1.2.7 编制8mm Q235B焊条电弧焊对接焊缝焊接工艺评定任务书
1.2.7.1 分离器焊接工艺评定范围分析
分离器上哪些焊缝的焊接工艺必须有合格的评定，哪些焊缝可以不评定，依据TSG 21《大容规》第4.2.1.1（1）条明确规定“压力容器产品施焊前，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊，以及上述焊缝的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺规程（WPS）支持”。在NB/T 47015《压力容器焊接规程》中又更具体地说明下列各类焊缝的焊接工艺必须按NB/T 47014标准评定合格。
①受压元件焊缝；
②与受压元件相焊的焊缝；
③上述焊的定位焊缝；
④受压元件母材表面堆焊、补焊；
依据要求分离器上A、B、C、D、E类焊接接头焊缝的焊接工艺都必须有焊接工艺评定来支撑。依据NB/T 47014第4.2条焊接工艺评定一般过程是：根据金属材料的焊接性能，依据设计文件规定和制造工艺拟订预焊接工艺规程（preliminary welding procedure specification，pWPS，是为进行焊接工艺评定所拟订的焊接工艺文件）、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、检测焊接接头是否符合规定的要求，并形成焊接工艺评定报告对预焊接工艺规程进行评价。
大部分企业在编制分离器对接焊缝的预焊接工艺规程前，都会先编制焊接工艺评定任务书，下达焊接工艺评定的具体要求，包括选择焊件的母材牌号规格、焊接方法、焊接材料、熔敷厚度、检验项目、试样数量、试验方法及评定指标等内容。
1.2.7.2 分离器焊接工艺评定任务书编制说明
依据NB/T 47014对接焊缝评定规则、试验要求和结果评价等要求来填写表1-3分离器对接焊缝、采用焊条电弧焊的焊接工艺评定任务书。
表1-3 焊接工艺评定任务书
为了更好地理解焊接工艺评定任务书的要求，为简化起见将表1-3中各项内容都用数字代号表示进行说明。
（1）实际使用并进行焊接工艺评定的单位名称，与经营注册名称一致。
（2）企业生产中每台产品都有生产令号，在企业质量保证手册中明确规定编制方法。大部分单位都是依据年代编制的，例如2017年第一台产品就是201701。焊接工艺评定的工作令号可以写工艺评定编号，如PQR01。
（3）依据企业质量保证手册中焊接质量控制中焊接工艺评定的编号规则来编写，一般会采用年代和当年的序号来编写，例如2017年的第一个评定，就写pWPS2017-01，规模较小的企业评定少，也会直接依据数量来编写，例如pWPS01。
（4）填写进行焊接工艺评定遵守的技术标准，需要写清楚版本，如承压设备焊接工艺评定标准NB/T 47014—2011。
（5）焊接工艺评定试件的分类对象是焊缝，依据NB/T 47014—2011中第6.3.1.2条规定，评定对接焊缝预焊接工艺规程时，采用对接焊缝试件，对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于焊件中的对接焊缝和角焊缝。所以在焊接工艺评定时，常选用对接焊缝。
（6）焊接工艺评定选择材料时，根据分离器的钢材，分析其焊接性， NB/T 47014第5.1.2条规定，金属材料依据其化学成分、力学性能和焊接性分为14类，见表1-4。其目的是保证焊接质量的前提下，减少焊接工艺评定的数量，节约成本，提高效率。
表1-4 金属材料分类
假如是新企业一般选择和产品一样的金属材料，假如是老企业，会根据分类和材料评定规则选择使用与其焊接性相似的同类材料进行焊接工艺评定。
（7）依据NB/T 47014第6.1.5条规定，试件厚度与焊件厚度的评定规则，只要工艺评定合格后，厚度范围能够覆盖分离器产品钢材厚度的都可以选用，但这个一定要具体分析，试件厚度应充分考虑适用于焊件厚度的有效范围，尽量使焊接工艺评定的数量越少越好。当选用常用的焊条电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）和钨极氩弧焊（GTAW）时选用表1-5所示的厚度，对于有冲击要求的母材，几乎能覆盖焊接产品的所有厚度，焊接工艺评定最经济。
表1-5 NB/T 47014碳素钢和低合金钢焊接工艺评定项目
根据NB/T 47014第6.4条规定，明确了检验的要求和结果评价，需要进行力学性能试验的项目和数量以及力学性能的取样要求，制取试样时还应避开焊接缺陷。综合考虑上述因素选择焊接工艺评定试样的除厚度外的长度和宽度，应满足制备试样的要求，手工焊试板长一般为400mm，自动化为500mm，宽度都是125～150mm左右。
（8）依据NB/T 47014第6.1.1条规定，改变焊接方法，需要重新进行焊接工艺评定，所以这里的焊接方法需要选择与企业生产时一样的焊接方法。如果是多种焊接方法的组合评定，则需同时填出所有焊接方法。焊接方法的选择要充分考虑构件的几何形状、结构类型、工件厚度、接头形式、焊接位置、母材特性和企业的设备条件、技术水平、焊接用耗材，综合考虑经济效益。
（9）焊接工艺评定选择焊接材料时，依据焊接方法选择合适的焊条、焊丝等焊接材料。一般采用等性能原则，强度钢一般采用等强度原则，不锈钢一般采用等成分原则。简单可以依据NB/T 47015第4.2.3条规定，选择焊接材料。
（10）当采用单一焊接方法焊接工艺评定试板时，全焊透的对接焊缝的熔敷厚度就等于试件厚度；当采用多种焊接方法时，填写按照产品生产需要的每种焊接方法的熔敷厚度，如图1-12采用三种焊接方法，那么它们的熔敷厚度分别为氩弧焊8mm、焊条电弧焊12mm、埋弧焊20mm。
图1-12 40mm厚的试件分别采用三种焊接方法
（11）分析填写分离器产品生产时可能采用的焊接位置，当采用立焊时需要增加焊接方向。
1）焊缝位置规定的方法。
要充分考虑产品构件的几何形状、结构类型、工件厚度、接头形式、企业的设备条件、技术水平，综合经济效益选择焊接位置，技术水平要求较低的是平焊。图1-13、图1-14是对接焊缝和角焊缝的位置图。
①将对接焊缝或角焊缝置于水平参考面上方，如图1-13、图1-14所示。
②焊缝倾角：对接焊缝或角焊缝的轴线（图1-13、图1-14中的OP线）与水平面的夹角。
当焊缝轴线与水平面重合时，焊缝倾角为0°；焊缝轴线与垂直面重合时，焊缝倾角为90°。
③焊缝面转角：焊缝中心线（焊根与盖面层中心连线，即图1-13、图1-14中垂直于焊缝轴线的箭头线）围绕焊缝轴线顺时针旋转的角度。
图1-13 对接焊缝位置图
图1-14 角焊缝位置图
当面对P点，焊缝中心线在6点钟时的焊缝面转角为0°；焊缝中心线旋转再回到6点钟时的焊缝面转角为360°。
2）焊缝位置规定的范围。
①对接焊缝位置规定的范围见表1-6及图1-13。
②角焊缝位置规定的范围见表1-7及图1-14。
表1-6 对接焊缝位置范围
表1-7 角焊缝位置范围
（12）依据NB/T 47014第6.4.1.1条规定，需要进行外观检查、无损检测、力学性能和弯曲试验。
（13）依据NB/T 47014第6.4.1.2条规定，进行外观检查和无损检测（按NB/T 47013）结果不得有裂纹。
（14）依据NB/T 47014第6.4.1.3条规定，明确了焊接工艺评定试件不同厚度的检验项目、形式和数量，见表1-8。
表1-8 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量
①1根管接头全截面试样可以代替2个带肩板形拉伸试样。
②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，可改用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验。纵向弯曲时，取面弯和背弯试样各2个。
③当试件厚度T≥10mm时，可以用4个横向侧弯试样代替2个面弯和2个背弯试样。组合评定时，应进行侧弯试验。
④当焊缝两侧母材的代号不同时，每侧热影响区都应取3个冲击试样。
⑤当无法制备5mm×10mm×55mm小尺寸冲击试样时，免做冲击试验。
（15）拉伸试验依据NB/T 47014第6.4.1.5.3条规定，按照GB/T 228规定的试验方法测定焊接接头的抗拉强度。
（16）依据NB/T 47014第6.4.1.5.4条规定，钢质母材合格指标为：试样母材为同一金属材料代号时，每个（片）试样的抗拉强度应不低于钢质母材规定的抗拉强度最低值，等于其标准规定的抗拉强度的下限值；如采用的是GB/T 713标准的16mm Q345R板进行焊接工艺评定，那么抗拉强度≥510MPa为合格。
（17）弯曲试验依据NB/T 47014第6.4.1.6.3条规定，按照GB/T 2653进行弯曲试验，测定焊接接头的完好性，低碳钢、低合金钢、不锈钢弯曲试验数据见表1-9。
表1-9 低碳钢、低合金钢、不锈钢弯曲试验条件及参数
（18）依据NB/T 47014第6.4.1.6.4条规定，合格指标为对接焊缝试件的弯曲试样弯曲到规定的角度后，其拉伸面上的焊缝和热影响区内，沿任何方向不得有单条大于3mm的开口缺陷，试样的棱角开口缺陷一般不计，但由未熔合、夹渣或其他内部缺欠引起的棱角开口缺陷长度应该记入。
（19）冲击试验依据NB/T 47014第6.4.1.7.2条规定，试样形式、尺寸和试验方法应符合GB/T 229的规定。
（20）依据NB/T 47014第6.4.1.7.3条规定，钢质材料冲击试验的合格指标如下。
1）试验温度应不高于钢材标准规定冲击试验温度；
2）焊接接头每个区3个标准试样为1组的冲击吸收功平均值应符合设计文件或相关技术文件规定，且不应低于表1-10中的规定值，至多允许有1个试样的冲击吸收功低于规定值，但不得低于规定值的70%。
3）宽度为7.5mm或者5mm的小尺寸冲击试样的冲击功指标，分别是标准试样冲击功指标的75%或50%。
表1-10 钢材及奥氏体不锈钢焊缝的冲击功最低值
当规定进行冲击试验时，需增加补加因素。国内压力容器标准或法规中都没有规定在何种情况下要进行冲击试验。ASME《锅炉压力容器规范》第Ⅷ卷第一分卷中根据钢材强度级别及交货状态、最低设计温度和焊接件的控制厚度，绘制了冲击试验豁免曲线，作为焊接接头是否需要规定进行冲击试验的依据。目前，国内缺少相当数量的工程失效实例脆断分析和对压力容器用钢韧性追踪考察报告，没有规定进行冲击试验的条件。原劳动部锅炉压力容器安全监察局曾以劳锅局字［1993］13号文下发“关于压力容器产品焊接试板问题补充规定的通知”，其中第七条对《大容规》规定产品焊接试板要进行“必要的冲击韧性试验”。所谓必要的是指：
①《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB 150《压力容器》、压力容器产品专项标准规定要做冲击韧性试验的；
②压力容器产品设计图样规定要做冲击韧性试验的；
③按压力容器产品所选用的材料，其材料标准规定要做冲击韧性试验的。
可见该通知中对进行冲击韧性试验的条件作了规定。在国内压力容器法规和标准没有正式规定之前，各评定单位暂以劳锅局字［1993］13号文作为确定冲击韧性试验的依据。
特别要说明的是冲击试验，由于国内对承压设备冲击试验要求是由标准、实际文件或钢材本身有无冲击试验来决定的，可以说，几乎所有的大部分压力容器用钢都要求进行冲击试验，这点和ASME不尽相同。
（21）填写实际编制人员（一般是焊接工艺员）以及编制完成的时间。
（22）依据TSG 21《大容规》要求，由焊接责任工程师审核。