压力容器焊接工艺评定的监督检验

钟荣高

（自贡市特种设备监督检验所，四川 自贡 643000）

0 前言

TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》4.2.1（3）规定：监检人员应当对焊接工艺评定的过程进行监督。在《锅炉压力容器产品监督规则》压力容器监督检验项目表中对焊接工艺评定的监督检验类别为A类监检项目。可见，焊接工艺评定的监督检验工作，具有非常重要的地位，应予高度的重视。然而，怎样才能做好该项工作，现行的《锅炉压力容器产品安全性能检验规则》及上级监察部门的相关文函，均未给出具体的规定，在此将根据国家对压力容器监督检验的意图和对焊接工艺评定标准的理解，结合焊接工艺评定的实践，探讨该如何做好压力容器焊接工艺评定监督检验工作。

1 焊接工艺评定监督检验的必要性

压力容器焊接工艺评定监督检验的目的是验证焊接工艺评定过程的符合性，评定结果的真实可靠性，评定结论的正确性。确保评定合格的工艺用于产品焊接时，产品焊接接头的使用性能符合要求。

压力容器焊接工艺评定监督检验的过程和内容是：监督检验任务受理→监督检验准备→工艺评定资料审查→工艺评定现场观察及实物确认→工艺评定资料确认。

要实现压力容器焊接工艺评定监督检验的目的，监检人员首先应对压力容器焊接工艺评定工作有足够的认识，明确压力容器焊接工艺评定的目的和意义，学习了解焊接方面的专业知识，掌握焊接工艺评定相关技术规范、标准、评定方法和判定准则，熟悉焊接工艺评定的过程。

为什么压力容器制造要进行焊接工艺评定，并且还要对压力容器制造焊接工艺评定进行监督检验？因为压力容器是具有爆炸、泄漏危险的特种设备，一旦失效，将会危及人们的生命和财产安全。连接压力容器各部件的焊接接头，是压力容器承载时的薄弱部位，因为焊缝是在小冶金过程中形成的，焊接热影响区的不同部位在焊接过程中经受不同的热作用而具有不同的组织和性能，整个焊接接头的组织和性能具有较大的不均匀性。焊接过程中是局部加热，一方面不可避免的产生内应力和变形，另一方面难免产生气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹等缺陷，而且在焊缝的部位还会引起应力集中，所有这些问题，都直接影响着焊接接头的性能，影响着压力容器的承载能力。要解决这些问题，除了提高焊工的操作技能，采用性能稳定的设备外，更重要的是要有正确的焊接工艺。

2 焊接工艺评定

正确的焊接工艺是通过焊接工艺评定来确认的。焊接工艺评定是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。焊接工艺评定的目的就是验证焊接工艺的正确性。焊接工艺正确性的判断准则是焊接接头的使用性能。焊接工艺评定的对象是各种焊接方法通用焊接工艺评定因素和每种焊接方法专用焊接工艺评定因素，其意图是确认在这些因素确定的焊接条件下焊接接头使用性能是否满足要求。如果经确认结果能够满足要求，就证明这个工艺是正确的，采用这个工艺所限定焊接条件焊接产品施焊时，产品的焊接接头的使用性能也能够满足要求。

焊接工艺评定的具体过程是：按照产品合同、产品设计图样、国家法律法规及技术规范、相关的技术标准对焊缝的使用性能要求，结合本单位的焊接技术能力及被焊母材的可焊接性，编制预焊接工艺评定规程；按照预焊接工艺规程制备试件和焊接试件；按照焊接工艺评定标准规定的要求加工试样；按照焊接工艺评定标准规定的试验标准和方法进行试验；按照焊接工艺评定标准对试验结果进行评价并出具焊接工艺评定报告。

压力容器制造单位在制造压力容器过程中，是否按照技术规范和标准的规定进行了焊接工艺评定，评定的条件和过程是否符合要求，评定的结果是否真实可靠，都由质量监督部门检验检测机构对其进行监督检验，确认其过程和结果的真实性和符合性。这就是将焊接工艺评定环节作为A类监检项目，并要求对焊接工艺评定过程进行监督检验的原因所在。

3 焊接工艺评定监督检验的工作

由于压力容器最基本的使用性能是承压，所以压力容器焊接工艺评定的判断准则在NB/T 47014-2011《承压设备焊接工艺评定》标准中是以焊接接头的力学性能、弯曲性能、冲击韧性的符合性为判断准则（当压力容器的使用性能有其他要求时，还应重新制定评定规则和判断准则）。因此在进行焊接工艺评定的监督检验工作前，监督检验人员除了要学习焊接工艺学、金属学及热处理等相关理论知识外，还要了解NB/T47014-2011(JB/T4708)承压设备焊接工艺评定、GB/T228金属材料拉力试验、GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法、GB/T2653焊接接头弯曲试验方法等相关标准及试验过程。

为了实现压力容器焊接工艺评定监督检验的目的，在实施压力容器焊接工艺评定的监督检验过程中，还应认真做好以下工作：

（1）资料审查。

检验人员在接到焊接工艺评定报检后，应对工艺评定的如下资料进行审查，以保证工艺评定的符合性。

a.钢材焊接性能资料的审查。

钢材的焊接性能，是焊接工艺评定的基础，对于低合金高强钢、耐热钢、低温用钢、耐蚀钢等材料的焊接工艺评定，只有充分掌握了材料的焊接性，才有可能使焊接工艺评定获得成功，因此，在拟定预焊接工艺规程前，制造单位必须通过各种方式和途径收集钢材的焊接性资料或进行焊接性试验，以掌握钢材的焊接性。对于合金元素种类多且含量高的合金钢，如果没有充分掌握材料的焊接性能，要使焊接工艺评定合格，是很困难的。因此，对于可焊性较差的材料，制造单位必须向监检人员提供钢材可焊性资料，否则监检人员可以不受理其监检。

b.预焊接工艺规程审查。

预焊接工艺规程是为进行焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件，其内容就是焊接工艺评定需要评定的焊接条件（工艺因素），编制预焊接工艺规程的实质是确定需要评定的焊接条件，对预焊接工艺规程进行审查，目的是确认预焊接工艺规程的正确性。

审查预焊接工艺规程正确性的判定准则是焊接条件（工艺因素）与评定标准中规定的评定准则要求的符合性，与钢材可焊性的符合性。预焊接工艺评定审查的具体内容是：依据NB/T47014-2011标准规定的评定准则，确认母材钢号、填充金属、试件厚度与焊件厚度、焊后热处理、重要因素、补加因素的替代与覆盖是否符合要求等；依据钢材的焊接性能，确认制定的预热温度、层间温度、后热温度、焊后热处理、线能量等是否符合钢材的焊接特性。依据产品的技术要求，确认评定的焊接条件能够满足产品的施焊要求。

c.评定用母材、焊材的质量证明文件的审查。

要使焊接工艺评定的结果真实可靠，首先评定用母材、焊材应当符合标准要求。证明材料是否符合要求的基本证据是材料的质量证明书，审查质量证明文件的内容包括以下方面：一是质证书的真伪识别，质证书应符合《固定式压力容器安全监察规程》的要求；二是质证书与实物的符合性；三是质证书中的信息与相应标准的符合性。

（2）实物确认。

实物确认，是对在工艺评定过程中的人员、设备、材料、试板、试样进行识别和判定。如果评定过程中实物未经确认，评定过程不得继续进行；经确认的实物不符合要求时，可终止对工艺评定过程的监检。实物确认的内容是：

a.确认参加工艺评定的人员，是否是该生产单位的技术熟练的焊接人员。

b.确认评定过程中所用设备是否处于完好状态，所有的仪器设备是否经过计量检定且在有效期内。

c.确认评定试板的移植钢印是否正确，所用焊材是否正确。

d.确认每一个试样上的标记是否正确。

e.确认试板上各试样取样的位置的正确性。

f.确认各试样加工尺寸、精度的正确性。

g.确认试验条件和现场的环境条件是否符合性（特别注意冲击试样的试验温度）要求。

h.确认弯曲试验后弯曲试样的弯曲角度是否符合性。

i.确认评定结果与判定准则的符合性。

（3）现场观察。

现场观察是指监督检验人员在工艺评定的现场，对工艺评定的某些过程的观察，确定评定过程的真实性。监检过程中注意观察的内容是：

a.评定过程中所有仪器设备是否运转正常，所有显示数据是否真实可靠。

b.试件施焊所采用的参数是否与预焊接工艺规程相一致，焊条、焊剂的烘烤是否按照要求进行，手工焊焊接速度的测量和数据的采集是否正确。

c.实际施焊的数据是否在预焊接工艺规程所规定的数据范围内；施焊记录是否真实记录了现场实际施焊的数据。

d.试样加工过程是否按照试样加工工艺的要求进行，要特别观察冲击试样缺口方位的加工的正确性。

e.试验所运用的标准、所使用的试验设备、试验的环境条件、试验过程是否符合工艺评定标准规定的要求，试验结果是否正确。

（4）资料确认。

焊接工艺评定监督检验过程中的资料确认，是对焊接工艺评定过程中的记录、报告的审核，监督检验人员依据在工艺评定过程中的实物确认、现场观察到的实际情况作为判断准则，对记录、报告中的信息进行核准，验证记录的真实性、报告结论的正确性。

资料确认的内容包括：焊条、焊剂的烘烤记录、施焊记录、焊缝外观检查记录、无损检测记录、试样的加工工艺及执行记录，无损检测记录和报告、拉力试验报告、弯曲试验报告、冲击试验报告、金相检验报告、化学成分分析报告、工艺评定报告等。

经确认符合要求的资料，监督检验人员应在资料上签字。

4 结论

焊接工艺评定的监督检验是一项重要而严肃的技术工作，做好该项工作不仅能控制工艺评定的正确性，更重要的是能保证压力容器的安全性能。要做好该项工作，要求监督检验人员不仅要具备焊接专业的相关知识和掌握相关的法律、法规标准，熟悉焊接工艺评定过程，在实施监督检验过程中还要有严肃、认真、务实、负责的态度，才能达到预期目的，不负使命。

[1]TSG R0004-2009，固定式压力容器安全技术监察规程[S].

[2]NB/T47014-2011，承压设备焊接工艺评定[S].

[3]国质检锅[2003]194附件：3.锅炉压力容器产品安全性能检验规则[S].