張帆 高利慧 馬青軍 蔣紅鵬

摘要：闡述了NB/T 47018.1～5—2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》系列標(biāo)準(zhǔn)與2011年版本的變化，并對(duì)其進(jìn)行了探討。研究表明，現(xiàn)行版本是基于國(guó)內(nèi)焊接材料及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)承壓設(shè)備用焊接材料的驗(yàn)收提出了新的要求。但是修訂的一些內(nèi)容與其自身引用標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異，并且未引用最新的埋弧焊用焊接材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這容易引起部分焊接材料的驗(yàn)收與使用混亂，應(yīng)盡快進(jìn)行修正或出具相關(guān)修改單。

關(guān)鍵詞：焊接材料;標(biāo)準(zhǔn);變化;承壓設(shè)備

中圖分類號(hào)：TG 422.3+

Abstract：This paper described and discussed the changes between the series standards of NB/T 47018.1 ～ 5—2017 Technical Permission of Welding Materials for Pressure Equipment and the 2011 version. The results show that current revision is based on the development of domestic welding materials and related detection technology， and puts forward some new requirements for the acceptance of welding materials for pressure equipment. However， there are some differences between some contents of this revision and its own related reference standards， and the latest national standards have not been applied to the submerged arc welding materials， which is easy to cause confusion in the acceptance and use of some welding materials. Therefore， the revision shall be carried out as soon as possible or the relevant revision sheet shall be issued.

Key words：welding materials; standard; changes; pressure equipment

0?前言

近十年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換及制造產(chǎn)品質(zhì)量的提升，中國(guó)制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻變化。因此，焊接這個(gè)“工業(yè)裁縫”作為制造業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，其領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)變更也隨之加快。

2016年發(fā)布的《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》，要求對(duì)接《中國(guó)制造2025》。該規(guī)劃的主要目標(biāo)是：到2020年，工業(yè)基礎(chǔ)、智能制造、綠色制造等標(biāo)準(zhǔn)體系基本完善。因此，焊接材料行業(yè)迎來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。焊接材料行業(yè)由高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨向更為合理。與此同時(shí)，為了適應(yīng)焊接材料的發(fā)展趨勢(shì)，與其相關(guān)的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加快更新，2012年全國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織制修訂了焊條系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、2018年制修訂藥芯焊絲、埋弧焊用焊接材料系列標(biāo)準(zhǔn)。2017年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47018系列標(biāo)準(zhǔn)的前5部分進(jìn)行修訂并發(fā)布實(shí)施，與2011年版本相比技術(shù)內(nèi)容變化多，并且該系列標(biāo)準(zhǔn)影響范圍廣，尤其是在壓力容器行業(yè)。為了便于焊接材料生產(chǎn)企業(yè)和使用單位能更好的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)NB/T 47018系列標(biāo)準(zhǔn)的變化進(jìn)行了淺析，并提出了一些個(gè)人思考。

1?標(biāo)準(zhǔn)的修訂情況

1.1?NB/T 47018.1《采購(gòu)?fù)▌t》

該部分標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍是規(guī)定了焊接材料采購(gòu)的基本要求、批量標(biāo)識(shí)、組批規(guī)則、質(zhì)量證明、復(fù)驗(yàn)、保管和運(yùn)輸。與2011年版本標(biāo)準(zhǔn)相比，主要有以下變化：

（1）規(guī)范性引用文件里面刪除了GB/T 3375—1994《焊接術(shù)語(yǔ)》[1]標(biāo)準(zhǔn)，增加了GB/T 25778—2010《焊接材料采購(gòu)指南》[2]。

（2）在基本要求里面將“生產(chǎn)商或經(jīng)銷商”改成了“生產(chǎn)商或供貨單位（含經(jīng)銷商）”，這在一定程度上擴(kuò)大了訂貨單位購(gòu)買(mǎi)焊接材料的渠道，不在僅限于生產(chǎn)商和經(jīng)銷商。

（3）增加了藥芯焊絲的采購(gòu)指南，提出藥芯焊絲應(yīng)按照NB/T 47018.2規(guī)定的技術(shù)條件要求編制供貨技術(shù)條件，在訂貨合同中需包含保證藥芯成分、藥芯填充均勻性的具體內(nèi)容及檢驗(yàn)方法，以及打開(kāi)真空包裝后的藥芯焊絲控制熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量的措施。

新增的這個(gè)條款，雖然表明可以采購(gòu)藥芯焊絲，這也就意味著藥芯焊絲可以應(yīng)用到壓力容器行業(yè)，但是該條款在一定程度上限制了藥芯焊絲在承壓設(shè)備上的使用，原因主要由以下兩點(diǎn)：①要求按照NB/T 47018.2編制供貨技術(shù)條件，但并沒(méi)有明確是由生產(chǎn)商、供貨方、使用方還是第三方等哪些機(jī)構(gòu)進(jìn)行編制，也沒(méi)有規(guī)定編制好的技術(shù)條件應(yīng)由哪些機(jī)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估;②條款中要求包含“藥芯填充均勻性的具體檢驗(yàn)方法”，然而迄今為止，國(guó)內(nèi)并沒(méi)有相關(guān)的檢驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)。但是孫靜[3]利用虛擬儀器技術(shù)和LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)的藥芯焊絲填充率在線測(cè)量系統(tǒng)能夠在線實(shí)時(shí)測(cè)量，能在生產(chǎn)線上及時(shí)檢測(cè)到藥芯焊絲中的藥芯填充率，并對(duì)不合格的產(chǎn)品發(fā)出報(bào)警，以提高藥芯焊絲的生產(chǎn)質(zhì)量。

（4）增加了訂貨單位要在訂貨技術(shù)條件中注明所采購(gòu)焊接材料熔敷金屬力學(xué)性能試件的焊后狀態(tài)。

（5）更改組批規(guī)則，提高了不銹鋼焊條、碳鋼焊芯、碳鋼焊絲、碳鋼填充絲、低合金鋼焊芯、低合金鋼焊絲、低合金鋼填充絲、不銹鋼焊芯、不銹鋼焊絲、不銹鋼填充絲、堆焊用不銹鋼焊帶、碳鋼及低合金鋼用焊劑、不銹鋼用焊劑的每批最高限量，這也反應(yīng)了國(guó)內(nèi)焊接材料制造水平有了一定的提高。

（6）更改了生產(chǎn)商產(chǎn)品質(zhì)量證明書(shū)中的檢驗(yàn)項(xiàng)目，主要是將焊條藥皮及焊劑含水量檢測(cè)改為擴(kuò)散氫含量檢測(cè)，增加了彎曲試驗(yàn)，但也明確表明如果生產(chǎn)商確能保證彎曲性能時(shí)，則可以免除彎曲試驗(yàn)，在質(zhì)量證明書(shū)相應(yīng)項(xiàng)目中填寫(xiě)合格。焊條藥皮及焊劑含水量試驗(yàn)可以測(cè)定藥皮或焊劑中的結(jié)晶水，主要是為了估算焊接材料熔敷金屬中的擴(kuò)散氫含量，雖然焊接過(guò)程中擴(kuò)散氫主要來(lái)源于焊接材料，但并不是全部，還有一部分來(lái)源于母材、保護(hù)氣體、大氣中的水蒸氣等方面。也就是說(shuō)含水量試驗(yàn)并不能很好的反應(yīng)出焊接材料熔敷金屬擴(kuò)散氫含量，這里改為擴(kuò)散氫含量檢測(cè)更為合理。

NB/T 47018.1《采購(gòu)?fù)▌t》是一個(gè)通用的準(zhǔn)則，其技術(shù)條件適用于該系列所有標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)該部分的技術(shù)條件變更，會(huì)直接影響到該系列標(biāo)準(zhǔn)的使用。存在以下問(wèn)題，在6條質(zhì)量證明的表2承壓設(shè)備用焊接材料的檢驗(yàn)項(xiàng)目里面焊條化學(xué)成分應(yīng)明確是檢測(cè)熔敷金屬的成分，NB/T 47018.1中表2的具體內(nèi)容見(jiàn)表1。另外，鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊用焊絲和填充絲里面的NB/T 47018.3對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)項(xiàng)目里面缺少熔敷金屬擴(kuò)散氫含量檢測(cè)，這導(dǎo)致前后標(biāo)準(zhǔn)存在矛盾。

1.2?NB/T 47018.2《鋼焊條》

該部分的適用范圍是鋼焊條的技術(shù)條件、熔敷金屬?gòu)澢囼?yàn)和產(chǎn)品標(biāo)識(shí)。與2011年版本標(biāo)準(zhǔn)相比主要有以下變化：

（1）2012年全國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織制修訂了GB/T 5117—2012《非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條》[4]、GB/T 5118—2012《熱強(qiáng)鋼焊條》[5]、GB/T 983—2012《不銹鋼焊條》[6]，于2016年又修訂了GB/T 32533—2016 《高強(qiáng)鋼焊條》[7]。因此為適應(yīng)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，NB/T 47018.2適用范圍由“碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條”變更為“非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條、熱強(qiáng)鋼焊條、高強(qiáng)鋼焊條和不銹鋼焊條”。但是仍保留了部分上一個(gè)版本國(guó)家焊條標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品型號(hào)，并對(duì)技術(shù)要求進(jìn)行了改變。

（2）修訂了熔敷金屬拉伸試樣斷后伸長(zhǎng)率合格指標(biāo)，將“除應(yīng)分別符合GB/T 983，GB/T 5117，GB/T 5118和GB/T 32533規(guī)定外，且應(yīng)不小于20%”改為“除應(yīng)分別符合GB/T 983，GB/T 5117，GB/T 5118和GB/T 32533規(guī)定外，且應(yīng)不小于18%”。

（3）將“熔敷金屬縱向彎曲試樣”改為“熔敷金屬?gòu)澢嚇印?，這意味著熔敷金屬可以使用橫向彎曲進(jìn)行，不再僅局限于縱向彎曲試驗(yàn)。增加了斷后伸長(zhǎng)率A標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限小于20%的熔敷金屬，如彎曲試驗(yàn)不合格且實(shí)測(cè)值小于20%，則允許加大彎心直徑重新進(jìn)行試驗(yàn)的條款，這在一定程度上降低了彎曲試驗(yàn)的要求。

（4）隨著擴(kuò)散氫檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，將擴(kuò)散氫含量的測(cè)定方法由“甘油法、水銀法或氣相色譜法”改為“水銀法或熱導(dǎo)法”，并根據(jù)焊條的強(qiáng)度等級(jí)規(guī)定了擴(kuò)散氫含量的要求值。這明確表明不再使用準(zhǔn)確度低且再現(xiàn)性差的甘油法進(jìn)行試驗(yàn)，增加了載氣熱提取法。但是馬青軍等人[8]在2016年的研究表明按照GB/T 3965—2012《熔敷金屬中擴(kuò)散氫測(cè)定方法》表2規(guī)定的400 ℃，21 min測(cè)定規(guī)范進(jìn)行載氣熱提取法測(cè)氫試驗(yàn)，其數(shù)值要低于水銀法及氣相色譜法，GB/T 3965— 2012中表2的具體內(nèi)容見(jiàn)表2。2018年ISO/TC44國(guó)際焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)發(fā)布了ISO 3690：2018 Welding and allied processesDetermination of hydrogen content in arc weld metal，對(duì)載氣熱提取法的收集終止條件進(jìn)行了規(guī)定。2018年中國(guó)船級(jí)社的《材料與焊接規(guī)范》也明確表明，要證明其試驗(yàn)程序能保證持續(xù)收集和測(cè)定擴(kuò)散氫，直到所有擴(kuò)散氫測(cè)出，則可考慮使用載氣熱提取法。

承壓設(shè)備行業(yè)使用最多的焊接材料就是鋼焊條。這部分主要變化是引用了最新的焊條系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但是為了適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展仍保留了部分2011年版本表2?GB/T 3965—2012中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的型號(hào)，降低了熔敷金屬試樣斷后伸長(zhǎng)率的指標(biāo)，同時(shí)更改了彎曲試樣類型。

1.3?NB/T 47018.3《氣體保護(hù)電弧焊鋼焊絲和填充絲》

該部分適用范圍是氣體保護(hù)電弧焊鋼焊絲和填充絲的技術(shù)條件、熔敷金屬力學(xué)性能和彎曲試驗(yàn)、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)。與2011年版本標(biāo)準(zhǔn)的相比，主要有以下變化：

（1）在適用范圍中增加了不銹鋼焊絲和填充絲。

（2）增加了焊絲和填充絲熔敷金屬拉伸試驗(yàn)規(guī)定和力學(xué)性能試件的制備要求。

（3）該部分3.1條規(guī)定“承壓設(shè)備氣體保護(hù)焊用不銹鋼焊絲和填充絲除應(yīng)符合GB/T 29713的規(guī)定外，還應(yīng)符合YB/T 5092，NB/T 47018.1和本部分的規(guī)定”，3.3條規(guī)定了焊絲化學(xué)成分中的硫、磷含量，這表明其余的化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T 29713及YB/T 5092相關(guān)要求，但是47018.3中表1給出的牌號(hào)并不能與YB/T 5092—2016《焊接用不銹鋼絲》[9]相對(duì)應(yīng)，比如H08Cr21Ni10Si，H12Cr24Ni13Si等牌號(hào)無(wú)法在YB/T 5092—2016里面找到，這導(dǎo)致很多不銹鋼焊絲的化學(xué)成分無(wú)法驗(yàn)收，也就無(wú)法進(jìn)行采購(gòu)。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中焊絲牌號(hào)的對(duì)照見(jiàn)表3。

該部分還對(duì)一些化學(xué)成分的規(guī)定進(jìn)行了修改，但其最大的變化是適用范圍里面加入了不銹鋼焊絲和填充絲，增加了熔敷金屬拉伸試驗(yàn)和力學(xué)性能試件制備要求。

1.4?NB/T 47018.4《埋弧焊鋼焊絲和焊劑》

該部分適用范圍是埋弧焊鋼焊絲和焊劑的技術(shù)條件、試驗(yàn)方法與產(chǎn)品標(biāo)識(shí)。與2011年版本標(biāo)準(zhǔn)相比主要有以下變化：

（1）將規(guī)范性引用文件中的“GB/T 5293，GB/T 12470及GB/T 17854”改成了“GB/T 5293—1999，GB/T 12470—2003及GB/T 17854—1999”這表明只有這個(gè)日期版本的標(biāo)準(zhǔn)適用于本文件，最新版本（包括所有的修改單）并不適用。然而，全國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于2018年組織修訂了5項(xiàng)埋弧焊用焊接材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，此次修訂舍棄了美標(biāo)體系，轉(zhuǎn)為采用ISO體系，所以標(biāo)準(zhǔn)變化很大，重新編制了型號(hào)并且將低合金鋼焊絲分為熱強(qiáng)鋼和高強(qiáng)鋼焊絲，還將焊劑獨(dú)立為一個(gè)新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布意味著舊版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)廢止，生產(chǎn)廠家應(yīng)依據(jù)新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，但NB/T 47018.4卻不能對(duì)依據(jù)最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的埋弧焊用焊接材料進(jìn)行驗(yàn)收。