1. Notion de qualification des procédures de soudage

La qualification des procédures de soudage est la préparation préliminaire à l'ensemble des travaux de soudage. Le travail de qualification de la procédure de soudage est le processus de test et l'évaluation des résultats effectués pour vérifier l'exactitude de la procédure de soudage de la construction soudée proposée et des produits associés.

Il comprend le processus de préparation avant le soudage, le soudage, les tests et l'évaluation des résultats. La qualification des procédures de soudage est également un processus important dans la pratique de production. Ce processus a une prémisse, un objectif, un résultat et une portée limitée. Par conséquent, la qualification du processus de soudage doit être basée sur le plan de processus de soudage proposé, y compris la préparation avant le soudage, les éprouvettes de soudage, les éprouvettes d'inspection et la détermination si les joints soudés des éprouvettes présentent divers indicateurs techniques des performances requises. Enfin, l'expérience accumulée sur l'ensemble du processus. Divers facteurs du processus de soudage, données de soudage et résultats de tests sont compilés en informations concluantes et recommandées pour former un « rapport d'évaluation du processus de soudage ».

2. Caractéristiques de la qualification des procédés de soudage

1> La qualification du processus de soudage consiste à résoudre les problèmes de processus de soudage de tout acier dans des conditions spécifiques, plutôt que de sélectionner les meilleurs paramètres de processus. Il a une certaine portée et est acceptable pour la plupart des gens.

2> L'évaluation du processus de soudage vise à résoudre les problèmes de performances dans des conditions de processus spécifiques, mais elle ne peut pas résoudre les problèmes de qualité globaux impliqués dans l'élimination des contraintes, la réduction des déformations, la prévention des défauts de soudage, etc.

3> L'évaluation du processus de soudage doit être basée sur les performances de soudage des matières premières et guider la production via des tests d'état technique fiables pour l'évaluation du processus de soudage, évitant ainsi l'inconvénient d'utiliser des produits réels comme éprouvettes.

4> Les facteurs humains doivent être éliminés pendant le processus de test de qualification des procédures de soudage, et la qualification des procédures de soudage et la qualification des compétences du soudeur ne doivent pas être confondues. La personne chargée de la qualification des procédures de soudage doit être capable de distinguer si la cause du défaut est un problème de processus de soudage ou un problème de compétence du soudeur. S’il s’agit d’un problème de compétence, il doit être résolu grâce à une formation de soudeur.

5> Les tests requis par les réglementations existantes de qualification des procédures de soudage sont principalement des tests mécaniques à température normale des joints soudés. Autrement dit, s'il a réussi l'inspection d'apparence, les essais non destructifs et l'essai mécanique à température normale, il est généralement considéré comme ayant réussi l'essai du procédé de soudage. Pour les nouveaux types d'acier destinés aux canalisations à haute température et haute pression dans l'industrie électrique, ce résultat n'est pas totalement fiable et des tests d'endurance à haute température, des tests de fluage, de corrosion sous contrainte et d'autres tests de joints doivent également être pris en compte.

3. Procédure de qualification des procédures de soudage

1. Préparer et émettre une fiche de tâches de qualification des procédures de soudage

La fonction principale de la déclaration de mission est de délivrer des tâches d'évaluation. Par conséquent, son contenu principal devrait être : l’objectif de l’évaluation, les indicateurs d’évaluation, les éléments d’évaluation et les qualifications des départements et du personnel effectuant les tâches d’évaluation.

(1) Détermination des indicateurs d'évaluation

Différents indicateurs techniques sont déterminés sur la base de la réglementation et des connaissances théoriques de base de l'acier (soudabilité). Conformément aux dispositions du « Règlement sur la qualification des procédures de soudage » DL/T869, la composition chimique et les propriétés mécaniques (résistance, plasticité, ténacité et autres indicateurs) du métal soudé doivent être équivalentes au métal de base ou non inférieures à la limite inférieure de la valeur spécifiée correspondante du métal de base.

(2) Détermination des éléments d'évaluation

En fonction des exigences de travail réelles du projet, la couverture pertinente du projet doit être effectuée conformément au champ d'application applicable de la réglementation, et les projets à évaluer doivent être déterminés. Les éléments de qualification des procédures de soudage doivent être déterminés à partir des aspects suivants :

Acier

(1) Classification des produits sidérurgiques ;

(2) Dispositions de base pour les nuances d'acier dans « l'évaluation » ;

(3) Classification des aciers différents La signification des joints soudés en aciers différents est la suivante :

Les combinaisons d'acier de joints soudés en acier différents sont essentiellement divisées en deux catégories : l'une est constituée de joints soudés du même type de structure métallique mais de compositions chimiques différentes, telles que l'acier à faible teneur en carbone et l'acier faiblement allié, ce sont tous des types de structure en perlite, et la les propriétés physiques sont très différentes. Petit, seule la composition chimique est différente ; l'autre type est le type de structure métallique et la composition chimique sont différentes mais les propriétés physiques sont très différentes, comme le joint soudé de l'acier perlite faiblement allié et de l'acier martensitique fortement allié ou de l'acier inoxydable austénitique.

Les principales caractéristiques des joints soudés en acier différents sont les suivantes : les joints soudés formés présentent des inhomogénéités en termes de composition chimique, de structure métallographique, de propriétés mécaniques et de répartition des contraintes résiduelles de soudage. Le processus de soudage doit prendre les mesures nécessaires pour résoudre ces problèmes. être résolu.

① Joint en acier différent de classe A : un côté du joint soudé est en acier austénitique et l'autre côté est en autre acier de construction. Les types spécifiques sont : A+M, A+B, A+P, etc. 3 groupes.

②Joint en acier différent de type M : un côté du joint soudé est en acier martensitique et l'autre côté est en autre acier de construction. Les types spécifiques sont : M+B, M+P, etc. 2 groupes.

③Joint en acier différent de type B : un côté du joint soudé est en acier bainitique. L'autre face est en cuivre perlitique. Les types spécifiques sont : B+P un seul groupe.

2. Évaluer l'épaisseur de l'échantillon

(1) Les soudures bout à bout conviennent à l’épaisseur de la construction soudée

① Lorsque l'épaisseur de l'éprouvette d'évaluation est de 1,5≤δ<8 (mm), les réglementations de plage applicables pour l'épaisseur de la soudure sont les suivantes : la limite inférieure est de 1,5 mm, la limite supérieure est de 2δ et ne dépasse pas 12 mm.

② Lorsque l'épaisseur de l'éprouvette d'évaluation est 8 ≤ δ ≤ 40 (mm), la plage applicable pour l'épaisseur de la construction soudée est la suivante : la valeur limite inférieure est de 0,75 δ et la valeur limite supérieure est de 1,5 δ. Lorsque l'épaisseur de l'éprouvette d'évaluation est supérieure à 40 mm, la limite supérieure n'est pas limitée.

(2) Les soudures d'angle conviennent à l'épaisseur de la construction soudée

L'épaisseur évaluée δ du joint d'angle est applicable à la même plage d'épaisseur de la construction soudée que l'épaisseur du joint bout à bout, mais l'épaisseur de l'éprouvette est calculée selon les dispositions suivantes :

①L'épaisseur de l'éprouvette de soudure d'angle plaque à plaque est l'épaisseur de l'âme.

②L'épaisseur de l'éprouvette de soudure d'angle tuyau-tôle correspond à l'épaisseur de la paroi du tuyau.

③L'épaisseur de l'éprouvette de soudure d'angle du siège de tuyau est l'épaisseur de la paroi du tuyau de dérivation.

De plus, les réglementations relatives au soudage à l'arc submergé double face, aux petits diamètres et aux parois épaisses, etc. doivent être soigneusement vérifiées et mises en œuvre conformément à la réglementation.

3. Méthode de soudage

Les différentes méthodes de soudage doivent être « qualifiées » individuellement et ne doivent pas se substituer les unes aux autres. « L'évaluation » prend la forme d'une combinaison de plusieurs méthodes de soudage, dans laquelle chaque méthode de soudage peut être « évaluée » individuellement ou en combinaison. L'épaisseur du métal fondu de chaque méthode de soudage pendant l'application doit être comprise dans la portée applicable de la « qualification » respective. Par exemple : utilisez le soudage à l'arc sous argon pour souder la couche de racine (épaisseur 3 mm), le processus de remplissage et de couverture par soudage à l'arc-électrode (épaisseur totale 8 mm) pour la qualification du processus de soudage (autres conditions). Cela fait partie de l’évaluation combinée de deux méthodes de soudage. En plus d’être efficace dans les procédés combinés, le procédé de soudage qualifié s’applique également à :

(1) Soudage à l'arc sous argon seul : l'épaisseur du métal soudé est évaluée à 3 mm et sa plage d'épaisseur applicable est de (1,5 à 6) mm.

(2) Soudage à l'arc individuel avec électrodes : L'épaisseur du métal fondu est évaluée à 8 mm et sa plage d'épaisseur applicable est de (6 à 12) mm. Le procédé de soudage par cordons de soudure Ds/Ws mentionné ci-dessus peut également être utilisé en combinaison après que les procédés de soudage à l'arc sous argon et par soudage à l'arc-électrode soient qualifiés séparément. Pour la « qualification » des méthodes de soudage par soudage au gaz, l'épaisseur maximale de la construction soudée applicable est la même que l'épaisseur de l'éprouvette de « qualification ».

4. Type d'éprouvette

(1) Le processus d'« évaluation » de la qualification des éprouvettes en plaques est applicable aux éprouvettes tubulaires, et vice versa. Mais il existe différentes positions de soudage à considérer. Par exemple : une plaque plate ou une plaque verticale peut remplacer le tuyau fixe horizontal, et une plaque verticale peut remplacer le tuyau vertical.

(2) « Évaluation » des éprouvettes de joint bout à bout, applicable aux éprouvettes de joint de coin.

(3) L'« évaluation » des éprouvettes de pénétration totale s'applique aux éprouvettes de pénétration non totale.

(4) Le procédé de soudage utilisé pour qualifier les éprouvettes de soudure d'angle de plaques s'applique aux soudures d'angle entre tubes et plaques ou tubes et tubes, et vice versa.

5. Matériaux de soudage

(1) Les matériaux de soudage tels que les baguettes de soudage, les fils de soudage et les flux fondent au fur et à mesure du processus de soudage et sont fondus dans le métal soudé sous forme de métal d'apport. Ce sont les principaux composants du métal fondu. Leur sélection et leur modification ont un impact négatif sur le joint de soudure. Les propriétés des métaux fondus ont un impact important, mais leur grande variété rend leur « évaluation » très difficile. Afin de réduire le nombre d'évaluations et de procéder à une « évaluation » raisonnable, la sélection des matériaux de soudage repose sur les mêmes principes que la sélection des aciers, répartis par niveau de classe (la réglementation est disponible sous forme de tableaux) pour faciliter l'« évaluation » travail.

(2) Pour les baguettes de soudage, les fils de soudage et les flux étrangers, les informations pertinentes peuvent être consultées avant utilisation ou vérifiées par des tests, et elles ne peuvent être utilisées qu'après avoir confirmé qu'elles répondent aux exigences. Sa composition chimique et ses propriétés mécaniques sont similaires à celles de la liste des consommables de soudage nationaux. Il peut être classé dans le niveau de classe correspondant et traité de la même manière que les consommables de soudage domestiques. Les baguettes de soudage, les fils de soudage et les flux qui ne figurent pas dans le tableau des consommables de soudage peuvent être classés dans la catégorie correspondante et peuvent être utilisés si leur composition chimique, leurs propriétés mécaniques et leurs caractéristiques de procédé sont similaires à celles du tableau. Ceux qui ne peuvent pas être classés doivent être « évalués » séparément.

(3) Chaque catégorie de baguettes et de fils de soudage doit être évaluée séparément. Pour une même catégorie mais des niveaux différents, l’évaluation du niveau supérieur peut être appliquée au niveau inférieur ; parmi les électrodes de soudage de même niveau, celles qui ont été évaluées par des électrodes acides sont exemptées de l'évaluation des électrodes alcalines.

(4) Le métal d'apport passe du fil de soudage à âme pleine au fil de soudage fourré, ou vice versa.

(5) Changez le type de gaz inflammable ou de gaz de protection et annulez le gaz de protection arrière.

(6) La sélection des matériaux pour le soudage d'aciers différents doit être conforme aux principes spécifiés dans le DL/T752.

(7) Pour les matériaux étrangers, en particulier les matériaux de soudage pour aciers fortement alliés, il convient de bien comprendre les propriétés fondamentales des matériaux. Certains indicateurs importants directement liés aux performances du produit doivent être vérifiés par des tests avant utilisation.

6. Diamètre de l'échantillon de tuyau

Il n'existe pas de réglementation stricte sur « l'évaluation » des diamètres de tuyaux dans la réglementation générale. Dans le secteur de l'énergie, en raison de la grande variété de spécifications de canalisations, les réglementations suivantes sont élaborées en tenant compte des grandes différences technologiques :

(1) Lorsque le diamètre extérieur du tuyau de l'éprouvette « d'évaluation » est Do≤60 mm et que la méthode de soudage à l'arc sous argon est utilisée, le diamètre extérieur du tuyau de soudure applicable au processus n'est pas spécifié.

(2) Pour « l'évaluation » d'autres diamètres de tuyaux, la plage applicable au diamètre extérieur du tuyau soudé est la suivante : la limite inférieure est de 0,5D0 et la limite supérieure n'est pas spécifiée.

7. Position de soudage de l'éprouvette

Sur la base des caractéristiques de l'industrie, l'industrie de l'énergie électrique a élaboré des réglementations spéciales sur les postes de soudage et le champ d'application de « l'évaluation ». (Voir le tableau ci-dessus dans la réglementation) Dans les situations suivantes, les réglementations suivantes doivent également être respectées :

(1) En position de soudage vertical, lorsque le cordon de racine passe du soudage vers le haut au soudage vers le bas ou vice versa, il doit être réévalué.

(2) Pour le soudage au gaz et le soudage à l'arc au tungstène de tuyaux d'un diamètre ≤ 60 mm, à l'exception des exigences particulières concernant les paramètres du processus de soudage, seuls les tuyaux horizontaux sont généralement « qualifiés », qui peuvent être appliqués à toutes les positions de soudage de la construction soudée.

(3) Lorsque le tuyau est automatiquement soudé dans toutes les positions, des éprouvettes tubulaires doivent être utilisées pour « l'évaluation » et ne peuvent pas être remplacées par des éprouvettes en forme de plaque.

8. Préchauffage et température intercalaire

Lorsque la température de préchauffage de l'éprouvette d'évaluation dépasse les paramètres proposés, l'évaluation doit être réévaluée :

(1) La température de préchauffage de l'échantillon d'évaluation diminue de plus de 50 °C ;

(2) Pour les soudures soumises à des exigences de résistance aux chocs, la température interlaminaire augmente de plus de 50°C.

9. Traitement thermique après soudage

(1) Une inspection est requise au milieu et l’éprouvette ne peut pas être soudée en une seule fois. Un traitement post-thermique est nécessaire.

(2) Il doit y avoir un certain intervalle entre l'achèvement du traitement thermique après soudage et l'opération de soudage, et l'intervalle entre le traitement thermique après soudage doit être strictement conforme aux spécifications de traitement thermique des différents types d'acier et se conformer aux les dispositions des normes DL/T 819 et DL/T 868. : Par exemple, l'acier martensitique P91 exige qu'une fois le travail de soudage terminé, toute l'austénite soit transformée en martensite après refroidissement de la soudure à 100°C, puis la température être relevé pour le traitement thermique après soudage.

10. Paramètres de spécifications de soudage et techniques de fonctionnement

Lorsqu'il y a des changements dans les paramètres des spécifications de soudage et les techniques d'exploitation, les instructions de processus doivent être réévaluées ou modifiées en fonction du type de paramètre.

(1) Modifications des propriétés de la flamme lors du soudage au gaz ;

(2) Pendant le soudage automatique, modifiez la distance entre la pointe conductrice et la pièce à usiner ;

(3) La plage de variation de la vitesse de soudage est 10 % plus grande que la valeur nominale ;

(4) Passage du soudage simple face au soudage double face ;

(5) Passage du soudage manuel au soudage automatique ;

(6) Le soudage multipasse est remplacé par le soudage monopasse, etc.

La manière de déterminer les éléments pour la qualification des procédures de soudage peut être déterminée sur la base des exigences ci-dessus ou d'autres conditions particulières.

4. Éprouvettes soudées et inspection des éprouvettes

1 Les éprouvettes de soudage doivent être effectuées sous une supervision efficace et en stricte conformité avec les exigences et réglementations du plan de qualification du processus.

2 Pendant le processus de soudage, chaque étape doit être soigneusement enregistrée par une personne dédiée, et un enregistreur de paramètres pouvant sauvegarder les données enregistrées doit être équipé. Le dossier doit être correctement conservé pour examen et approbation.

3 Les éléments de contrôle doivent être complets et effectués conformément aux réglementations en vigueur.

Les principaux éléments de contrôle sont :

(1) Inspection de l'apparence de la soudure : le renforcement du métal soudé ne doit pas être inférieur au métal de base, la profondeur et la longueur de la contre-dépouille ne doivent pas dépasser la norme, et il ne doit y avoir aucune fissure, manque de fusion, inclusions de scories, arc. cratères et pores à la surface de la soudure.

(2) Inspection non destructive des soudures : L'inspection radiographique des échantillons tubulaires doit être effectuée conformément aux dispositions du DL/T821, et la qualité des soudures ne doit pas être inférieure aux normes de classe II. Les contrôles non destructifs ne sont pas liés aux propriétés mécaniques des joints soudés, mais il est nécessaire de comprendre l'état des défauts de soudage dans « l'évaluation ». Dans le même temps, on considère également qu'ils doivent être évités lors de la découpe des éprouvettes. C’est pour cette raison qu’il est inclus dans les éléments d’inspection. Cela devrait. L’objectif principal de l’inspection de rupture est de vérifier les défauts de soudage macroscopiques dans la section de métal soudé. Il entre dans le cadre de la mesure des capacités opérationnelles du soudeur et ne peut être directement utilisé pour mesurer les propriétés mécaniques, il est donc annulé.

(3) Essai de traction (éprouvette de taille)

① Le renforcement de l'échantillon est retiré mécaniquement et affleure le matériau de base.

② Épaisseur de l'éprouvette : lorsque l'épaisseur est inférieure à 30 mm, une éprouvette pleine épaisseur peut être utilisée. Lorsque l'épaisseur est supérieure à 30 mm, elle peut être transformée en deux ou plusieurs éprouvettes.

③La résistance à la traction de chaque échantillon ne doit pas être inférieure à la limite inférieure du matériau de base.

④La résistance à la traction de l'échantillon d'acier différent ne doit pas être inférieure à la limite inférieure du métal de base sur la face inférieure.

⑤ Effectuez un essai de traction sur deux éprouvettes ou plus, et la valeur moyenne de chaque groupe d'éprouvettes ne doit pas dépasser la limite inférieure de la valeur spécifiée du matériau de base.

(4) Essai de flexion

①Les éprouvettes de pliage peuvent être divisées en flexion de face transversale (arrière), flexion de face longitudinale (arrière) et flexion latérale transversale.

②Lorsque T est inférieur à 10, T=t ; lorsque T est supérieur à t, t=10. Largeur de l'éprouvette : 40, 20, 10 (unité : mm).

③ Le renforcement de l'échantillon doit être retiré mécaniquement pour conserver la surface d'origine du métal de base. La contre-dépouille et l'encoche de racine de soudure ne peuvent pas être retirées.

④ S'il y a des défauts sur la surface de flexion latérale transversale, le plus grave doit être mesuré comme surface de traction.

⑤Les trois principaux facteurs qui affectent l'essai de pliage sont : le rapport largeur/épaisseur de l'éprouvette, l'angle de pliage et le diamètre de l'axe de pliage. La méthode d'essai de flexion et les dispositions associées de la réglementation SD340-89 ne correspondent pas à l'allongement du matériau lui-même. Par conséquent, l’allongement de la surface extérieure pliée de l’échantillon a dépassé la limite inférieure d’allongement pour certains matériaux en acier, ce n’est donc pas raisonnable. .

Afin de rendre l'essai de flexion plus raisonnable pour la détermination de la plasticité, les nouvelles réglementations prévoient les dispositions suivantes : La méthode d'essai de flexion doit être effectuée selon la méthode d'essai de flexion du métal GB/T232.

Les conditions d'essai de flexion sont les suivantes : épaisseur de l'échantillon ≤10, diamètre de l'axe de flexion (D) 4t. La distance entre les supports (Lmm) est de 6t+3 et l'angle de courbure est de 180 degrés.

Pour les matériaux en acier avec une limite inférieure d'allongement inférieure à 20 % spécifiée dans les normes et conditions techniques, si l'essai de flexion échoue et que l'allongement réel mesuré est < 20 %, il est permis d'augmenter le diamètre de l'axe de flexion pour l'essai. Après pliage à l'angle spécifié, chaque pièce Sur la surface de traction de l'éprouvette, il ne doit y avoir aucun défaut de fissuration d'une longueur supérieure à 3 mm dans n'importe quelle direction dans la soudure et la zone affectée thermiquement, à l'exception des fissures sur les bords et les coins, mais les fissures causées par des défauts d’inclusion de scories doivent être incluses.

(5) Essai d'impact : tant que les composants résistants à la pression et porteurs présentent les conditions nécessaires pour être utilisés comme éprouvettes d'impact, l'essai d'impact doit être effectué. Par conséquent, cela doit être fait lorsque les conditions suivantes sont remplies :

① Lorsque l'épaisseur de la soudure n'est pas suffisante pour l'échantillonnage (5 ? 0 ? 5 mm), il n'est pas nécessaire de le faire.

②Lorsque l'épaisseur de la soudure est ≥16 mm, un test d'impact est requis, 10 ?0?5 mm.

③Norme de qualification d'évaluation : La valeur moyenne des trois échantillons ne doit pas être inférieure à la limite inférieure spécifiée dans les documents techniques pertinents, et l'un d'eux ne doit pas être inférieur à 70 % de la valeur spécifiée.

(6) Contrôle métallographique : Pour les joints d'angle de plaques tubulaires, la même coupe ne doit pas avoir deux surfaces d'inspection.

(7) Test de dureté : La dureté de la soudure et de la zone affectée par la chaleur ne doit pas être inférieure à 90 % de la valeur de dureté, ne pas dépasser la dureté Brinell du métal de base plus 100HB et ne pas dépasser les réglementations suivantes :

Lorsque la teneur totale en alliage est inférieure à 3 %, la dureté est inférieure ou égale à 270HB ;

Lorsque la teneur totale en alliage est égale à 3 à 10, la dureté est inférieure ou égale à 300HB ;

Lorsque la teneur totale en alliage est supérieure à 10, la dureté est inférieure ou égale à 350HB ;

L'acier P91 220 ~ 240 est le meilleur.

(8) La préparation, la découpe et l'évaluation des échantillons ci-dessus doivent être effectuées conformément aux normes pertinentes.

(9) Après l'inspection, un rapport formel doit être établi par une personne possédant les qualifications correspondantes.

(10) Les procédures et exigences d’inspection doivent être conformes à la réglementation.

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