國(guó)際施工中ASME標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝評(píng)定管理要點(diǎn)

尚峰 胡廣娟 王登雷 李帥帥 馬奕丞

摘 要：本文以海外建設(shè)工程為例，重點(diǎn)介紹美標(biāo)（ASME）中各種焊接工藝評(píng)定的管理要點(diǎn)，只有很好的掌握標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，才能保證從源頭控制焊接質(zhì)量

關(guān)鍵詞：PQR＼WPS 重要變素 性能試驗(yàn)

焊接工藝評(píng)定（PQR）、焊接工藝規(guī)程（WPS）的管理是焊接質(zhì)量控制源頭工序，其重要性不言而喻，而焊接工藝評(píng)定及規(guī)程在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的石油工程建設(shè)項(xiàng)目中都扮演著極為重要的角色，在積累國(guó)內(nèi)和國(guó)外工程項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)之后，筆者對(duì)國(guó)外工程建設(shè)焊接工藝評(píng)定及規(guī)程的管理有了更深一步的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)以海外建設(shè)工程為例，對(duì)美標(biāo)中相關(guān)焊接工藝評(píng)定要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)及歸類(lèi)。

焊接工藝評(píng)定（PrOcedure QualificatiOn RecOrd）簡(jiǎn)稱(chēng)“PQR”：是指在焊制評(píng)定試件時(shí)選用的實(shí)際焊接參數(shù)的記錄和無(wú)損探傷試驗(yàn)及機(jī)械性能試驗(yàn)的結(jié)果。

焊接工藝規(guī)程（Welding PrOcedure SpecificatiOn）簡(jiǎn)稱(chēng)“WPS”：是用于為焊工或者焊接操作按規(guī)范要求制造產(chǎn)品焊縫提供指導(dǎo)的書(shū)面文件，其中包括：允許的母材、必須使用的填充金屬、預(yù)熱要求、焊后熱處理等。

焊接工藝評(píng)定的目的就是確定打算用于建造的焊件對(duì)于其預(yù)期應(yīng)用應(yīng)具有的性能。焊接工藝評(píng)定確定的是焊件的性能，按照相關(guān)規(guī)定完成并合格的PQR才能制作相關(guān)WPS并用于工程建設(shè)。

油田地面建設(shè)工程焊接工藝評(píng)定所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)主要為《ASME 鍋爐及壓力容器規(guī)范國(guó)際性規(guī)范IX 焊接和釬接評(píng)定》。

在施工承包商準(zhǔn)備開(kāi)始進(jìn)行PQR試樣焊接前必須將相關(guān)資料以正式文件形式上報(bào)監(jiān)督部門(mén)，并且施工承包商應(yīng)至少提前1天上報(bào)RFI（Request FOr InspectiOn）停檢點(diǎn)報(bào)送單，待資料審批合格后，方可按照RFI要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)PQR焊接見(jiàn)證。

在審查PQR過(guò)程中需要著重了解規(guī)范中提及的焊接變素要求，重要變素：凡其變化（見(jiàn)ASME.SEC IX表QW-252至265）能影響焊件力學(xué)性能的那些變素。

往往施工建設(shè)工程中涉及到多種不同的焊接工藝形式及方法，需要根據(jù)不同的重要變素來(lái)規(guī)定所需要的一個(gè)或者多個(gè)PQR。下面列舉一些常用焊接方法中存在的重要變素（具體內(nèi)容參見(jiàn)ASME.SEC IX，此處不詳細(xì)列舉），如：焊接材質(zhì)的變化、焊接方向的變化均被標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定為重要變素。又如：坡口設(shè)計(jì)形式、組對(duì)間隙等內(nèi)容被標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定為非重要變素。

在建設(shè)項(xiàng)目中，當(dāng)在相關(guān)WPS內(nèi)至少一項(xiàng)重要變素改變時(shí)，需要再重新準(zhǔn)備PQR進(jìn)行驗(yàn)證，此項(xiàng)為工程中PQR的管理重點(diǎn)，在項(xiàng)目上需要具體排查，保證PQR數(shù)量不缺失。

當(dāng)施工承包商按照WPS內(nèi)容完成了現(xiàn)場(chǎng)PQR試件的焊接工作后，相關(guān)重要信息需要由旁站監(jiān)督標(biāo)記在試件上并署名，待射線檢測(cè)合格后，監(jiān)督承包商將試件送到有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)的機(jī)械力學(xué)性能試驗(yàn)分析。

機(jī)械力學(xué)性能試驗(yàn)：對(duì)金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)。PQR中需要進(jìn)行的機(jī)械力學(xué)性能試驗(yàn)包括：拉伸測(cè)試、彎曲測(cè)試（面彎、背彎、側(cè)彎）、刻槽錘斷測(cè)試、夏比缺口試驗(yàn)等。

根據(jù)ASME.SEC IX QW-451.1表中所示，根據(jù)不同壁厚要求，所需要的力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)量及方式也存在不同。例如：壁厚范圍在10-19mm厚度區(qū)間，主要完成實(shí)驗(yàn)為拉伸試件2組，面彎2組、背彎2組;壁厚范圍在19-38mm厚度區(qū)間，主要完成實(shí)驗(yàn)為拉伸試件2組，側(cè)彎4組。

實(shí)驗(yàn)室給出的所有機(jī)械力學(xué)性能試驗(yàn)的結(jié)果都要符合項(xiàng)目技術(shù)文件及相關(guān)規(guī)范要求，不同項(xiàng)目的具體要求不同，均以項(xiàng)目相關(guān)文件要求為準(zhǔn)，如力學(xué)性能試驗(yàn)中存在個(gè)別試驗(yàn)不合格情況，可以根據(jù)規(guī)范在條件允許情況下，在原有PQR試樣上重新抽取一個(gè)部位進(jìn)行重新檢驗(yàn)，如檢驗(yàn)合格可視為此項(xiàng)檢驗(yàn)通過(guò)。

根據(jù)油田地面建設(shè)工程的特殊情況要求，現(xiàn)在將一些特殊用于檢驗(yàn)PQR性能的試驗(yàn)介紹如下，1、化學(xué)成分分析（Chemical COmpOsitiOn Test、當(dāng)相關(guān)技術(shù)文件中對(duì)母材及焊材中相關(guān)金屬或非金屬元素含量有要求時(shí)進(jìn)行）2、熱處理及硬度測(cè)試（POst Weld Heat Treatment&Hardness test、焊接需要進(jìn)行焊后熱處理時(shí)進(jìn)行）3、氫致裂紋測(cè)試（HydrOgen-Induced Cracking 參照NACE 標(biāo)準(zhǔn)TM0284、材料需要防止氫致開(kāi)裂進(jìn)行） 4、硫化物裂紋（Sulfide Stress Cracking參照NACE標(biāo)準(zhǔn)TM0177，材料需要防止硫化物導(dǎo)致開(kāi)裂進(jìn)行）具體內(nèi)容需參照各自項(xiàng)目的設(shè)計(jì)文件，進(jìn)行針對(duì)性的檢驗(yàn)。

綜上所述內(nèi)容為美標(biāo)中關(guān)于焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的大體介紹，其中還結(jié)合了項(xiàng)目管理中需要針對(duì)PQR特別注意的重要管理環(huán)節(jié)，有效的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合合理的標(biāo)準(zhǔn)才能幫助我們?cè)谑┕ぶ懈玫目刂坪附淤|(zhì)量，保證工作質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]ASME IX Welding And Brazing QualificatiOn

[2]SpecificatiOn fOr Piping Welding

[3]SpecificatiOn fOr Pipeline Welding

[4]AWS D1.1 Structural Welding COde-Steel

作者簡(jiǎn)介：

尚峰，性別：男，民族：漢，籍貫：吉林省，單位：北京興油工程項(xiàng)目管理有限公司，學(xué)歷學(xué)位：本科 工學(xué)學(xué)士，Email：187147759@qq.cOm。