上周公众号有同行问我下面有关带堆焊隔离层的对接焊缝返修时焊接工艺评定的覆盖问题,今天就这个问题讨论下。
NB/T 47014—2023附录C “带堆焊隔离层的对接焊缝焊接工艺评定”, 带堆焊隔离层的对接焊缝的返修热处理应如何处理?
举例说明,产品制造中第一焊件15CrMoR堆E5015焊条,堆焊后进行670℃消应力热处理,热处理后与第二焊件Q345R焊接,焊材也用E5015,焊接后不再热处理。焊接后对该焊缝进行RT检测,发现15CrMoR堆焊隔离层的热影响区附近有焊接缺陷或裂纹,那么返修后,热处理问题如何解决?若返修后热处理,则不符合评定(评定中堆焊隔离层后与第二焊件Q345R焊的焊缝没有进行热处理),若返修后不进行热处理,那么在CrMo钢处焊接而不热处理,也不符合规范。
关于上面的问题,笔者认为采用常规的返修方式无解。提出问题的这位同行给了产品焊件的应用场景,但没有给出焊接工艺评定的情况,笔者判断,焊接工艺评定应该是:试件1为15CrMoR,隔离层堆焊后热处理→然后与试件2(Q345R)焊接,焊后不热处理。
如果采用常规的返修方式,将15CrMoR侧缺陷碳刨、打磨去除后进行返修,返修焊缝如进行热处理,则整个焊接接头都将进行热处理(含原来未经过热处理的第一焊件与第二焊件的焊缝),由于焊接工艺评定的试件1与试件2最后的对接焊缝焊后未进行热处理,这样焊件与试件的热处理状态不同,故焊接工艺评定不能覆盖。
如果返修焊缝不进行热处理,则由于焊接工艺评定的试件1的隔离层堆焊进行过热处理,这样焊件与试件的热处理状态不同,故焊接工艺评定同样不能覆盖。
返修后进行热处理焊接工艺评定不能覆盖、返修后不进行热处理焊接工艺评定也不能覆盖,那是不是就无解了呢?常规的返修方法确实无解,只能采用特殊的方式,具体步骤为:
1. 沿焊缝中心线将原焊缝割除,分离第一焊件与第二焊件;
2. 采用机械加工方式将原焊缝去除(如采用热加工方式则加工后还应采用冷加工方式去除表面层,露出金属光泽);
3. 对第一焊件15CrMoR的焊接缺陷进行返修,返修后进行无损检测、热处理;
4. 按原工艺装焊第一焊件与第二焊接,并按原工艺进行无损检测。
采用以上的步骤进行返修,理论上是可行的,但是非常麻烦,有些情况下可操作性较差(如换热器管板与中段筒体的合拢焊缝,采用火焰切割方式分离第一焊件与第二焊件,则内部的换热管可能会受损甚至报废) ,故笔者个人建议是尽可能采取措施避免焊缝返修。
笔者分析以下几种措施组合使用可在一定程度上避免焊缝返修。
1. 产品第一焊件隔离层堆焊后先进行无损检测(通常为RT,与产品最终焊缝的无损检测要求相同),如隔离层堆焊后发现超标缺陷,立即返修。
2. 产品第一焊件的隔离层堆焊层的厚度可以稍微加厚,加厚的目的是尽可能避免在对后续的对接焊缝缺陷进行返修清除缺陷后,隔离层厚度小于5mm。关于为什么不能小于5mm,笔者在对新版47014主要变化及分析进行讲解时有较为详细的解释,具体请访问NB/T 47014—2023 主要变化及分析完整版PPT、讲解语音、讲解视频发布计划、NB/T 47014—2023 主要变化及分析(二)“带堆焊隔离层的对接焊缝工艺评定”讲解视频。
3. 产品第一焊件不开坡口,隔离层堆焊后加工平,没有角度,与第二焊接的对接焊缝的坡口形式为单边V形,这样做的目的同样也是为了避免在对后续的对接焊缝缺陷清除陷后,隔离层厚度减薄而小于5mm。
4. 产品第一焊件与第二焊接的对接焊缝的焊接增加中间过程的无损检测,如GTAW打底后就先进行RT检测,如发现缺陷,此时返修,对隔离层堆焊的厚度的影响较小。
5. 选派有经验的优秀焊工施焊,尽可能确保一次合格,避免焊缝返修。
综上所述,带堆焊隔离层的对接焊缝如发生返修,在某些情况下不能通过常规方式进行处理,否则原焊接工艺评定不能覆盖,只能采用特殊方式处理。另为了避免出现焊缝返修原焊接工艺评定不能覆盖的情况,建议采用多种技术措施以尽可能避免上述情况的发生。
最后说明下,带堆焊隔离层的对接焊缝的焊接工艺评定为47014—2023版新加入的内容,ASME标准中虽然早已有相关内容,但两个标准中对焊接工艺评定的规则的描述内容均较为简练,这对标准使用者应用标准造成了一定的困难,笔者自认为对标准的理解还不透彻,本文中的观点可能还有考虑不周妥甚至错误之处,欢迎各位同行批评指正。
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