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大数据背景下国内焊接标准和国际焊接标准差异分析

时间:2022-05-20 09:00:04 浏览次数:

摘 要 在压力设备和重型机械如锅炉、压力容器、管道、冶金、造船、港口设施等行业,焊接作为一种关键的制造技术,对产品质量具有决定性的影响。随着出口产品的增加,越来越多的客户要求在制造过程中采用国际焊接标准,这些标准和国内的焊接标准原理基本上是相同的,但又有一定的区别,为了帮助从事焊接相关工作的人员更容易了解和区分国内和国际焊接标准。基于此,本文主要对国内焊接标准和国际焊接标准差异进行了分析,仅供参考。

关键词 国内焊接标准;国际焊接标准;差异分析

1 适用范围

TSGZ6002适用于从事《特种设备安全监察条例》中规定的锅炉、压力容器、压力管道和电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施,场(厂)内专用机动车辆焊接操作人员的考核。ASMEIX规定了锅炉和压力容器各种类型手工和机械化焊接方法的焊接工艺、焊工和焊接操作工的评定。ENISO9606-1适用于压力设备、钢结构、轨道车辆等熔化焊焊工考试,包括手工和半自动焊接,不包括机械和自动化焊接。

2 考试机构

TSGZ6002规定:焊工考试应由考试机构组织实施,考试机构应当由具有法定资质的单位、机构或组织设立。考试合格后,证书由质量技术监督部门签发;ASMEIX规定:每个制造商或承包商应按产品焊接中采用的每一种焊接方法评定每一名焊工或焊机操作工。证书是由制造商自己签发;ENISO9606-1规定:焊工考试应由考试机构组织实施,考试机构一般为欧盟授权第三方机构。证书由授权的考试机构签发[1]。

3 标准技术指标对比分析

3.1 套袖材质

套袖修复是最重要的抢修技术之一。不同钢级管道应匹配相应等级的套袖才能获得理想的抢修效果。国内未见套袖材质选型的规定。俄罗斯标准РД153-112-014-97规定“补片、套袖和工艺环,应采用管材制作,管材的机械性能、化学成分和壁厚等应与维修管段相同”,其适用性有待于进一步验证。在抢修实践中主要考虑套袖的承压能力。套袖分为A型套袖和B型套袖。A型套袖主要用于补强,不具备承压能力,在此不做详细讨论。B型套袖具备承压能力,选型时主要考虑壁厚和强度的计算

3.2 压力要求

焊接前降压可保证焊接安全但同时会影响正常生产输送。因此管道企业期望在更高的压力下进行焊接。国内一般根据GB/T28055-2011中允许带压施焊的压力计算公式确定[3],但此方法专业性较强,需要专业技术人员支持。国内部分管道企业根据经验进行降压,如取管道允许工作压力的0.4倍或更高,但此种方法较为保守,会造成输送困难。ASMEB31.8要求“在线焊接时管道应无泄漏,管内应进行降压且降压后管内压力产生的环向应力不超过最小屈服强度的20%”,该规定操作性较弱;俄罗斯标准РД153-112-014要求“管道内余压2.0MPa以内”过于严苛很难达到。国外管道企业在抢修实践中降压幅度相对宽松。Enbridge公司一般做法为“当管道壁厚≥6.35mm时,内压最大可以达到100%额定最小屈服强度,如果焊接过程中发现磁化现象,需要降压50%”。KinderMorgan公司对于壁厚大于10.3mm的管道最大允许压力为60%额定最小屈服强度。研究表明当管道壁厚超过6mm时控制好焊接工艺参数就不会发生烧穿。因此降压要求可以相对放宽。建议国内管道企业进一步研究合理的降压幅度,适当放宽降压要求。

3.3 介质流速

管输介质保持一定流速可防止过热保证焊接安全,但介质流速过快会带走大量热量使预热困难或冷却速率过高造成焊缝硬度增加。国内外公开标准未见对介质流速的规定。国外管道企业多采用EWI模型或Batelle模型计算确定[2]。国内管道企業依据经验确定介质流速,如要求液体管道流速不大于大于5m/s,气体管道流速不应大于10m/s等,理论依据不足。建议国内管道企业进一步研究合理流速确定方法,并对EWI模型或Batelle模型计算流速的合理性进行研究[3]。

3.4 焊条直径

焊条直径主要影响焊接热输入和焊接速度。国内外公开标准未见在线焊接焊条直径相关规定。在焊接实践中,根焊和热焊一般选用较小直径焊条以降低热输入防止烧穿,填充焊和盖面焊选用直径较大焊条以提高焊接效率,如国内某管道公司对X70管道根焊、热焊一般采用3.2mm直径焊条,对于填充焊采用4.0mm直径焊条。国外管道企业会区分管道直径确定焊条直径选择,且相比国内焊条直径选用更粗一些。

3.5 焊后应力消除

焊接后应消除残余应力以防止裂纹形成。SY/T7033-2016规定“焊后应采用保温缓冷措施”,ASMEB31.8规定“碳钢焊缝公称壁厚超过1英寸(2.54cm)时,应进行应力消除处理”。焊后保温是最常用应力消除方法,保温时间应根据管道壁厚、口径等确定,如国内某管道公司抢修实践中会采取加热1h后保温6h的做法,Petrofac公司会加热至100℃后缓冷2h。国内外不同管道企业差异在于加热温度和保温时间不同。但对于高壁厚管道和易产生应力腐蚀的环境,对于应力的控制应当更为严格。因此建议针对高壁厚管道和易产生应力腐蚀的环境明确应力控制的要求。

4 结束语

多年以来,我国的焊接标准体系一直按着与国际接轨的原则逐步向国际标准靠拢。特别是最近几年,我们加大了等同采用国际标准的步伐,在焊接质量保证的各个关键环节上,全套采用国际标准,为我国焊接培训、资格认证、焊接人员技能评定和焊接工艺评定的国际接轨打下了坚实基础,取得了显著成效。同时国际上的其他国家标准也不断在国内开始应用,比如印度的IBR锅炉规范,加拿大的CWB等等。相信随着与世界的交流越来越广泛,我国的焊接体系会越来越完善,从而为走向国际化打下坚实的基础。

参考文献

[1] 张军锋,彭建良.国内焊接工艺评定标准的对比及差异[J].价值工程,2012,31(3):14-15.

[2] 赵志刚.国内外长输管道焊接标准对焊接工艺评定分析初探[J].金属加工(热加工),2012,63(18):36-40.

[3] 薛振奎,尹长华.国内外长输管道焊接技术标准对比分析[J].焊接,2006,50(10):37-45+50.

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