对NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》若干问题的看法

房务农 何前进（合肥通用机械研究院 合肥 230031）

对NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》若干问题的看法

房务农 何前进
（合肥通用机械研究院 合肥 230031）

摘 要：本文从实施NB/T 47014过程中发生的疑问，精选了若干问题，以参编人员角度，对焊接性与焊接工艺评定、预焊接工艺规程与焊接工艺规程、母材类别与组别、焊后热处理的保温温度与保温时间、试件厚度与焊件厚度、侧弯试验与面弯试验（背弯试验）及预焊接工艺规程批准日期等重要方面阐述了基本看法。

关键词：焊接工艺评定 标准 焊接性 焊接工艺规程

技术标准与研究报告不同，标准是参与各方协调的产物。焊接工艺评定标准不仅要保证承压设备的安全性、质量的可靠性，还要能够适应国内企业工业化大生产现实［1］。标准一旦颁布实施，不管各方有什么看法，都必须共同遵守，不能固执自信，按自己的意见去执行。

由于各人的经历与知识方面的差异，对标准条文可能有不同理解，属正常现象，但最终解释权归属全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC 262）。

标准没有必要也不可能对其范围内的所有方面做出详细规定，全国锅炉压力容器标准化技术委员会针对某具体产品或条文进行解释、回复，可以视为是一个补充，且具有与标准相同的效力。标准的使用单位也可以参照国内外标准或实践经验或试验研究，编制企业标准作为标准的补充，但技术要求不得低于国家或行业标准。

标准是一个整体，应从标准全局出发，掌握标准中的某一条款。例如NB/T 47014若干条款中都有“不需要重新评定焊接工艺”的条文。究竟是否需要重新评定焊接工艺，还得遵守其6.1条各种焊接方法的通用评定规则和其6.2条各种焊接方法专用的评定规则等综合确定。

1　承压设备焊接工艺评定若干问题的理解

1）很多钢厂在推广介绍钢材时，都强调用某种焊接方法按NB/T 47014规定进行了焊接工艺评定，来证明钢材焊接性能良好。

笔者对上述做法的理解：钢厂进行了所谓的焊接工艺评定，而证明钢材完全可以满足承压设备的规定，这完全是概念性错误，误导了钢材使用单位。承压设备焊接工艺评定标准NB/T 47014，仅是产品施焊前的验证性试验。对于钢厂来讲，既没有具体承压设备产品，也不知道设计要求，更不了解制造工艺，究竟依据哪个生产过程拟定焊接工艺进行评定呢？钢厂所出示的焊接工艺评定，实际上是一次“焊接工艺试验”，其结果只能表明使用某种焊接方法，在某种焊接工艺参数条件下，焊出的试件焊接接头的拉伸、弯曲和冲击韧性，却不能说明钢材的焊接性及其对焊接的适应性。比如07MnMoVR钢属于高强度高韧性低裂纹敏感性钢，焊接时甚至不用预热都不会产生裂纹，当用焊条电弧焊，线能量不超过40kJ/cm时，焊接性能非常好，焊接热影响区冲击韧性也很高。但当采用埋弧焊等大线能量焊接方法施焊时就容易产生再热裂纹，焊后热处理温度超过600℃也容易产生再热裂纹［2］。当钢厂只出示使用焊条电弧焊，不经焊后热处理的焊接试件力学性能试验报告，代替钢材的焊接性去推广介绍07MnMoVR，用以证明07MnMoVR钢的焊接性能优越性，岂不是误导使用单位，是十分有害的。

NB/T 47014—2011中4.2条指出金属材料的焊接性能是焊接工艺评定的基础，笔者认为国内钢材（钢板、管材及锻件）生产企业，还没有从钢材的焊接性出发研究改进冶炼、轧制技术生产钢材。不少钢材生产厂缺少焊接技术人员，缺乏必要的焊接性研究装置，不花力气研究钢材对焊接的适应性，使钢材不仅有良好的工艺焊接性，还有满意的使用性能。而是用简单的焊条电弧焊方法，挑选较佳的焊接工艺参数焊接试件并提供焊接接头的力学性能数据，来代替钢材焊接性是造成误导消费者的根本原因。

2）针对NB/T 47014—2011第6.1.2.2条组别评定规则（螺柱焊、摩擦焊除外）同类别下对母材评定规则是否进一步限制，即与其6.1.2.1条是“和”的关系还是“或”的关系。

举例：当对热影响区规定冲击试验时，其他条件（焊材、工艺参数、热处理等）相同时：

（1）12CrlMoVR（Fe-4-2）与Q345R（Fe-1-2）评定合格，是否适用15CrMoR（Fe-4-1）与Q354R （Fe-1-2）之间焊焊接；

（2）12CrlMoVR（Fe-4-2）与Q345R（Fe-1-2）评定合格，是否适用 12CrlMoVR（Fe-4-2）与Q245R（Fe-1-1）之间焊接。

笔者理解：第6.1.2.1条规定的是母材类别的评定规则；6.1.2.2条规定的是母材组别的评定规则，在执行NB/T 47014时，这两条规则都要遵守。

当重要因素、补加因素不变时12CrlMoVR与Q345R评定合格的焊接工艺，适用于15CrMoR与Q345R之间焊接，同样12CrlMoVR与Q345R评定合格的焊接工艺，适用于12CrlMoVR与Q245R之间焊接。

3）针对某厂已经用J507焊条焊接Q345R+Q245R对接焊缝试件，评定焊接工艺合格（项目代号PQR1401），如果改用J427焊条，PQR1401能否适用于施焊Q345R+Q245R焊件的问题。

笔者理解：不能适用。这是因为改用J427焊条，则符合6.1.3.1条a）变更填充金属类别号，需要重新进行焊接工艺评定的规定。有人认为Q345R+Q245R既可以使用J507（FeT-1-2）焊条，亦可以使用J427（FeT-1-1）焊条，因此使用J507焊条焊接Q345R+Q245R试件，评定出合格的焊接工艺，后改用J427J焊条虽然变更焊条类别，其余焊接工艺参数仍可以适用于Q345R+Q245R焊件。我们不同意这种看法。

焊接工艺评定的目的是指使焊接接头的力学性能（拉伸、弯曲、冲击）符合规定的要求。当用低强度级别的J427焊条替代J507焊条时，焊缝金属冲击韧性有可能变差，所以要重新评定焊接工艺，掌握焊接接头的力学性能。

4）Q345R对接焊缝试件焊接工艺评定合格后，当焊接Q245R焊件时，是否还需要进行焊接工艺评定。

笔者理解：根据NB/T 47014—2011中6.1.2.2 条a）与d）的规定，Q345R对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于Q245R焊件。应当注意的是标准中是讲的“评定合格的焊接工艺”适用，也就是重要因素与补加因素不能变更，填充金属类别也不能变更。简单讲，对于所提问题按6.1.2.2条a）、d）规定，不要求重新评定；按6.1.3.1条a）规定因为不变更填充金属类别，也不要求重新评定。标准本身没有矛盾。

5）某厂已有用J507焊条焊接Q345R对接焊缝的焊接工艺评定合格项目（代号为PQR1402）。现要用J427焊条施焊Q345R+Q245R焊件，按NB/T 47014 中6.1.2.2条d）规定，可以使用PQR 1402评定合格的焊接工艺，这样做是否符合NB/T 47014的规定。

笔者理解：不符合NB/T 47014的规定。6.1.2.2 条d）虽然有“组别号为Fe-1-2的母材评定合格的焊接工艺，适用于组别号为Fe-1-1的母材”条文，但6.1.3.1中还有“变更填充金属类别号”的条文，所以改用J427焊条，施焊Q345R+Q245R焊件需要新评定焊接工艺。

有人认为使用J427焊条施焊Q345R+Q245R已经实践证明是可以焊接的，为什么还要进行工艺评定呢？

笔者经验或别人实践证明是可以焊接的，并不代表了已经掌握了在某种工艺条件下焊接接头的力学性能数据。“可以焊接”与“掌握了焊接接头的力学性能”是两个概念，前者是母材的“焊接性能”而后者则是“焊接工艺评定”，当掌握了母材焊接性能时，并不代表掌握了在某种焊接工艺参数条件下焊接接头拉伸、弯曲与冲击韧性等力学性能［3］，所以要重新进行焊接工艺评定。

6）当热影响区未规定冲击试验时，20MnMo （Fe-3-2）与20MnMo（Fe-3-2）评定合格的焊接工艺，根据6.1.2.1条b）款，可以用于20MnMo（Fe-3-2）与Q345（Fe-1-2），但如果热影响区规定进行冲击试验时，则不能用于20MnMo与Q345R，这样理解是否正确。因为当规定进行热影响区冲击试验时，组别变为附加重要因素。

笔者认为：不能这样理解。NB/T 47008—2010《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》中规定20MnMo要进行冲击试验，根据原劳动部锅炉压力容器安全监察局劳锅局字［1993］13号文的要求，焊接工艺评定也要求对20MnMo的热影响区进行冲击试验。所以，所提出命题假设不正确。

再者，NB/T 47014虽然参照采用了ASMEIX，但NB/T 47014中表1内钢材组别划分原则与ASMEIX完全不同。在ASMEIX中组别划分依据是冲击韧性要求，而NB/T 47014中Fe-1、Fe-3类母材组别是按照强度级别划分。在NB/T 47014中组别号变更不会是补加因素。按NB/T 47014中6.1.2.1 条b）、c）规定20MnMo与20MnMo评定合格的焊接工艺，当其他重要因素、补加因素不变时，适用于20MnMo与Q345R之间焊接。

7）NB/T 47014第6.1.5.3条表9中不等厚对接焊缝焊件，用等厚对接焊缝试件来评定，那么厚边母材厚度上限不限。但有专家认为应和表7联合使用，“不限”不是无限定即上限应为200mm，大于150mm情况应按表7要求上限为1.33T。针对表9中所述“厚边母材不限”是否有上限规定。

笔者认为：当产品焊件为不等厚对接焊缝，则用等厚的对接焊缝试件来评定，适用于焊件母材厚度的有效范围NB/T 47014表9的规定。如图1中，当试件厚件为38mm时，评定合格的焊接工艺适用于焊件母材最小厚度为16mm，母材最大厚度为500mm。

图1　不等厚对接焊缝的焊件

8）采用SMAW焊接方法焊接厚度为40mm的Q345R平板对接焊缝试件，是否需要作焊前预热，如果需要预热，其焊接工艺评定适用范围如何确定。

笔者理解：试件的预热温度可参照NB/T 47015—2011《压力容器焊接规程》标准，还应当考虑焊接环境温度。在NB/T 47014表6中规定，当焊条电弧焊时“预热温度比已评定合格值降低50℃以上”则作为重要因素，需要重新评定焊接工艺。

9）对于不等厚母材对接焊缝焊件，如何正确进行焊接工艺评定，是采用能够覆盖不等厚母材焊件的等厚母材对接焊缝试件来评定（不等厚焊件焊接接头厚度按GB/T 150.4—2011中6.2.1条款，或按NB/T47015—2011中的4.6.2条款确定），还是采用分别能覆盖薄边和厚边的两个等厚对接焊缝试件来评定。

笔者理解：承压设备焊接工艺评定是评定焊缝的焊接工艺，焊接工艺正确与否的标志是焊接接头的力学性能。焊接工艺评定试件分类对象是焊缝而不是焊接接头。

所说的两种方法都可以使用，当用一个等厚试件不能覆盖不等厚焊件两边母材厚度时，则需要用两个不同厚度的等厚试件，分别能够覆盖薄边和厚边，但要注意两个问题：

（1）GB 154.4—2011中6.2.1条款规定与本题无关；NB/T 47015—2011中的4.6.2.5条规定的焊后热处理厚度（δpwHT）也与焊接工艺评定的母材厚度覆盖无关；

（2）采用第二种方法进行焊接工艺评定合格后，当编制用于焊件的焊接工艺规程（WPS）时，应取自两份焊接工艺评定报告（PQR）中重要因素和补加因素的共同部分。

不等厚母材对接焊缝焊件焊接接头的性能是由焊接接头的焊接工艺决定的，既然该焊接工艺已经能覆盖这两个厚度的焊接工艺评定所证明，能符合NB/T 47014的规定，这就是依据。

10）受压元件之间双面焊的定位焊缝（通常原定位焊缝均被清除掉），以及铭牌座与壳体之间的定位焊缝，是否需要作焊接工艺评定，如果需要则与NB/ T 47015—2011中3.4.1条c）、GB 150.4—2011及“固容规”的有关规定不一致。

笔者理解：受压元件的定位焊缝、与受压元件相焊的定位焊缝（不管熔入或不熔入永久焊缝内）都需按NB/T 47014评定合格。这在NB/T 47015—2011 中 3.4.1条 c）、GB 150.4—2011中 7.2.1、TSG R0004—2009中4.2.1（1）中都有“与受压元件相焊的焊缝”应经焊接工艺评定的条文，定位焊缝都与受压元件相焊，当然要遵守上列安全技术规范与标准的规定。NB/T 47015的规定与GB 150.4及“固容规”完全一致。

11）T=18mm的Q345R焊接工艺评定试件，经正火加回火处理后其覆盖焊件的厚度范围。

笔者认为：按NB/T 47014—2011表10的规定，T=18mm的Q345R试件经正火+回火处理后，适用于焊件母材的最大厚度为18mm×1.1=20mm，最小厚度为5mm；适用于焊件焊缝金属最大厚度为36mm，最小厚度不限。

12）焊后热处理的焊接工艺评定报告中，焊后热处理的温度是一个定值，用到实际生产的产品中的焊后热处理工艺温度是写范围还是写定值。

笔者认为：NB/T 47015—2011规定，焊后热处理“在保温温度时，除另有规定外，各测温点的温度允许在热处理工艺规定温度的±20℃内波动，如Q345R焊接工艺评定报告焊后热处理温度为620℃，当用于实际生产的产品中焊件焊后热处理工艺温度范围允许在600℃～640℃范围内。

13）针对是否可以用时间长的焊后热处理工艺评定覆盖时间短的焊件的问题。

笔者认为：严格来讲应当这样提出问题，即其他重要因素、补加因素不变，当焊后热处理时，是否可以将保温时间长的焊接工艺评定合格项目用于保温时间短的产品焊件。

关于焊后热处理保温时间的覆盖范围，应按NB/T 47014中6.1.4.2条执行，即试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中焊后热处理基本相同，低于下转变温度进行焊后热处理时，试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计时间的80%。在NB/T 47014中，没有“用时间长的焊后热处理工艺评定覆盖时间短的焊件”的规定。

14）板厚为≤6mm组合评定的对接焊缝试件，一定要作侧弯试验？笔者认为不应进行侧弯试验，因为NB/T 47014—2011中6.4.1.6.2条b）已明确规定取侧弯试样的前提条件是T≥10mm、板厚＜10mm的只能取横向弯曲。

笔者认为：在NB/T 47014—2011表11的注释3）指出：当试件厚度T≥10mm时，可以用4个侧弯试样代替2个面弯和2个背弯试样。组合评定时，应进行侧弯试验，并在图9中规定了横向侧弯样图。

对于组合试件，为了考核不同焊接方法与不同焊接工艺的焊缝之间熔合情况，规定进行侧弯试验是必要的。图9只规定了大量使用的典型侧弯试样，6.4.1.6.2条b）并没有“明确规定取侧弯试样的前提条件是T≥10mm，板厚＜10mm的只能去横向弯曲。”

当T＜10mm需要进行侧弯曲试验时，可按NB/T 47014—2011表7规定，在1.5mm～10mm范围内选用试件厚度，适用焊件母材厚度的有效范围为1.5～2T；或者按GB 232《金属弯曲试验方法》、GB/T 2653《焊接接头弯曲及压扁试验方法》及NB/T 47014的基本原则，自己设计弯曲试样，可以将侧弯试样并列同时进行弯曲试验。

15）在无辊筒弯曲装置的情况下，做不锈钢与碳钢焊接工艺评定弯曲试验时，应当做纵向弯曲还是横向弯曲更为合理。

笔者认为：焊接工艺评定试件的纵向弯曲与横向弯曲是等同的。当试件焊缝两侧的母材之间、或焊缝金属和母材之间的弯曲性能有显著差别时，可以用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验。无论是纵向弯曲还是横向弯曲，试样在弯曲试验前、后，试样的焊缝中心应对准弯心轴线，才算正确。

16）焊接工艺规程（WPS）和焊接作业指导书（WWI）的区别，操作人员依据是WPS还是WWI。

笔者认为：在NB/T 47014—2011中“3术语与定义”中已给“焊接工艺规程（WPS）”和“焊接作业指导书（WWI）”下了明确定义，在附录A中明确表示生产实施中依据WPS或WWI，这不是个人的意见，而是开会讨论最后统一的意见。

早在GB/T 3375—94《焊接术语》中就给“焊接工艺规程（WPS）”下了定义：制造焊件所有关的加工和实践要求的细则文件，可保证熟练焊工或操作工操作时质量的再现性。这个定义在焊接界影响很深，普遍使用。国内标准中最早在GB/T 19866—2005/ISO 15607：2003出现了“工作指令（work instruction）”术语，其定义为：“适合在车间直接使用，经过简化的焊接工艺规程。”为了掌握“工作指令”内涵，曾多次深入询问过资深专业翻译，并要求在中国焊件制造企业中找出与“工作指令”相当的某种工艺文件，但都失望了。

TSG R0004—2009中出现了“焊接作业指导书”术语，但无官方解释。TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》释义中说明抄摘如下“焊接作业指导书即与制造焊件有关的加工和操作细则性作业文件。焊工在施焊时使用的作业指导书，可保证施工时质量的再现性。英文：welding work instruction，简写WWI或者WI。以前成为焊接工艺卡、焊接工艺规程等”［4］。

在编制NB/T 47014—2011时，就出现了两个问题：其一，焊接工艺评定时的WPS与焊件产品制造的WPS如何区分；其二，WPS与WWI如何区分，有关各方经过慎重的、科学的、深入的讨论统一了意见：分别给PWPS、WPS、WWI作出定义，刊印在NB/T 47014正文中，评定时的WPS变为PWPS，产品焊件使用WPS；焊接产品时使用WPS或WWI。

以上说明可见，WPS与WWI的定义实质上相同，WWI的定义与“固容规”释义中的说明也高度相近。有人认为，“WWI是通用的操作细则性文件”、是“指导焊件在制作过程中应遵守的工艺守则，不涉及产品，是通用的工艺文件”、“操作者根据WWI无法实施。”这都是违背事实的断言，没有依据。

17）预焊接工艺规程中的批准日期，是拟制时，即焊接试件前的日期，还是评定合格后的日期。

笔者认为：预焊接工艺规程的批准日期，就是NB/T 47014表F.1中最后一行日期，是编制预焊接工艺规程的批准日期。

2　结束语

1）钢材的焊接性是综合性焊接系统试验，涉及面很广，钢厂的焊接工艺评定只是一次“焊接工艺试验”，不能证明钢材焊接性良好。

2）对接焊缝和角焊缝的焊接工艺评定在NB/T 47014标准中细分为若干条评定规则，其适用于焊件的范围应按标准一一对应，需全部覆盖，缺一不可。

3）当组合评定对接焊缝试件较薄时，也应进行侧弯试验。焊接工艺评定中纵向弯曲与横向弯曲试验是等同的。

4）焊接工艺规程（WPS）与焊接作业指导书（WWI）实质上是相同的。

参考文献

［1］全国锅炉压力容器标准化技术委员会.承压设备焊接工程师培训教程［M］.昆明：云南科技出版社，2004：156.

［2］赵德山，王春林.热处理对07MnCrMoVR钢球罐再热裂纹的影响［J］.石油化工建设，2007，29（05）：39-40+45.

［3］中国化工装备协会.压力容器焊接工艺评定的制作指导［M］.北京：中国质检出版社，2011：12.

［4］谢铁军，寿比南，王晓雷，等.TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》释义［M］.北京：新华出版社，2010：103.

中图分类号：X921

文献标识码：B

文章编号：1673-257X（2016）02-0004-05

DOI：10.3969/j.issn.1673-257X.2016.02.002

作者简介：房务农（1965～），男，本科，技术顾问，教授级高工，从事压力容器用高性能钢板及配套焊接材料开发、新工艺的试验研究，球罐EPC总承包，负责承压设备行业焊接标准的编制工作等。

收稿日期：（2015-07-17）

Views on Several Issues of NB/T 47014—2011 “Standard of Welding Procedure Qualification for Pressure Equipments”

Fang Wunong He Qianjin
（Hefei General Mechanical Research Institute Hefei 230031）

AbstractIn this paper，several issues are selected from the implementation of NB/T 47014. From the perspective of the editor，basic views on some important issues are clarified such as the weldability and welding procedure qualification，preliminary welding procedure specification and welding procedure specification，categories and groups of base metal，holding temperature and holding time of post weld heat treatment，the thickness of test coupon and weldment，side bend test and face bend test （root bend test） and approval date for preliminary welding procedure specification. Hope to communicate with popular readers.

keywordsWelding procedure qualification Standard Weldability Welding procedure specification