Что, если бы вы могли гарантировать, что ваши сварные швы всегда будут идеальными? В этой статье мы рассмотрим оценку процесса сварки - важнейший метод тестирования и совершенствования сварочных технологий. Вы узнаете, как подготовить, проверить и оценить сварные швы, чтобы они соответствовали стандартам качества. Независимо от того, занимаетесь ли вы производством или техническим обслуживанием, понимание этого процесса может повысить эффективность сварки и надежность продукции. Погрузитесь в курс дела, чтобы узнать об основных этапах и преимуществах оценки сварочных процессов.
Оценка сварочного процесса - это важнейший предварительный этап общей сварочной операции, включающий в себя всестороннюю оценку пригодности предлагаемой процедуры сварки для конкретных сварных соединений и сопутствующих изделий. Эта систематическая оценка служит краеугольным камнем для обеспечения качества, надежности и соответствия промышленным стандартам.
Процесс оценки включает в себя несколько основных этапов:
Оценка сварочного процесса - это не просто теоретическое занятие, а важнейшее практическое применение в производстве. Она регулируется конкретными предпосылками (такими как спецификации материалов и возможности сварочного оборудования), четко определенными целями (например, достижение определенных механических свойств или коррозионной стойкости) и ограниченной областью применения в зависимости от предполагаемого применения.
Основная цель этой оценки - определить, соответствуют ли сварные соединения, полученные с помощью предлагаемой процедуры сварки, всем техническим требованиям и эксплуатационным характеристикам или превосходят их. Это включает в себя оценку таких факторов, как провар, проплавление, механическая прочность, пластичность и устойчивость к различным видам разрушения, относящимся к области применения.
На протяжении всего процесса оценки ведется тщательная документация, в которой фиксируются все параметры сварочного процесса, данные о материале, настройки оборудования, условия окружающей среды и результаты испытаний. Этот всеобъемлющий набор данных затем анализируется и обобщается в официальную "Квалификационную запись сварочной процедуры" (WPQR) или "Отчет об оценке сварочного процесса". Этот документ служит проверенным чертежом для будущей производственной сварки, обеспечивая последовательность, качество и соответствие соответствующим нормам и стандартам.
Оценка процесса сварки - важнейший компонент обеспечения качества и целостности сварных соединений в котлах, сосудах под давлением и напорных трубопроводных системах. Эта оценка является неотъемлемой частью технической подготовки, закладывая основу для успешного выполнения сварочных работ в этих ответственных областях применения.
Значение оценки процесса сварки многогранно:
Для достижения этих преимуществ при оценке процесса сварки используется целый ряд экспериментальных методов и анализов. Они могут включать механические испытания, неразрушающий контроль, анализ микроструктуры и моделирование условий эксплуатации. Результаты этих оценок дают конкретные доказательства пригодности и эффективности сварочного процесса.
Оценка процесса сварки выполняет множество важнейших функций при производстве и обслуживании оборудования, работающего под давлением:
IV. Область применения оценки сварочного процесса
Оценка сварочного процесса - важнейшая мера обеспечения качества, применяемая в широком спектре промышленных отраслей, в частности при изготовлении, установке и обслуживании ответственного стального оборудования. Сюда входят, в частности, котлы, трубопроводные системы, сосуды под давлением и несущие стальные конструкции. Кроме того, он играет важнейшую роль в программах подготовки сварщиков и технических аттестациях, обеспечивая компетентность персонала, занимающегося сваркой.
Оценка охватывает различные методы сварки, каждый из которых имеет свои специфические области применения и проблемы:
Перед началом любых сварочных работ необходимо провести оценку сварочного процесса, чтобы проверить предлагаемые спецификации сварочных процедур (WPS) и убедиться, что они соответствуют требуемым стандартам качества и спецификациям проекта.
Процесс оценки применим в различных промышленных секторах, включая, но не ограничиваясь ими:
Оценка процесса сварки по своей сути зависит от конкретного продукта, поскольку различные продукты имеют уникальные технические требования и стандарты качества. Например:
Основная цель оценки сварочного процесса заключается в том, чтобы убедиться, что процедура сварки позволяет получать сварные швы, которые соответствуют или превосходят конкретные технические требования к изделию или конструкции. Это включает в себя такие аспекты, как механические свойства, коррозионная стойкость и усталостные характеристики в предполагаемых условиях эксплуатации.
Кроме того, в процессе оценки должны учитываться такие факторы, как:
Оценка процесса сварки - это критическая методология, направленная на решение проблем, связанных с процессом сварки в конкретных условиях для любого стального материала. Ее основная цель - не определить оптимальные параметры процесса, а предоставить спектр решений, которые в целом приемлемы и применимы в широком диапазоне сценариев.
Хотя эта оценка позволяет решить проблемы производительности в конкретных условиях процесса, важно отметить ее ограничения. Она не может напрямую решить всеобъемлющие проблемы качества, такие как снижение остаточных напряжений, минимизация деформаций и предотвращение сварочных дефектов. Для решения этих более широких проблем часто требуются дополнительные технические средства контроля и послесварочная обработка.
Краеугольным камнем эффективной оценки процесса сварки является тщательная оценка свариваемости исходных материалов. Проведение надежных испытаний технического состояния до начала производства может служить ценным ориентиром, позволяющим обойти рискованную и зачастую дорогостоящую практику использования реальных изделий в качестве испытательных образцов. Такой подход не только экономит ресурсы, но и обеспечивает более контролируемую среду для оценки.
В процессе оценки очень важно изолировать и исключить человеческий фактор, чтобы сохранить объективность. Не следует смешивать оценку сварочных процессов с оценкой квалификации сварщика. Персонал, ответственный за проведение оценки сварочного процесса, должен обладать достаточным опытом, чтобы определить, являются ли обнаруженные дефекты следствием проблем, связанных с процессом, или недостатков, связанных с навыками. В тех случаях, когда выявлены недостатки навыков, правильным ответом будет целенаправленное обучение сварщика, а не изменение процесса.
Традиционные процедуры оценки процесса сварки обычно основаны на механических испытаниях сварных соединений при комнатной температуре. Соединение, успешно прошедшее визуальный осмотр, неразрушающий контроль (NDT) и механические испытания при комнатной температуре, обычно считается удовлетворяющим требованиям к процессу сварки. Однако стандартный набор испытаний не позволяет получить исчерпывающие данные о надежности новых стальных сплавов, используемых в трубопроводах, работающих при высоких температурах и высоком давлении, в частности в энергетике. Чтобы обеспечить целостность и долговечность этих критически важных компонентов, необходимо рассмотреть возможность проведения дополнительных испытаний. К ним могут относиться высокотемпературные испытания на выносливость для имитации условий эксплуатации, испытания на ползучесть для оценки длительной деформации при постоянном напряжении и коррозионные испытания под напряжением для оценки восприимчивости к растрескиванию под воздействием окружающей среды.
Благодаря использованию этих передовых методик испытаний оценка сварочного процесса может обеспечить более целостную оценку характеристик соединения, особенно для материалов и областей применения, которые расширяют границы традиционных методов сварки. Такой комплексный подход не только повышает надежность оценки, но и способствует повышению общей безопасности и эффективности сварных конструкций в сложных промышленных условиях.
Составление и выдача задания на оценку процесса сварки - Разработка плана оценки процесса сварки - Сварка и проверка образцов - Подготовка отчета об оценке процесса сварки - Разработка руководства по сварочным работам (или технологической карты сварки) на основе отчета об оценке процесса сварки.
Основной целью задания является выдача заданий на оценку. Поэтому его основное содержание должно включать: цель оценки, показатели оценки, объекты оценки, условия квалификации подразделений и персонала, ответственных за выполнение заданий по оценке.
(1) Определите показатели оценки
Технические показатели определяются на основе теоретических знаний о нормативных документах, стали (свариваемость) и т.д. Согласно "Процедуре оценки процесса сварки" DL/T869, химический состав и механические свойства (прочность, пластичность, вязкость и т.д.) металла шва должны быть сопоставимы с нижним пределом исходного материала или не ниже его.
(2) Определить объекты оценки
Учитывая фактические требования к работе по проекту, охватите соответствующие пункты в соответствии с объемом правил и определите пункты оценки. При определении элементов оценки процесса сварки следует учитывать следующие аспекты:
Сталь:
(1) Классификация уровней стали;
(2) Основные правила оценки уровня стали в "оценке";
(3) Отдел различные виды стали. Значение сварочного соединения различных типов стали:
Классификация различных видов стали сварные швы Прежде всего, они делятся на две категории: первая - это те, которые имеют одинаковую металлографическую структуру, но различный химический состав, например, сварочное соединение между низкоуглеродистой и низколегированной сталью, которые относятся к типу перлитной структуры с незначительными различиями физических свойств, но различным химическим составом; вторая категория - это те, которые имеют различные металлографические структуры и химические составы и значительные различия физических свойств, например, сварочное соединение между низколегированной перлитной сталью и высоколегированной мартенситной сталью или аустенитной нержавеющей сталью.
Главной особенностью различных типов стальных сварных соединений является неравномерное распределение химического состава, металлографической структуры, механических свойств и сварочных остаточное напряжение. В процессе сварки необходимо рассмотреть эти вопросы и принять необходимые технологические меры для их решения.
① Соединения из различных видов стали: Одна сторона сварочного соединения - аустенитная сталь, а другая - другая структурированная сталь. К конкретным типам относятся: A+M, A+B, A+P и так далее.
②Тип М различных стальных соединений: С одной стороны сварочного соединения - мартенситная сталь, с другой - сталь с другой структурой. К конкретным типам относятся: M+B, M+P и так далее.
③Тип B различные стальные соединения: С одной стороны сварочного соединения - бейнитная сталь, с другой - перлитная медь. Существует только один тип: B+P.
(1) Стыковая сварка в зависимости от толщины заготовки
① Если толщина тестовой заготовки составляет 1,5≤δ<8(мм), диапазон применимой толщины заготовки определяется следующим образом: нижний предел - 1,5 мм, верхний предел - 2δ, но не более 12 мм.
② При толщине тестового образца 8≤δ≤40 (мм) диапазон применимой толщины заготовки определяется следующим образом: нижний предел - 0,75 δ, верхний - 1,5 δ. Если толщина испытуемого образца превышает 40 мм, верхний предел не ограничивается.
(2) Филейная сварка применимо к толщине заготовки
Диапазон толщин заготовок, применяемых для оценки толщины галтельного шва δ, такой же, как и для толщины стыкового шва, но толщина тестовой детали рассчитывается в соответствии со следующими правилами:
① Толщина испытательного образца для сварки встык между пластинами равна толщине пластины полотна.
② Толщина образца для испытания на сварку в виде галтели между трубой и пластиной равна толщине стенки трубы.
③ Толщина образца для испытания галтельного сварного шва седла трубы равна толщине стенки патрубка.
Кроме того, при двусторонней дуговой сварке под флюсом и сварке толстостенных изделий малого диаметра и т.д. внимательно ознакомьтесь с правилами и выполняйте работы в соответствии с ними.
Каждый метод сварки должен оцениваться отдельно и не может заменять друг друга. Если для "оценки" используется комбинация нескольких методов сварки, каждый метод сварки может быть "оценен" по отдельности или в комбинации.
Толщина металла шва для каждого метода сварки должна находиться в пределах диапазона его собственной "оценки". Например, если корневой слой сваривается методом Сварка TIG (толщина 3 мм), а процессы заполнения и покрытия выполняются с помощью сварки палкой (общая толщина 8 мм) для оценки процесса сварки (другие условия), это рассматривается как оценка комбинации двух методов сварки. Утвержденные методы сварки подходят для:
(1) Индивидуальная сварка TIG:
Расчетная толщина металла сварного шва составляет 3 мм, а диапазон применяемых толщин - (1,5~6) мм.
(2) Индивидуальная сварка палкой:
Оцениваемая толщина металла шва составляет 8 мм, а диапазон применяемых толщин - (6~12) мм. Вышеупомянутые методы сварки Ds/Ws могут также использоваться отдельно для TIG-сварки и сварки палкой после прохождения оценки, а затем комбинироваться. Оценка газовая сварка методы применяются при максимальной толщине сваренных деталей, равной толщине "оценочного" тестового образца.
(1) Процесс, утвержденный по результатам "оценки" плоских образцов, применим к трубчатым образцам, и наоборот. Однако следует учитывать различные положения сварки. Например, плоская вертикальная сварка может заменить горизонтальную сварку неподвижных труб, а вертикальная плоская сварка может заменить вертикальную сварку труб.
(2) "Оценка" образцов для испытания стыковых соединений применяется к образцам для испытания угловых соединений.
(3) "Оценка" полное проникновение применяется к образцам испытаний, не связанных с полным проникновением.
(4) Процесс сварки, утвержденный по результатам "оценки" испытательных образцов плоских угловых сварных швов, применим к угловым сварным швам трубы и листа или трубы и трубы, и наоборот.
(1) Сварочные материалы такие как сварочные прутки, проволока и флюсы, расплавляются в процессе сварки и вплавляются в металл шва в виде присадочного металла. Они являются основными компонентами металла шва. Их выбор и изменение могут существенно повлиять на свойства сварного соединения.
Однако их разнообразие создает большие трудности при "оценке". Чтобы сократить количество оценок и провести их рационально, выбор сварочных материалов должен осуществляться по тем же принципам, что и выбор стали, с разделением по уровням класса (см. таблицу в процедуре), чтобы облегчить "оценку".
(2) Для иностранных сварочных прутков, проволоки и флюсов можно обратиться к соответствующим материалам или провести испытания для подтверждения их соответствия перед использованием. Их химический состав и механические свойства должны быть аналогичны указанным в таблице отечественных сварочных материалов. Их можно отнести к соответствующему классу и обращаться с ними так же, как и с отечественными сварочными материалами.
Сварочные прутки, проволока и флюсы, не перечисленные в таблице сварочных материалов, если их химический состав, механические свойства и технологические характеристики аналогичны перечисленным, могут быть отнесены к соответствующему уровню класса и использованы. Те, которые не могут быть классифицированы, должны быть "оценены" отдельно.
(3) Сварочные стержни и проволока каждой категории должны оцениваться отдельно. Для стержней одной категории, но разных уровней, оценка более высокого уровня применяется к более низкому уровню; среди сварочных стержней одного уровня стержни, прошедшие оценку кислотности, могут быть освобождены от базовой оценки сварочный пруток оценка.
(4) Смена присадочного металла со сплошной проволоки на проволоку с флюсом или наоборот.
(5) Изменение горючего газа или защитный газ тип, отмена защитного газа с обратной стороны.
(6) Выбор материалов для разнородных сварка стали должны следовать принципам DL/T752.
(7) Для иностранных материалов, особенно сварочных материалов для высоких легированная стальВы должны полностью понимать основные свойства материала. Некоторые важные показатели, напрямую связанные с эксплуатационными характеристиками продукта, должны быть проверены в ходе испытаний перед использованием.
Общие рекомендации не содержат строгих указаний по "оценке" диаметров труб. В связи с широким разнообразием технические характеристики труб в электроэнергетике, были сделаны следующие поправки с учетом значительных вариаций процесса:
(1) При "оценке" тестовых образцов с наружным диаметром Do ≤60 мм и сварке с использованием аргонодуговая сварка Метод применим независимо от наружного диаметра свариваемой трубы.
(2) Для других диаметров труб "оценка" применима для наружных диаметров сварных труб в диапазоне от нижнего предела 0,5D0 до неуказанного верхнего предела.
В электроэнергетике, с учетом специфических особенностей отрасли, разработаны специальные положения по "оценке" положений сварки и их применимости (см. таблицу в руководстве). Приведенные ниже правила должны соблюдаться и в следующих случаях:
(1) При вертикальной сварке, когда корневой шов меняется с восходящего на нисходящий или наоборот, необходимо провести новую оценку.
(2) При газовой сварке и аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом труб диаметром ≤60 мм, если нет специальных требований к параметрам процесса сварки, обычно "оцениваются" только горизонтальные трубы, что применимо ко всем положениям заготовки.
(3) При автоматической сварке труб во всех положениях для "оценки" должны использоваться трубчатые тестовые образцы, а пластинчатые тестовые образцы не могут быть заменены.
Когда температура предварительного нагрева образца, превышающего намеченные параметры, необходимо провести новую оценку:
(1) Если температура предварительного нагрева образца для оценки снижается более чем на 50℃;
(2) Для сварных деталей, требующих ударной вязкости, когда температура межслойного соединения увеличивается более чем на 50℃.
(1) Если в ходе процесса требуется проверка, а контрольное изделие не может быть сварено за один проход, необходимо выполнить послесварочную термообработку.
(2) Интервал между послесварочной термообработкой и завершением сварочных работ должен строго соответствовать спецификациям термообработки для различных сталей и отвечать положениям DL/T 819 и DL/T 868. Например, мартенситная сталь P91 требует, чтобы после завершения сварки сварной шов остыл до 100℃, прежде чем аустенит все превращается в мартенсит, затем температура повышается для послесварочной термообработки.
При изменении параметров сварочных спецификаций и методов работы необходимо заново провести оценку, исходя из типа параметров, или изменить технологические инструкции.
(1) При газовой сварке - изменение характеристик пламени;
(2) При автоматической сварке - изменение расстояния между токопроводящим соплом и заготовкой;
(3) Изменение в скорость сварки больше, чем 10% от оцененного значения;
(4) Переход от односторонней сварки к двухсторонней;
(5) Переход от ручной сварки к автоматической;
(6) Переход от многопроходной сварки к однопроходной и т.д.
Эти моменты и другие особые условия могут быть рассмотрены в совокупности, чтобы определить, как определить элементы оценки процесса сварки.
1. Изготовление тестовых образцов должно проводиться под эффективным контролем, в строгом соответствии с требованиями и правилами схемы оценки процесса.
2. Должен быть специальный человек, тщательно записывающий каждый шаг в процессе сварки, и регистратор параметров, способный сохранять записанные данные. Записи должны быть надлежащим образом сохранены для просмотра.
3. Все пункты проверки должны быть полными и проводиться в соответствии с действующими правилами.
Основные пункты осмотра включают:
(1) Сварной шов контроль внешнего вида: Оставшаяся высота металла шва не должна быть ниже, чем у основного материала, глубина и длина подреза не должны превышать стандарт, а на поверхности шва не должно быть трещин, непроплавленных участков, шлаковых включений, дуговых ям или пористости.
(2) Неразрушающий контроль сварных швов: Радиографический контроль трубных образцов должен проводиться в соответствии с требованиями DL/T821, а качество сварного шва должно быть не ниже уровня II стандарта. Неразрушающий контроль не имеет корреляции с механическими свойствами сварного соединения, но понимание дефектов сварки при "оценке" очень необходимо. Кроме того, следует учитывать, чтобы избежать этих участков при резке тестовых образцов. Поэтому его следует включить в пункты контроля.
(3) Испытание на растяжение (габаритные образцы):
① Оставшаяся высота образца удаляется механическим способом и выравнивается с материнским материалом.
② Толщина образца: Образцы полной толщины можно использовать, если их толщина не превышает 30 мм. Если толщина более 30 мм, то можно разделить образец на две или более частей.
③ Прочность на разрыв каждого образца не должна быть меньше нижнего предела прочности исходного материала.
④ Прочность на растяжение образцов из разнородной стали не должна быть меньше нижнего предела прочности исходного материала с нижней стороны.
⑤ Если испытанию на растяжение подвергаются два или более образца, среднее значение каждой группы образцов не должно превышать нижний предел значения, установленного для исходного материала.
(4) Испытание на изгиб:
① Образцы для изгиба можно разделить на поперечный лицевой изгиб (спинка), продольный лицевой изгиб (спинка) и поперечный боковой изгиб.
② Когда T меньше 10, T = t; когда T больше t, t = 10. Ширина образца: 40, 20, 10 (единицы измерения: мм).
③ Оставшаяся высота образца удаляется механически, исходная поверхность основного материала сохраняется, а подрез и корневая выемка сварного шва не могут быть удалены.
④ Дефект на поверхности поперечного бокового изгиба следует рассматривать как поверхность растяжения.
⑤ Три основных фактора, влияющих на испытание на изгиб: отношение ширины к толщине образца, величина угол изгибаи диаметр оси изгиба. Метод испытания на изгиб, предусмотренный правилами SD340-89 и соответствующими положениями, не соответствует удлинению самого материала. Поэтому удлинение внешней поверхности образца при изгибе превысило нижний предел удлинения, установленный для некоторых сталей, что не совсем разумно.
Для более обоснованного определения пластичности при испытании на изгиб новые правила предусматривают, что метод испытания на изгиб должен проводиться в соответствии с GB/T232 Гибка металла Метод испытания.
Условия испытания на изгиб следующие: толщина образца меньше, чем равна 10, диаметр оси изгиба (D) составляет 4t. Расстояние между опорами (Lmm) составляет 6t+3, а угол изгиба - 180 градусов.
Для сталей с указанным в стандарте и технических условиях нижним пределом удлинения менее 20%, если испытание на изгиб не является квалифицированным, а измеренное удлинение менее 20%, допускается увеличение диаметра оси изгиба для испытания.
После изгиба на заданный угол на поверхности растяжения каждого образца в пределах сварного шва и зоны термического влияния не должно быть трещин длиной более 3 мм в любом направлении. Трещины на кромке исключаются, но трещины, вызванные шлаковыми включениями, должны быть учтены.
(5) Испытание на удар: Если несущие и нагружающие компоненты отвечают условиям для ударных образцов, они должны подвергаться ударному испытанию. Поэтому его следует проводить при соблюдении следующих условий:
① Если толщина сварного шва недостаточна для отбора проб (5x10x5 мм), то он может не потребоваться.
② Если толщина сварного шва больше или равна 16 мм, необходимо провести испытание на удар, 10x10x5 мм.
③ Стандарт прохождения оценки: Среднее значение трех образцов не должно быть ниже нижнего предела, указанного в соответствующих технических документах, а один образец не должен быть ниже 70% от указанного значения.
(6) Металлографическое исследование: Трубчатое угловое соединение не должно иметь двух контрольных поверхностей на одном срезе.
(7) Испытание на твердость: Твердость сварного шва и зоны термического воздействия должна быть не менее 90% значения твердости, не превышать Твердость по Бринеллю исходного материала плюс 100HB, и не превышать следующие характеристики:
При общем содержании сплава менее 3%, твердость должна быть меньше или равна 270HB;
Когда общее содержание сплава составляет 3~10, твердость должна быть меньше или равна 300HB;
Если общее содержание сплава превышает 10, твердость должна быть меньше или равна 350HB;
Для стали P91 оптимально 220~240.
(8) Подготовка, резка и оценка вышеуказанных образцов должны проводиться согласно соответствующим стандартам.
(9) После проверки квалифицированным персоналом должен быть составлен официальный отчет.
(10) Процедуры и требования к проверке должны соответствовать нормативным документам.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO 
TR