不锈钢复合板焊接工艺规程(T-QGCML 241—2021).pdf

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1、 ICS 25.160.10 CCS J33 团体标准 T/QGCML 2412021 不锈钢复合板焊接工艺规程 Stainless steels compound welding technology code of practice 2021-12-29 发布 2022-01-13 实施 全国城市工业品贸易中心联合会 发 布 T/QGCML 2412021 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 材料选择.1 5 焊接前准备.2 6 焊接流程.4 7 焊接方法.4 8 焊接要求.4 9 检测检验.6 10 返修.6 T/QGCML 2412021

2、 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国城市工业品贸易中心联合会提出并归口。本文件起草单位：山西阳煤化工机械（集团）有限公司、山西丰喜化工设备有限公司、兰州兰石重型装备股份有限公司、昌吉回族自治州特种设备检验检测所、石家庄正元塔器设备有限公司、中化二建集团有限公司、上海蓝滨石化设备有限责任公司、山西焊研威达科技开发有限公司、哈尔滨威尔焊接有限责任公司、山西威达松兴智能装备有限公司、北京金威焊材有限公司、郑州宇光复合材料有限公司、昆山京群焊

3、材科技有限公司、葫芦岛金属复合材料有限公司、太钢（集团）有限公司复合材料厂。本文件主要起草人：吕珺、王成林、李亚鹏、陈海峰、柴双全、周印梅、逯建军、张登峰、齐阔、申志波、王竟雷、吴和斌、朱琼、尚耀强、郝晓东、赵毛宾、梁艳霞、李云、侯泽、姚文。T/QGCML 2412021 1 不锈钢复合板焊接工艺规程 1 范围 本文件规定了不锈钢复合板焊接工艺规程的术语和定义、材料选择、焊接前准备、焊接流程、焊接方法、焊接要求、检验检测及返修。本文件适用于不锈钢复合板设备的焊接、热处理及检测等。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期

4、对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。NB/T 47002.1-2019 压力容器用复合板 第1部分：不锈钢-钢复合板 NB/T 47014-2011 承压设备焊接工艺评定 NB/T 47015-2011 压力容器焊接规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 基材 base metal 复合金属中的基体材料。来源：NB/T 47002.1-2019 3.2 覆材 cladding metal 复合金属中的包覆材料。来源：NB/T 47002.1-2019 3.3 焊后热处理（PWHT）post weld heat treatme

5、nt 能改变焊接接头的组织和性能或焊接残余应力的热过程。来源：NB/T 47014-2011 4 材料选择 4.1 选材原则 选材原则如下：基材和覆材的焊接材料选用符合 NB/T 47015-2011 中规定，覆层材料的选用应保证熔敷金属的合金元素的含量不低于覆层材料标准规定的下限值；覆层焊缝与基层焊缝之间，以及覆层焊缝与基层母材交界处宜采用过渡焊缝，过渡层用于补充基层对覆层化学成分的稀释；T/QGCML 2412021 2 常用不锈钢复合板焊接材料可按表 1、表 2 选取。表1 常用不锈钢复合板过渡层及覆层焊接材料的选用 覆层材质 过渡层焊材 覆层焊材 焊条牌号 焊条型号 药芯焊丝型号 焊条

6、牌号 焊条型号 焊丝牌号 药芯焊丝型号 S30408 A302 E309-16 TS309-FC11 A102 E308-16 S308 TS308-FC11 S30403 A062 E309L-16 TS309L-FC11 A002 E308L-16 S308L TS308L-FC11 S32168 A302 A062 E309-16 E309L-16 TS309-FC11 TS309L-FC11 A132 E347-16 S321 S347 TS308-FC11 TS308L-FC11 S31603 A042 E309MoL-16 TS309MoL-FC11 A022 E316L-16 S

7、316L TS316L-FC11 S31608 A312 A042 E309Mo-16 E309MoL-16 TS309Mo-FC11 TS309MoL-FC11 A202 A022 E316-16 E316L-16 S316 S316L TS316-FC11 TS316L-FC11 S31668 A042 E309MoL-16 TS309MoL-FC11 A022 E316L-16 S316L TS316L-FC11 S11306 A302 E309-16 TS309-FC11 A302 E309-16 S309 TS309-FC11 S22053-E2209 TS2209-FC11-E22

8、09 S2209 TS2209-FC11 表2 常用不锈钢复合板基层焊接材料的选用 母材牌号 焊条型号（牌号）（SMAW）焊丝牌号(GTAW)焊丝（焊剂）牌号(SAW)Q245R E4315(J427)ER50-6 S08A-H08A S43A2U-S08A（SJ101）Q345R E5015(J507)ER50-6 SU34(H10Mn2)S49P2U-SU34（SJ101）13MnNiMoR E5915-G（J607）/SUM31(H08Mn2MoA)S59P2U-SUM31(SJ101)15CrMoR 14Cr1MoR E5515-1CM（R307/R307C）E5515-1CM（R30

9、7H/R307G）ER55-B2 HS08CrMoC/G H08CrMoC/SJ110 GWR-WEB2M2/GXl-121T H08CrMoG/SJ110 16MnDR E5015-N1（J507RH）H09MnDR GTL-53 H09MnDR(SJ208DR)H10Mn2DR（SJ605DR）GWL-W14H/GXL-1101 09MnNiDR E5015-N5-H5（W707）ER55-Ni3-H5 H09MnNiDR GTR-W55Ni3 H09MnNiDR(SJ208DR)GWR-WENi3/GXl-126 5 焊接前准备 5.1 下料 下料规则如下：下料前应在不锈钢覆层表面贴一层

10、水溶纸，防止不锈钢表面受到碳污染、减少覆层表面因切割、焊接等造成飞溅损伤；不锈钢复合板的切割宜采用机械加工方法，切割面应光滑；采用剪床剪切不锈钢复合板时，覆层应朝上；T/QGCML 2412021 3 所有复合板都可采用线轨式单台面光纤激光切割机，切割时，覆层朝上，从覆层侧开始切割；复合板筒体下料应根据封头内直径进行推算，即筒体展开尺寸按封头平均内直径 计算，以减少封头内壁与筒体内壁的对口错变量。5.2 坡口加工及检查 坡口加工及检查内容如下：坡口形式和尺寸按图纸设计规定及工艺要求；坡口选用原则：应有利于减少过渡焊缝金属的稀释率，确保焊接质量填充金属少，熔合比小，便于操作；复合板筒体纵环焊缝坡

11、口加工全部采用移动式铣边机加工；复合板筒体、封头开孔优先选用马鞍激光开孔，内侧覆层退让槽采用碳弧气刨；偏心或斜插接管管孔的开孔，先采取碳弧气刨沿切割线将覆层刨掉，再采用手工火焰切割割掉基层，再采用碳弧气刨刨出覆层退让槽；注：碳弧气刨前应在离坡口边缘至少500mm范围内涂防飞溅剂，防止损伤覆层母材。在刨完后立即打磨露出金属光泽，并完全清除渗碳层，一般要求打磨厚度在0.3mm以上。碳弧气刨的覆层坡口深度不应大于7mm，单边宽度距离基层坡口上边缘为68mm；刨后的覆层坡口应平直。加工完的坡口要进行外观检查，不得有裂纹和分层，否则应进行修补。5.3 焊前清理 坡口及其两侧各50mm范围内应用机械方法及

12、有机溶剂进行表面清理，清除表面的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其他污物：焊条电弧焊前覆层距离坡口 300mm 范围内应涂防飞溅剂；碳弧气刨前覆层距离坡口 500mm 范围内应涂防飞溅剂；采用埋弧自动焊前，为防止焊剂内参入杂物，应将坡口 500mm 杂物清除干净（包括防飞溅剂）。5.4 焊件装配 焊件装配符合以下要求：装配应以覆层为基准，其错边量不得大于覆层厚度的二分之一，且不大于 2mm，对于覆层厚度不同时，按较小的覆层厚度取错边量；定位焊应焊在基层母材上，且采用与焊接基层金属相同的焊接材料，手弧焊定位焊焊缝参照表 3 所示；在装配过程中，严禁在覆层上焊接工卡具，工卡具应焊在基层一侧；覆层一侧附

13、件的焊接要符合设计图纸要求，当设计要求覆层侧附件焊在基层金属上时，应先将覆层部分剥开，采用过渡层焊条将不锈钢托架焊在基层壳体上，焊缝表面采用与焊覆层相同的焊条进行焊接。表3 焊条电弧焊定位焊焊缝尺寸 单位：mm 焊件厚度 焊缝长度 间距 20 1020 150250 20 2050 150200 T/QGCML 2412021 4 6 焊接流程 焊接流程如图1所示：图1 焊接流程 7 焊接方法 焊接方法如下：基层的焊接推荐采用焊条电弧焊和自动焊；覆层和过渡层的焊接，采用钨极氩弧焊和焊条电弧焊；确保焊接质量的其他焊接方法。8 焊接要求 施焊产品前，根据产品的结构特点以及技术要求制定焊接工艺评定，

14、并取得质量监督部门的认可。8.1 焊前预热 焊前预热的方法如下：当基层或覆层需要预热时，应以复合钢的总厚度作为确定预热参数的厚度参数；当基层或覆层需要预热时，施焊过渡层焊缝前也必须预热。8.2 焊接层序 焊接一般应采用先焊基层，再焊过渡层，最后焊覆层如图2所示。当条件受到限制时，经设计院同意后，可先焊覆层，再焊过渡层和基层，基层的焊接必须选用与过渡层相同的焊接材料或选用镍基焊材。图2 焊接图 T/QGCML 2412021 5 8.2.1 基层焊接 基层焊接方法如下所示：焊接基层焊道不得触及和熔化复材，先焊基材时，其焊道根部或表面，应距复合界面1.5mm2.5mm；焊缝余高应符合规定；基层焊后

15、的宽度应尽量不超过基层坡口边缘 3mm，基层在焊后校圆前应打磨光滑，禁止出现棱角。8.2.2 过渡层焊接 过渡层焊接方法如下：焊接过渡层时，过渡焊缝需同时熔合基层焊缝、基层母材和覆层母材，且需盖满基层焊缝和基层母材；在保证熔合良好的前提下，尽量减少基材金属的熔入量，降低熔合比，要求施焊时采用较小直径的焊条或焊丝以及较小的焊接线能量；焊接时尽量不做横向摆动，小电流快速焊接；过渡层的厚度应不小于 2mm，覆盖复合界面 0.5mm1.5mm。8.2.3 覆层焊接 覆层焊接方法如下：在焊接覆层时，要注意保护覆层的表面，防止焊接飞溅物损伤覆层表面，不得在覆层表面随意引弧、焊接卡具、吊环以及临时支架等；覆

16、层焊缝表面应尽可能与覆层表面保持平整、光顺；对接焊缝余高不大于 1.5mm。8.3 焊后热处理 焊后热处理方法如下：焊后热处理按设计要求执行，应尽量避免覆层母材和焊接接头中铬碳化物析出和形成相；用不锈钢复合板制造的容器、管道或部件，当需要进行焊后热处理时，应以复合板总厚度确定焊后热处理的规范，常用的不锈钢复合板焊后热处理参数见表 4；覆层为 0Cr13 不锈钢复合钢制压力容器，当使用奥氏体不锈钢焊材焊接覆层，和基层材料不要求焊后热处理时，可免做焊后热处理，否则应按覆层材料要求进行焊后热处理；除覆层为 0Cr13 不锈钢复合钢制压力容器所述内容外，不锈钢复合钢制压力容器焊后热处理按基层材料要求进

17、行；覆层为堆焊金属的不锈钢复合钢制压力容器，如果基层需要焊后热处理，则应在堆焊覆层后再进行；对耐晶间腐蚀要求较高的设备，如果基层需要焊后热处理，则宜在热处理后再焊覆层的盖面层焊缝；接管材料为不锈钢材料的，焊后热处理可按照以下方式执行：可在热处理后采用过渡层焊接材料焊接不锈钢接管和壳体焊缝的过渡层和基层；覆层的焊接采用覆层焊接材料，焊后可免做热处理；或在坡口表面堆焊67mm过渡层，待设备热处理后再采用覆层焊接材料焊接接管。要求焊后热处理的设备，该设备的不锈钢部件一般要在设备热处理后再焊接。T/QGCML 2412021 6 表4 常用的不锈钢复合板焊后热处理参数 覆层材料 基层材料 加热温度（）

18、保温时间（h）加热速度（/h）冷却速度（/h）铁素体系 马氏体系 奥氏体系 Q245R、16Mn、Q345R、13MnNiMoR、09MnNiDR 62020 T50，T/25,且不小于 1/4 T50，2+(T-50)/100 400以上时，加热速度不得超过 5500/T/h，且不得超过 220/h，不低于 55/h 不得超过 7000/T/h，且不得超过 280/h，不低于 55/h，400以下自然冷却 15CrMo 14Cr1Mo 67020 69014 T125，T/25,且不小于 1/4 T125，5+(T-125)/100 注：T（mm）为不锈钢复合板总厚度。9 检测检验 不锈钢复

19、合板构件的焊接质量检验项目一般包括外观检验、无损探伤、力学性能试验、压力试验、晶间腐蚀倾向试验以及金相检验等，每个产品的检验项目应按产品设计图样和技术条件的规定执行。9.1 外观检验 外观检验内容如下：焊缝成形良好，焊缝余高、宽度采用焊检尺测量，尺寸应符合设计、工艺文件要求；焊缝及热影响区表面不得有气孔、夹渣、裂纹、弧坑等缺陷；当产品设计图样及技术条件无明确规定时，基层侧焊缝的咬边深度不得大于 0.5mm，咬边长度不得大于该焊缝全长的 10%，且不得大于 100mm。覆层一侧不得存在咬边缺陷。9.2 无损探伤 无损探伤内容如下：射线检测时机是在基层焊接完成后，或在覆层焊接完成后，以设计图纸为主

20、；对基材较厚的复合板，在基层焊接完成后增加超声波检测，以便有效控制基层焊接质量，且便于返修，其余检测要求按相应焊接工艺执行；基层焊后需进行表面检测，图纸如果明确要求做磁粉检测，需按图纸进行检测，未要求的可做渗透检测；过渡层、覆层焊接完成后均需进行渗透检测；过渡层、覆层焊后是否进行超声波检测以设计图纸为准。9.3 其他检验 当产品技术条件要求进行焊接工艺评定，或要求提供产品焊接试板的性能以及技术条件规定时，需进行力学性能试验、焊缝的无损探伤、金相检验等，检验方法与判定规则符合NB/T 47014-2011相关要求。10 返修 当发现如下问题时需进行返修处理：T/QGCML 2412021 7 当发现焊接接头有不允许存在的缺陷时，应将缺陷清除干净，并按有关返修工艺要求进行返修；不锈钢复合钢覆层返修，要求去掉覆层后将基层表面去掉 1.0mm2.0mm 厚度，然后堆焊过渡层及覆层，焊后磨平修光堆焊表面，修复堆焊层上部的化学成分应在覆层钢号化学成分范围之内或应满足使用要求；复合板基层的返修，先采用超声波定位缺陷深度，如距离外表面较近，则直接从外侧刨开进行返修，返修采用基层焊材，如距离覆层表面较近，则未减少焊接工作量，可从覆层这一侧刨开后，按焊接要求先焊基层、再焊过渡层、最后焊覆层进行返修。