Guía completa para evaluar procesos de soldadura.

I. Concepto de evaluación del proceso de soldadura

La evaluación del proceso de soldadura es una preparación preliminar para toda la operación de soldadura. Es un proceso de prueba y evaluación de la precisión del proceso de soldadura propuesto para piezas soldadas y productos relacionados.

Esto incluye el proceso de preparación previa a la soldadura, soldadura, pruebas y evaluación de resultados. La evaluación del proceso de soldadura también es un proceso importante en la práctica de producción, que tiene requisitos previos, objetivos, resultados y un alcance limitado.

Por lo tanto, la evaluación del proceso de soldadura implica la preparación para la soldadura, la soldadura de las muestras, la inspección de las muestras y la determinación de si la unión soldada de la muestra cumple con todos los indicadores de desempeño técnico requeridos de acuerdo con el proceso de soldadura propuesto.

Finalmente, todos los factores del proceso de soldadura, los datos de soldadura y los resultados de las pruebas acumulados a lo largo del proceso se organizan en materiales recomendados y concluyentes, formando un "informe de evaluación del proceso de soldadura".

II. Importancia de evaluar el proceso de soldadura

La evaluación del proceso de soldadura es un eslabón crítico para garantizar la calidad de la soldadura de calderas, recipientes a presión y tuberías a presión. Es una parte indispensable de los trabajos de preparación técnica antes de soldar calderas, recipientes a presión y tuberías a presión.

Es un proyecto obligatorio para que la agencia nacional de supervisión técnica y de calidad realice una revisión de ingeniería.

Es una medida necesaria para garantizar la corrección y racionalidad del proceso de soldadura, siendo una garantía importante para garantizar la calidad de la soldadura y que el rendimiento de las uniones soldadas cumple con las condiciones técnicas del producto y los requisitos normativos correspondientes.

Por tanto, es necesario verificar la corrección y racionalidad del proceso de soldadura mediante el experimento correspondiente, es decir, la evaluación del proceso de soldadura.

La evaluación del proceso de soldadura también puede maximizar la eficiencia de la producción de soldadura y minimizar los costos de producción bajo la premisa de garantizar la calidad de la junta soldada, logrando así el máximo beneficio económico.

III. Objetivo de evaluar el proceso de soldadura.

1. Sirve como un documento técnico que se debe seguir en el proceso de producción de calderas, recipientes a presión, fabricación, instalación, mantenimiento de calderas, recipientes a presión, tuberías y equipos a presión y en la enseñanza de la formación de soldadores.
2. Es un eslabón fundamental o medida importante a llevar a cabo en la gestión de la calidad de la soldadura.
3. Es un indicador importante que refleja la capacidad de soldadura y el nivel técnico de una unidad.
4. Es un proyecto que debe llevarse a cabo según lo estipulado por la industria relevante y las regulaciones nacionales.

4. Ámbito de aplicación de la evaluación del proceso de soldadura

1. La evaluación del proceso de soldadura es aplicable a los trabajos de soldadura de fabricación, instalación y mantenimiento de equipos de acero como calderas, tuberías, recipientes a presión y estructuras de acero de soporte de carga, así como a la capacitación y evaluación técnica de los soldadores. La evaluación del proceso de soldadura debe realizarse antes de estos trabajos para determinar la corrección del proceso de soldadura propuesto.
2. La evaluación del proceso de soldadura es aplicable a métodos de soldadura como la soldadura por arco metálico protegido, la soldadura con gas inerte de tungsteno, la soldadura por arco metálico con gas, la soldadura por arco con núcleo fundente, la soldadura con gas y la soldadura por arco sumergido.
3. Es aplicable a empresas dedicadas a trabajos de fabricación, instalación o mantenimiento.
4. Se pretende la evaluación del proceso de soldadura. Los requisitos de condición técnica de varios productos son diferentes. Si el producto es un recipiente a presión, el resultado de la prueba de evaluación del proceso debe cumplir con los requisitos estándar de la condición técnica del recipiente a presión. Si el producto es una estructura de acero portante, el resultado de la prueba de evaluación del proceso debe cumplir con los requisitos estándar de las condiciones técnicas de la estructura de acero portante. El principal requisito de la prueba de evaluación del proceso de soldadura es cumplir con las condiciones técnicas del producto.

V. Características de la Evaluación del Proceso de Soldadura

1. La evaluación del proceso de soldadura tiene como objetivo resolver problemas del proceso de soldadura en condiciones específicas para cualquier material de acero. No se trata de seleccionar los mejores parámetros de proceso, sino de proporcionar una gama de soluciones que sean generalmente aceptables para la mayoría de las personas.
2. Aunque la evaluación del proceso de soldadura aborda problemas de rendimiento bajo condiciones de proceso específicas, no puede resolver problemas de calidad integrales como el alivio de tensiones, la reducción de la deformación y la prevención de defectos de soldadura.
3. La evaluación del proceso de soldadura debe basarse en la soldabilidad de las materias primas. Las pruebas de condición técnica confiables pueden guiar la producción, evitando así el peligro de utilizar productos reales como piezas de prueba.
4. Durante la evaluación del proceso de soldadura se deben excluir los factores humanos. No confundir la evaluación de los procesos de soldadura con la evaluación de las habilidades del soldador. El personal que realiza la evaluación del proceso de soldadura debe poder distinguir si los defectos se deben a un problema en el proceso de soldadura o a una cuestión de habilidad del soldador. Si se trata de un problema de habilidad, debe resolverse mediante la capacitación del soldador.
5. Las pruebas requeridas por los procedimientos de evaluación de procesos de soldadura existentes implican principalmente pruebas mecánicas a temperatura ambiente en uniones soldadas. Si una junta pasa la inspección visual, las pruebas no destructivas y las pruebas mecánicas a temperatura ambiente, generalmente se considera que ha pasado la prueba del proceso de soldadura. Sin embargo, estos resultados no son completamente fiables para los nuevos tipos de acero en tuberías de alta temperatura y alta presión en la industria energética. También se deben considerar pruebas adicionales, como pruebas de resistencia a altas temperaturas, pruebas de fluencia y pruebas de agrietamiento por corrosión bajo tensión.

SIERRA. Procedimiento de evaluación del proceso de soldadura.

Preparar y emitir la tarea de evaluación del proceso de soldadura – Desarrollar un plan de evaluación del proceso de soldadura – Soldar e inspeccionar piezas de prueba – Preparar un informe de evaluación del proceso de soldadura – Desarrollar una guía de operación de soldadura (o tarjeta de proceso de soldadura) basada en el informe de evaluación del proceso de soldadura.

1. Redactar y emitir la tarea de evaluación del proceso de soldadura.

El objetivo principal de la tarea es emitir tareas de evaluación. Por lo tanto, su contenido principal debe incluir: propósito de la evaluación, indicadores de evaluación, ítems de evaluación y condiciones de calificación de los departamentos y del personal responsable de las tareas de evaluación.

(1) Determinar los indicadores de evaluación

Los indicadores técnicos se determinan en base a conocimientos teóricos de la normativa y del acero (soldabilidad), etc. Según el “Procedimiento de evaluación del proceso de soldadura” DL/T869, la composición química y las propiedades mecánicas (resistencia, plasticidad, tenacidad, etc.) del metal de soldadura deben ser comparables o no inferiores al límite inferior del material de soldadura. .

(2) Determinar los elementos de evaluación

Considerando los requisitos reales de trabajo del proyecto, cubrir los elementos relacionados de acuerdo con el alcance del reglamento y determinar los elementos de evaluación. La determinación de los ítems de evaluación del proceso de soldadura debe considerar los siguientes aspectos:

Acero:

(1) Clasificación de niveles de acero;

(2) Reglas básicas para los niveles de calidad del acero bajo “evaluación”;

(3) División de diferentes tipos de acero. El significado de unión soldada de distintos tipos de acero es:

La clasificación de los diferentes tipos de uniones soldadas de acero se divide principalmente en dos categorías: una es la que tiene la misma estructura metalográfica pero diferente composición química, como es la unión por soldadura entre acero bajo en carbono y acero de baja aleación, ambos pertenecientes al tipo perlita. de estructura con pequeñas diferencias en propiedades físicas, pero con diferente composición química; la otra categoría son aquellos con diferentes estructuras metalográficas y composiciones químicas y diferencias significativas en las propiedades físicas, como la unión soldada entre acero perlita de baja aleación y acero martensítico de alta aleación o acero inoxidable austenítico.

La principal característica de los diferentes tipos de uniones soldadas de acero es la distribución desigual de la composición química, la estructura metalográfica, las propiedades mecánicas y la tensión residual de la soldadura. El proceso de soldadura debe abordar estos problemas y adoptar las medidas tecnológicas necesarias para resolverlos.

①Diferentes juntas de acero tipo A: un lado de la junta soldada es de acero austenítico y el otro es de acero estructurado. Los tipos específicos incluyen: A+M, A+B, A+P, etc.

②Uniones de acero diferentes tipo M: un lado de la junta de soldadura es de acero martensítico y el otro es de acero estructurado. Los tipos específicos incluyen: M+B, M+P, etc.

③Uniones de acero diferentes tipo B: un lado de la junta de soldadura es de acero bainítico y el otro es de cobre perlítico. Sólo hay un tipo: B+P.

2. Evaluación del espesor de la pieza de prueba.

(1) Soldadura a tope aplicable al espesor de la pieza

①Cuando el espesor de la pieza de prueba de evaluación es 1,5≤δ<8(mm), el rango de espesor de la pieza aplicable se define como: el límite inferior es 1,5 mm, el límite superior es 2δ, pero no más de 12 mm.

②Cuando el espesor de la pieza de prueba de evaluación es 8≤δ≤40(mm), el rango de espesor de la pieza aplicable se define como: el límite inferior es 0,75δ, el límite superior es 1,5δ. Cuando el espesor de la pieza de prueba de evaluación es superior a 40 mm, el límite superior no está restringido.

(2) Soldadura de filete aplicable al espesor de la pieza

El rango de espesor de la pieza aplicable al espesor de la junta de filete δ que se evaluó es el mismo que el espesor de la junta a tope, pero el espesor de la pieza de prueba se calcula de acuerdo con las siguientes reglas:

①El espesor de la pieza de prueba de soldadura en ángulo de placa a placa es el espesor de la placa central.

②El espesor de la pieza de prueba de soldadura en ángulo de tubo a placa es el espesor de la pared del tubo.

③El espesor de la pieza de prueba de soldadura en ángulo del asiento de la tubería es el espesor de la pared del ramal.

Además, para soldadura por arco sumergido, soldadura de doble cara y soldadura de paredes gruesas de diámetro pequeño, etc., consulte las normas cuidadosamente y realice de acuerdo con las normas.

3. Métodos de soldadura

Cada método de soldadura debe evaluarse individualmente y no puede reemplazarse entre sí. Si se utiliza una combinación de varios métodos de soldadura para la “evaluación”, cada método de soldadura se puede “evaluar” individualmente o en combinación.

El espesor del metal de soldadura para cada método de soldadura debe estar dentro del rango de su propio "juicio". Por ejemplo, si la capa raíz se suelda mediante soldadura TIG (espesor 3 mm), y los procesos de relleno y recubrimiento se realizan mediante soldadura galvanizada (espesor total 8 mm) para evaluar el proceso de soldadura (otras condiciones), esto se considera como una evaluación. de la combinación de dos métodos de soldadura. Los métodos de soldadura aprobados son adecuados para:

(1) Soldadura TIG individual:

El espesor del metal de soldadura evaluado es de 3 mm, con un rango de espesor aplicable de (1,5 ~ 6) mm.

(2) Soldadura individual:

El espesor del metal de soldadura evaluado es de 8 mm, con un rango de espesor aplicable de (6~12) mm. Los métodos de soldadura Ds/Ws mencionados anteriormente también se pueden utilizar por separado para soldadura TIG y soldadura electrónica después de pasar la evaluación y luego combinarse. La “evaluación” de los métodos de soldadura con gas se aplica a que el espesor máximo de las piezas soldadas sea igual al espesor de la probeta de “evaluación”.

4. Tipos de probetas

(1) El proceso aprobado para “evaluar” muestras planas es aplicable a muestras tubulares y viceversa. Sin embargo, se deben considerar varias posiciones de soldadura. Por ejemplo, la soldadura plana vertical puede reemplazar la soldadura de tubería fija horizontal, y la soldadura plana vertical puede reemplazar la soldadura de tubería vertical.

(2) La “evaluación” de muestras de juntas a tope se aplica a muestras de juntas de esquina.

(3) La “evaluación” de especímenes de penetración total se aplica a especímenes de penetración no total.

(4) El proceso de soldadura aprobado por la “evaluación” de probetas de soldadura de esquinas planas es aplicable a las soldaduras de esquinas de tubo y placa o tubo y tubo, y viceversa.

5. Materiales de soldadura

(1) Los materiales de soldadura, como varillas, alambres y fundentes, se funden durante el proceso de soldadura y se fusionan con el metal de soldadura en forma de metal de aportación. Son los componentes principales del metal de soldadura. Su selección y modificación pueden influir significativamente en las propiedades de soldadura de la unión soldada.

Sin embargo, su variedad hace que sea muy difícil de “evaluar”. Para reducir el número de evaluaciones y realizarlas de forma racional, la selección de los materiales de soldadura debe seguir los mismos principios que la selección del acero, divididos por nivel de clase (ver tabla en el procedimiento), para facilitar la “evaluación”.

(2) Para varillas, alambres y fundentes de soldadura extranjeros, puede consultar materiales relacionados o realizar pruebas para confirmar su cumplimiento antes de su uso. Su composición química y propiedades mecánicas deben ser similares a las enumeradas en la tabla nacional de materiales de soldadura. Pueden clasificarse en el nivel de clase correspondiente y tratarse del mismo modo que los materiales de soldadura domésticos.

Las varillas, alambres y fundentes para soldar que no figuran en la tabla de materiales de soldadura, si su composición química, propiedades mecánicas y características de proceso son similares a las enumeradas, podrán clasificarse en el nivel de clase correspondiente y utilizarse. Aquellos que no puedan clasificarse deberán “evaluarse” por separado.

(3) Las varillas y alambres de soldadura de cada categoría deben evaluarse por separado. Para aquellos de la misma categoría pero en diferentes niveles, la evaluación del nivel superior se aplica al nivel inferior; entre varillas del mismo nivel, aquellas evaluadas con varillas ácidas podrán quedar exentas de la evaluación básica con varilla.

(4) Cambiar el metal de aportación de alambre sólido a alambre con núcleo fundente, o viceversa.

(5) Cambiar el tipo de gas combustible o gas de protección, cancelando el gas de protección trasero.

(6) La selección de materiales para soldar aceros diferentes debe seguir los principios del DL/T752.

(7) Para materiales extraños, especialmente materiales de soldadura para acero de alta aleación, se deben comprender completamente las propiedades básicas del material. Algunos indicadores importantes directamente relacionados con el rendimiento del producto deben verificarse mediante pruebas antes de su uso.

6. Diámetro de la probeta del tubo

Las pautas generales no dictan estrictamente la “evaluación” de los diámetros de las tuberías. Debido a la amplia variedad de especificaciones de tuberías en la industria eléctrica, se han tomado las siguientes disposiciones considerando variaciones significativas en el proceso:

(1) Al “evaluar” muestras con un diámetro exterior de ≤60 mm y la soldadura se realiza utilizando el método de soldadura por arco de argón, el proceso es aplicable independientemente del diámetro exterior de la tubería soldada.

(2) Para otros diámetros de tubería, la “evaluación” es aplicable para diámetros exteriores de tubería soldada que van desde el límite inferior 0,5D0 hasta un límite superior no especificado.

7. Posición de soldadura de la pieza de prueba

La industria energética, teniendo en cuenta las características específicas de la industria, ha adoptado disposiciones específicas para la "evaluación" de las posiciones de soldadura y su aplicabilidad (ver tabla en las directrices). También deberán observarse las siguientes reglas en los siguientes casos:

(1) En soldadura vertical, cuando la soldadura de raíz cambia de soldadura ascendente a descendente o viceversa, se deberá realizar una nueva evaluación.

(2) Para la soldadura con gas y la soldadura por arco de argón con electrodo de tungsteno de tuberías con un diámetro de ≤60 mm, a menos que existan requisitos especiales para los parámetros del proceso de soldadura, generalmente solo se "evalúan" las tuberías horizontales, lo cual es aplicable a todas las posiciones de soldadura del pieza de trabajo.

(3) Durante la soldadura automática de tuberías en todas las posiciones, se deben utilizar muestras tubulares para la "evaluación" y las muestras en forma de placa no se pueden reemplazar.

8. Precalentamiento y temperatura intermedia

Cuando la temperatura de precalentamiento de la probeta de evaluación supere los parámetros deseados, se deberá realizar una nueva evaluación:

(1) Cuando la temperatura de precalentamiento de la muestra de evaluación disminuye en más de 50°C;

(2) Para piezas soldadas que requieren resistencia al impacto, cuando la temperatura de la capa intermedia aumenta en más de 50 ℃.

9. Tratamiento térmico post-soldadura

(1) Si se requiere una inspección durante el proceso y la pieza de prueba no se puede soldar de una sola vez, se debe realizar un tratamiento térmico posterior a la soldadura.

(2) El intervalo entre el tratamiento térmico posterior a la soldadura y la finalización de la operación de soldadura debe seguir estrictamente las especificaciones de tratamiento térmico para diversos aceros y cumplir con las disposiciones de DL/T 819 y DL/T 868. Por ejemplo, P91 o acero martensítico. Requiere que una vez completada la soldadura, la soldadura se enfríe a 100 ℃ antes de que la austenita se convierta en martensita, luego se eleva la temperatura para el tratamiento térmico posterior a la soldadura.

10. Parámetros de especificaciones de soldadura y técnicas operativas.

Cuando se producen cambios en los parámetros de las especificaciones de soldadura y las técnicas operativas, se debe rehacer la evaluación según el tipo de parámetro o se deben cambiar las instrucciones del proceso.

(1) En soldadura con gas, cambios en las características de la llama;

(2) En soldadura automática, cambios en la distancia entre la boquilla conductora y la pieza;

(3) Cambio en la velocidad de soldadura superior al 10% del valor evaluado;

(4) Cambio de soldadura de un solo lado a soldadura de doble lado;

(5) Cambio de soldadura manual a soldadura automática;

(6) Cambio de soldadura de múltiples pasadas a soldadura de una sola pasada, etc.

Estos puntos y otras condiciones especiales se pueden considerar colectivamente para determinar cómo identificar los elementos de evaluación del proceso de soldadura.

VII. Fabricación e inspección de piezas de prueba

1. La fabricación de las probetas se realizará bajo una supervisión efectiva, estrictamente de acuerdo con los requisitos y regulaciones del esquema de evaluación del proceso.

2. Debe haber una persona dedicada a registrar cuidadosamente cada paso durante el proceso de soldadura y debe estar equipado un registrador de parámetros capaz de guardar los datos registrados. Los registros deben conservarse adecuadamente para su revisión.

3. Los elementos de inspección deben estar completos y realizarse de acuerdo con las normas pertinentes.

Los elementos clave de inspección incluyen:

(1) Inspección de la apariencia de la costura de soldadura: la altura restante del metal de soldadura no debe ser menor que el material original, la profundidad y la longitud del corte no deben exceder el estándar y no debe haber grietas ni áreas sin fusionar. , inclusiones de escoria, picaduras de arco o porosidad en la superficie de soldadura.

(2) Pruebas no destructivas de costuras de soldadura: la inspección radiográfica de muestras tubulares se llevará a cabo de acuerdo con los requisitos de DL/T821, y la calidad de la soldadura no será inferior al estándar de nivel II. Las pruebas no destructivas no tienen correlación con las propiedades mecánicas de la unión soldada, pero es muy necesario comprender los defectos de soldadura en la "evaluación". Además, se debe considerar evitar estas áreas al cortar muestras. Por lo tanto, debe incluirse en los ítems de inspección.

(3) Ensayo de tracción (muestras dimensionales):

① La altura restante de la muestra se retira mecánicamente y se nivela con el material original.

② Espesor de la muestra: Se pueden utilizar muestras de espesor total cuando el espesor es inferior a 30 mm. Si el espesor es superior a 30 mm, se puede procesar en dos o más piezas de muestra.

③ La resistencia a la tracción de cada muestra no debe ser inferior al límite inferior del material original.

④ La resistencia a la tracción de diferentes muestras de acero no debe ser inferior al límite inferior del material original en la parte inferior.

⑤ Cuando dos o más muestras se someten a una prueba de tracción, el valor promedio de cada grupo de muestras no debe exceder el límite inferior del valor especificado por el material original.

(4) Prueba de flexión:

① Las muestras de flexión se pueden dividir en flexión de cara transversal (posterior), flexión de cara longitudinal (posterior) y flexión de cara transversal.

② Cuando T es menor que 10, T = t; cuando T es mayor que t, t = 10. El ancho de la muestra: 40, 20, 10 (unidad: mm).

③ La altura restante de la muestra se elimina mecánicamente, se conserva la superficie original del material original y el corte inferior y la muesca de la raíz de la soldadura no se pueden eliminar.

④ El defecto en la superficie de curvatura lateral transversal debe considerarse como la superficie de tracción.

⑤ Los tres factores principales que afectan la prueba de flexión son: la relación entre el ancho y el espesor de la muestra, el ángulo de flexión y el diámetro del eje de flexión. El método de prueba de flexión de la norma SD340-89 y disposiciones relacionadas no corresponde al alargamiento del material en sí. Por lo tanto, el alargamiento de la superficie exterior de la muestra de flexión excedió el límite inferior de alargamiento especificado para algunos aceros, lo cual no es del todo razonable.

Para una determinación más razonable de la plasticidad en la prueba de flexión, la nueva regulación estipula que el método de prueba de flexión debe realizarse de acuerdo con el Método de prueba de flexión de metal GB/T232.

Las condiciones de la prueba de flexión se especifican de la siguiente manera: el espesor de la muestra es inferior a 10, el diámetro del eje de flexión (D) es 4t. La distancia entre los soportes (Lmm) es 6t+3 y el ángulo de curvatura es 180 grados.

Para aceros con un límite de alargamiento inferior especificado inferior al 20 % en condiciones estándar y técnicas, si el ensayo de flexión no está cualificado y el alargamiento medido es inferior al 20 %, se permite aumentar el diámetro del eje de flexión para el ensayo. .

Después de doblar al ángulo especificado, no deberá haber grietas mayores de 3 mm de longitud en cualquier dirección en la superficie de tracción de cada parte de la muestra, dentro de la soldadura y la zona afectada por el calor. Se excluyen las grietas en los bordes, pero se deben tener en cuenta las grietas causadas por inclusiones de escoria.

(5) Prueba de impacto: para los componentes que soportan presión y carga, siempre que cumplan con las condiciones de la muestra de impacto, deben someterse a una prueba de impacto. Por tanto, deberá realizarse cuando se cumplan las siguientes condiciones:

① Si el espesor de soldadura no es suficiente para el muestreo (5x10x5 mm), puede que no sea necesario.

② Cuando el espesor de soldadura sea mayor o igual a 16 mm, se requiere una prueba de impacto, 10x10x5 mm.

③ Estándar de aprobación de la evaluación: el valor promedio de tres muestras no será inferior al límite inferior especificado por los documentos técnicos pertinentes, y una no será inferior al 70% del valor especificado.

(6) Examen metalográfico: La junta de esquina tubular no debe tener dos superficies de inspección en el mismo corte.

(7) Prueba de dureza: La dureza de la costura de soldadura y la zona afectada por el calor no será inferior al 90% del valor de dureza, no excederá la dureza Brinell del material original más 100 HB y no excederá las siguientes especificaciones:

Cuando el contenido total de aleación es inferior al 3%, la dureza debe ser inferior o igual a 270 HB;

Cuando el contenido total de aleación es de 3 a 10, la dureza debe ser menor o igual a 300 HB;

Cuando el contenido total de aleación es superior a 10, la dureza debe ser inferior o igual a 350 HB;

Para P91, el acero 220~240 es ideal.

(8) La preparación, corte y evaluación de las muestras anteriores deben realizarse de acuerdo con las normas pertinentes.

(9) Después de la inspección, el personal calificado deberá emitir un informe formal.

(10) Los procedimientos y requisitos de inspección deben cumplir con las regulaciones.