 对于1侧或3侧， 局部选择性腐蚀超出范围时， 经 5 . 3要求的代表同意 后， 可以认为通过试验 在所有其他情况下， 需同 5 . 3 要求的代表协商决定 HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 表 1 2 焊接缺陷的检查内容及评定 检查部位及内容 检查部位: 整个截面 检查内容: 气孔、 夹渣、 裂纹、 未焊透、 管壁熔深过大等缺陷 试样状态按HG/ T 3 1 7 4 用酸液浸蚀过的 倍数2 5 X但 0 6簇0 . 6 0 . 6镇0 . 6 0 .6 0 m m 一 1 m m 一 2 m m 一 3 m m 一 4 m m 一 5 m m 一 6 m m 横截面 结论 试验室检验检验机构代表检验 签字 : 日期 签字 : 日期 : ( 19) HG/ T 3 1 7 8 -2 0 0 2 A . 2 横截面尺寸及焊缝缺陷汇总表 横截面尺寸及焊缝缺陷汇总表参见表 A . 2 . 表 A . 2 横截面尺寸及焊缝缺陷汇总表 项 目编号 : 试验报 告编号 高压管子一 管板连接焊部 门: 试样 : 管子直径 : & 2-2P %1-1 1-2 三才 r 昌 试 样 号位置 mamhm mP ,P i 备注 A. 3晶间腐蚀倾 向试验及选择 性腐蚀 检查报告表 晶间腐蚀倾向试验及选择性腐蚀检查报告表见表 A . 3 , HG/ T31 7 8 一2 0 0 2 表 A. 3晶间腐蚀倾 向试验及选 择性腐蚀检查报告衰 项 目编 号: 管 子 外 径 X 壁 厚 :试 验 报 告 编 号 : 管 子 材 料 :部门 : 堆焊层材料 管子焊接材料 : 晶间腐蚀倾向试验 试样 编号 腐蚀量， 拜 m / 4 8 h 总表面积 c m艺 硝酸溶液容量 c m3 周期， 4 8 h l2345 平均 要求2 0c m2 一3 5c m2 浓度: 65% 试样 编号 选择性腐蚀， 拜 m 管子材料 焊缝堆焊金属 l 2345 ( HAZ)6 7 ( HAZ) 89l 0 一 最大值 一一 一 一一 l 一一 一 一一二，二一一一一 一一一丁月巨- 一一 一 要求簇(簇簇( 簇( 注 试样草图: 长X宽 9 叹巴 2一 。 ! : 0t 签字 日期 ( 21)