I. Conceito de avaliação do processo de soldadura A avaliação do processo de soldadura é uma preparação preliminar para toda a operação de soldadura. É um processo de ensaio e avaliação da exatidão do processo de soldadura proposto para soldaduras e produtos relacionados. Inclui o processo de preparação da pré-soldadura, a soldadura, o ensaio e a avaliação dos resultados. A avaliação do processo de soldadura é também [...]
A avaliação do processo de soldadura é uma preparação preliminar para toda a operação de soldadura. É um processo de teste e avaliação da precisão do processo de soldadura proposto para soldaduras e produtos relacionados.
Isto inclui o processo de preparação pré-soldadura, soldadura, ensaios e avaliação de resultados. Processo de soldadura a avaliação é também um processo importante na prática da produção, que tem pré-requisitos, objectivos, resultados e âmbito limitado.
Por conseguinte, a avaliação do processo de soldadura envolve a preparação para a soldadura, a soldadura de peças de ensaio, a inspeção das peças de ensaio e a determinação se o junta soldada da peça de ensaio satisfaz todos os indicadores técnicos do desempenho exigido de acordo com o processo de soldadura proposto.
Finalmente, todos os factores do processo de soldadura, dados de soldadura e resultados de testes acumulados ao longo do processo são organizados em materiais conclusivos e recomendados, formando um "relatório de avaliação do processo de soldadura".
A avaliação do processo de soldadura é um elo crítico para garantir a qualidade da soldadura de caldeiras, recipientes sob pressão e tubagens sob pressão. É uma parte indispensável do trabalho de preparação técnica antes da soldadura de caldeiras, recipientes sob pressão e tubagens sob pressão.
Trata-se de um projeto obrigatório para que a agência nacional de qualidade e supervisão técnica realize uma análise de engenharia.
É uma medida necessária para assegurar a correção e a racionalidade do processo de soldadura, e é uma garantia importante para assegurar a qualidade das soldaduras, e que o desempenho das juntas soldadas cumpre as condições técnicas do produto e os requisitos normativos correspondentes.
Por conseguinte, é necessário verificar a correção e a racionalidade do processo de soldadura através da experiência correspondente, ou seja, a avaliação do processo de soldadura.
A avaliação do processo de soldadura também pode maximizar a eficiência da produção de soldadura e minimizar os custos de produção, com a premissa de garantir a qualidade da junta soldada, alcançando assim o máximo benefício económico.
Elaborar e emitir a atribuição de avaliação do processo de soldadura - Desenvolver o plano de avaliação do processo de soldadura - Soldar e inspecionar as peças de teste - Preparar o relatório de avaliação do processo de soldadura - Desenvolver o guia de operações de soldadura (ou cartão de processo de soldadura) com base no relatório de avaliação do processo de soldadura.
O principal objetivo da atribuição é a emissão de tarefas de avaliação. Por conseguinte, o seu conteúdo principal deve incluir: objetivo da avaliação, indicadores de avaliação, elementos de avaliação e condições de qualificação dos serviços e do pessoal responsável pelas tarefas de avaliação.
(1) Determinar os indicadores de avaliação
Os indicadores técnicos são determinados com base no conhecimento teórico dos regulamentos e do aço (soldabilidade), etc. De acordo com o "Procedimento de avaliação do processo de soldadura" DL/T869, a composição química e as propriedades mecânicas (resistência, plasticidade, tenacidade, etc.) do metal de soldadura devem ser comparáveis ou não inferiores ao limite inferior do material de base.
(2) Determinar os elementos de avaliação
Considerando os requisitos reais de trabalho do projeto, abranger os itens relacionados de acordo com o âmbito dos regulamentos e determinar os itens de avaliação. A determinação dos itens de avaliação do processo de soldadura deve considerar os seguintes aspectos:
Aço:
(1) Classificação dos níveis de aço;
(2) Regras de base dos níveis de aço na "avaliação";
(3) Divisão de diferentes tipos de aço. O significado da junta de soldadura de diferentes tipos de aço é:
A classificação dos diferentes tipos de aço juntas de soldadura divide-se essencialmente em duas categorias: uma é a dos que têm a mesma estrutura metalográfica mas uma composição química diferente, como a junta de soldadura entre o aço de baixo carbono e o aço de baixa liga, ambos pertencentes ao tipo de estrutura perlítica com pequenas diferenças de propriedades físicas mas uma composição química diferente; a outra categoria é a dos que têm estruturas metalográficas e composições químicas diferentes e diferenças significativas de propriedades físicas, como a junta de soldadura entre o aço perlítico de baixa liga e o aço martensítico de alta liga ou o aço inoxidável austenítico.
A principal caraterística dos diferentes tipos de juntas de soldadura de aço é a distribuição desigual da composição química, da estrutura metalográfica, das propriedades mecânicas e da soldadura tensão residual. O processo de soldadura deve abordar estas questões e adotar as medidas tecnológicas necessárias para as resolver.
①Tipo A de juntas de aço diferentes: Um lado da junta de soldadura é aço austenítico, e o outro é outro aço estruturado. Tipos específicos incluem: A+M, A+B, A+P, e assim por diante.
②Tipo M diferentes juntas de aço: Um lado da junta de soldadura é de aço martensítico, e o outro é outro aço estruturado. Tipos específicos incluem: M+B, M+P, e assim por diante.
③Tipo B diferentes juntas de aço: Um lado da junta de soldadura é de aço bainítico, e o outro é de cobre perlítico. Existe apenas um tipo: B+P.
(1) Soldadura de topo aplicável à espessura da peça de trabalho
①Quando a espessura da peça de teste de avaliação é 1,5≤δ <8 (mm), a faixa de espessura da peça de trabalho aplicável é definida como: o limite inferior é 1,5 mm, o limite superior é 2δ, mas não mais do que 12 mm.
②Quando a espessura da peça de teste de avaliação é 8≤δ≤40 (mm), a faixa de espessura da peça de trabalho aplicável é definida como: o limite inferior é 0,75 δ, o limite superior é 1,5δ. Quando a espessura da peça de teste de avaliação é superior a 40 mm, o limite superior não é restrito.
(2) Soldadura de filete aplicável à espessura da peça
A gama de espessuras da peça de trabalho aplicável à espessura da junta de filete δ que foi avaliada é a mesma que a espessura da junta de topo, mas a espessura da peça de ensaio é calculada de acordo com as regras seguintes:
①A espessura da peça de teste de solda de filete placa a placa é a espessura da placa da web.
②A espessura da peça de teste de solda de filete tubo a placa é a espessura da parede do tubo.
③A espessura da peça de teste de solda de filete do assento do tubo é a espessura da parede do tubo de ramificação.
Além disso, para a soldadura por arco submerso, soldadura de dupla face e paredes espessas de pequeno diâmetro, etc., verificar cuidadosamente os regulamentos e executar de acordo com os regulamentos.
Cada método de soldadura deve ser avaliado individualmente e não se pode substituir um ao outro. Se for utilizada uma combinação de vários métodos de soldadura para a "avaliação", cada método de soldadura pode ser "avaliado" individualmente ou em combinação.
A espessura do metal de solda para cada método de soldadura deve estar dentro do intervalo da sua própria "avaliação". Por exemplo, se a camada de raiz for soldada por Soldadura TIG (espessura de 3 mm), e os processos de enchimento e cobertura são efectuados por soldadura por varão (espessura total de 8 mm) para a avaliação do processo de soldadura (outras condições), esta é considerada como uma avaliação da combinação de dois métodos de soldadura. Os métodos de soldadura aprovados são adequados para:
(1) Soldadura TIG individual:
A espessura do metal de solda avaliada é de 3 mm, com uma gama de espessuras aplicável de (1,5~6)mm.
(2) Soldadura por vareta individual:
A espessura do metal de solda avaliada é de 8 mm, com um intervalo de espessura aplicável de (6~12)mm. Os métodos de soldadura Ds/Ws acima mencionados também podem ser utilizados separadamente para a soldadura TIG e a soldadura com vareta depois de passarem a avaliação, e depois combinados. A "avaliação" de soldadura a gás aplica-se à espessura máxima das peças soldadas que é a mesma que a espessura da peça de ensaio de "avaliação".
(1) O processo aprovado pela "avaliação" dos provetes planos é aplicável aos provetes tubulares, e vice-versa. No entanto, devem ser consideradas várias posições de soldadura. Por exemplo, a soldadura vertical plana pode substituir a soldadura horizontal de tubos fixos, e a soldadura vertical plana pode substituir a soldadura vertical de tubos.
(2) A "avaliação" dos provetes de juntas de topo aplica-se aos provetes de juntas de canto.
(3) A "avaliação" do penetração total aplica-se aos objectos de ensaio de penetração não total.
(4) O processo de soldadura aprovado pela "avaliação" dos provetes de soldadura de canto plano é aplicável às soldaduras de canto do tubo e da placa ou do tubo e do tubo, e vice-versa.
(1) Materiais de soldadura tais como varetas de soldadura, fios e fluxos fundem-se durante o processo de soldadura e fundem-se no metal de solda sob a forma de metal de adição. São os principais componentes do metal de solda. A sua seleção e alteração podem influenciar significativamente as propriedades de soldadura da junta de soldadura.
No entanto, a sua variedade traz grandes dificuldades à "avaliação". Para reduzir o número de avaliações e conduzi-las racionalmente, a seleção de materiais de soldadura deve seguir os mesmos princípios que a seleção de aço, dividida por nível de classe (consulte a tabela no procedimento), para facilitar a "avaliação".
(2) Para varetas de soldadura, fios e fluxos estrangeiros, pode consultar materiais relacionados ou realizar testes para confirmar a sua conformidade antes da utilização. A sua composição química e propriedades mecânicas devem ser semelhantes às listadas na tabela de materiais de soldadura nacionais. Podem ser classificados no nível de classe correspondente e tratados da mesma forma que os materiais de soldadura nacionais.
As varetas, fios e fluxos de soldadura não listados na tabela de materiais de soldadura, se a sua composição química, propriedades mecânicas e características do processo forem semelhantes às listadas, podem ser classificados no nível de classe correspondente e utilizados. Aqueles que não podem ser classificados devem ser "avaliados" separadamente.
(3) As varas e os fios de soldadura de cada categoria devem ser avaliados separadamente. Para os da mesma categoria, mas de níveis diferentes, a avaliação do nível superior é aplicável ao nível inferior; entre as varetas de soldadura do mesmo nível, as avaliadas com varetas de soldadura ácidas podem ser isentas da avaliação básica vareta de soldadura avaliação.
(4) A mudança do metal de adição de fio sólido para fio fluxado, ou vice-versa.
(5) A mudança de gás combustível ou gás de proteção tipo, cancelamento do gás de proteção da retaguarda.
(6) A seleção de materiais para soldadura de aço deve seguir os princípios do DL/T752.
(7) Para materiais estranhos, especialmente materiais de soldadura para alta liga de açoPara obter mais informações sobre as propriedades básicas do material, o utilizador deve conhecer bem as suas propriedades. Alguns indicadores importantes diretamente relacionados com o desempenho do produto devem ser verificados através de ensaios antes da utilização.
As directrizes gerais não ditam rigorosamente a "avaliação" dos diâmetros dos tubos. Devido à grande variedade de especificações dos tubos no sector da energia, foram tomadas as seguintes disposições, tendo em conta as variações significativas do processo:
(1) Quando se "avaliam" provetes com um diâmetro exterior Do de ≤60mm e a soldadura é efectuada utilizando o soldadura por arco de árgon o processo é aplicável independentemente do diâmetro exterior do tubo soldado.
(2) Para outros diâmetros de tubos, a "avaliação" é aplicável a diâmetros exteriores de tubos soldados que variam entre o limite inferior 0,5D0 e um limite superior não especificado.
O sector da energia, tendo em conta as características específicas do sector, estabeleceu disposições específicas para a "avaliação" das posições de soldadura e a sua aplicabilidade (ver quadro nas orientações). As seguintes regras também devem ser respeitadas nos seguintes casos:
(1) Na soldadura vertical, quando a soldadura de raiz muda de soldadura ascendente para descendente ou vice-versa, deve ser efectuada uma nova avaliação.
(2) Para soldadura a gás e soldadura a arco de árgon com elétrodo de tungsténio de tubos com um diâmetro de ≤60mm, a menos que existam requisitos especiais para os parâmetros do processo de soldadura, apenas os tubos horizontais são geralmente "avaliados", o que é aplicável a todas as posições de soldadura da peça de trabalho.
(3) Durante a soldadura automática de tubos em todas as posições, devem ser utilizados provetes tubulares para "avaliação", não podendo ser substituídos por provetes em forma de placa.
Quando o temperatura de pré-aquecimento do provete de avaliação exceder os parâmetros previstos, deve ser efectuada uma nova avaliação:
(1) Quando a temperatura de pré-aquecimento da amostra de avaliação diminui em mais de 50 ℃;
(2) Para peças soldadas que requerem resistência ao impacto, quando a temperatura entre camadas aumenta em mais de 50 ℃.
(1) Se for necessária uma inspeção durante o processo e a peça de ensaio não puder ser soldada de uma só vez, deve ser efectuado um tratamento térmico pós-soldadura.
(2) O intervalo entre o tratamento térmico pós-soldagem e a conclusão da operação de soldagem deve seguir rigorosamente as especificações de tratamento térmico para vários aços e cumprir as disposições do DL / T 819 e DL / T 868. Por exemplo, o aço martensítico P91 requer que, após a conclusão da soldagem, a solda deve esfriar a 100 ℃ antes do austenite tudo se transforma em martensite, depois a temperatura é aumentada para o tratamento térmico pós-soldadura.
Quando ocorrem alterações nos parâmetros de especificação da soldadura e nas técnicas de funcionamento, a avaliação deve ser refeita com base no tipo de parâmetro ou as instruções do processo devem ser alteradas.
(1) Na soldadura a gás, alterações nas características da chama;
(2) Na soldadura automática, alterações na distância entre o bocal condutor e a peça de trabalho;
(3) Uma alteração em velocidade de soldadura superior a 10% do valor avaliado;
(4) Mudança da soldadura de uma face para a soldadura de duas faces;
(5) Passagem da soldadura manual para a soldadura automática;
(6) Mudança de soldadura de passagem múltipla para soldadura de passagem única, etc.
Estes pontos e outras condições especiais podem ser considerados coletivamente para determinar como identificar os itens de avaliação do processo de soldadura.
1. O fabrico de provetes deve ser efectuado sob supervisão eficaz, em estrita conformidade com os requisitos e regulamentos do esquema de avaliação do processo.
2. Deve haver uma pessoa dedicada a registar cuidadosamente cada passo durante o processo de soldadura, e deve ser equipado um registador de parâmetros capaz de guardar os dados registados. Os registos devem ser devidamente conservados para efeitos de revisão.
3. Os elementos de inspeção devem ser completos, realizados em conformidade com a regulamentação aplicável.
Os principais elementos de inspeção incluem:
(1) Cordão de soldadura inspeção do aspeto: A altura restante do metal de solda não deve ser inferior à do material de base, a profundidade e o comprimento do rebaixo não devem exceder a norma e não deve haver fissuras, áreas não fundidas, inclusões de escória, poços de arco ou porosidade na superfície da solda.
(2) Ensaios não destrutivos de cordões de soldadura: A inspeção radiográfica dos provetes tubulares deve ser efectuada em conformidade com os requisitos da norma DL/T821, e a qualidade da soldadura não deve ser inferior à norma de nível II. Os ensaios não destrutivos não têm correlação com as propriedades mecânicas da junta soldada, mas a compreensão dos defeitos de soldadura na "avaliação" é muito necessária. Além disso, deve considerar-se a possibilidade de evitar estas áreas aquando do corte de peças de ensaio. Por conseguinte, deve ser incluído nos itens de inspeção.
(3) Ensaio de tração (espécimes dimensionais):
① A altura restante do provete é removida mecanicamente e nivelada com o material de origem.
② Espessura do espécime: Amostras de espessura total podem ser usadas quando a espessura é inferior a 30 mm. Se a espessura for superior a 30 mm, pode ser processada em duas ou mais peças de espécimes.
③ A resistência à tração de cada provete não deve ser inferior ao limite inferior do material de origem.
④ A resistência à tração dos espécimes de aço dissimilares não deve ser inferior ao limite inferior do material de origem no lado inferior.
⑤ Quando duas ou mais peças de espécimes são submetidas a um ensaio de tração, o valor médio de cada grupo de espécimes não deve exceder o limite inferior do valor especificado pelo material de origem.
(4) Ensaio de flexão:
① Os espécimes de flexão podem ser divididos em flexão de face transversal (traseira), flexão de face longitudinal (traseira) e flexão lateral transversal.
② Quando T é menor que 10, T = t; quando T é maior que t, t = 10. A largura do provete: 40, 20, 10 (unidade: mm).
③ A altura restante do espécime é removida mecanicamente, a superfície original do material de origem é mantida, e o rebaixo e o entalhe da raiz da solda não podem ser removidos.
④ O defeito na superfície de dobra do lado transversal deve ser considerado como a superfície de tração.
⑤ Os três principais factores que afectam o ensaio de flexão são: a relação entre a largura e a espessura do provete, a ângulo de flexãoe o diâmetro do eixo de flexão. O método de ensaio de flexão do regulamento SD340-89 e as disposições conexas não correspondem ao alongamento do próprio material. Por conseguinte, o alongamento da superfície exterior da amostra de flexão excedeu o limite inferior do alongamento especificado para alguns aços, o que não é inteiramente razoável.
Para uma determinação mais razoável da plasticidade no ensaio de flexão, o novo regulamento estipula que o método de ensaio de flexão deve ser realizado de acordo com GB/T232 Dobragem de metais Método de ensaio.
As condições do ensaio de flexão são especificadas da seguinte forma: a espessura da amostra é inferior a 10, o diâmetro do eixo de flexão (D) é 4t. A distância entre os suportes (Lmm) é de 6t+3, e o ângulo de flexão é de 180 graus.
Para os aços com um limite inferior de alongamento especificado inferior a 20% na norma e nas condições técnicas, se o ensaio de flexão não for qualificado e o alongamento medido for inferior a 20%, é permitido aumentar o diâmetro do eixo de flexão para o ensaio.
Após a flexão até ao ângulo especificado, não deve haver fissuras de comprimento superior a 3 mm, em qualquer direção, na superfície de tração de cada peça do provete, dentro da zona de soldadura e da zona afetada pelo calor. Exceptuam-se as fissuras no bordo, mas as fissuras causadas por inclusões de escória devem ser contadas.
(5) Ensaio de impacto: Os componentes que suportam pressão e carga, desde que satisfaçam as condições para a amostra de impacto, devem ser submetidos a um ensaio de impacto. Por conseguinte, este deve ser efectuado quando estiverem reunidas as seguintes condições:
① Se a espessura da soldadura não for suficiente para a amostragem (5x10x5mm), esta poderá não ser necessária.
② Quando a espessura da soldadura é maior ou igual a 16mm, é necessário um ensaio de impacto, 10x10x5mm.
③ Padrão de aprovação da avaliação: O valor médio de três espécimes não deve ser inferior ao limite inferior especificado pelos documentos técnicos relevantes, e um não deve ser inferior a 70% do valor especificado.
(6) Exame metalográfico: A junta de canto tubular não deve ter duas superfícies de inspeção no mesmo corte.
(7) Ensaio de dureza: A dureza do cordão de soldadura e da zona afetada pelo calor não deve ser inferior a 90% do valor de dureza, não deve exceder o valor de Dureza Brinell do material de base mais 100HB, não devendo exceder as seguintes especificações:
Quando o teor total da liga é inferior a 3%, a dureza deve ser inferior ou igual a 270HB;
Quando o teor total da liga é de 3~10, a dureza deve ser inferior ou igual a 300HB;
Quando o teor total de liga é superior a 10, a dureza deve ser inferior ou igual a 350HB;
Para o aço P91, 220~240 é o ideal.
(8) A preparação, o corte e a avaliação dos espécimes acima referidos devem ser efectuados de acordo com as normas aplicáveis.
(9) Após a inspeção, deve ser emitido um relatório formal por pessoal qualificado.
(10) Os procedimentos e requisitos de inspeção devem estar em conformidade com os regulamentos.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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