NB/T 20450.3-2017
基本信息
标准号： NB/T 20450.3-2017
中文名称：压水堆核电厂核岛机械设备焊接另-规范第3部分:焊接工艺评定
标准类别：能源标准(NB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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相关标签： 压水堆 核电厂 机械设备 焊接 规范 工艺 评定
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
NB/T 20450.3-2017.Alternative welding code for mechanical components of PWR nuclear islands Part 3: Welding procedure qualification.
1.范围
NB/T 20450.3规定了压水堆核电厂核岛机械设备的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定、特殊焊缝工艺评定、耐磨堆焊和耐蚀堆焊工艺评定、换热管与管板焊接工艺评定、回火焊道焊接工艺评定的规则、试验方法和合格标准。
NB/T 20450.3适用于焊条电弧焊(111) 、埋弧焊(12).钨极惰性气体保护电弧焊(141).熔化极惰性或非惰性气体保护电弧焊(131, 135)、惰性或非惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊(137, 136)、 等离子弧焊(15)、电子束焊(51) 、激光焊(52) 以及电渣焊(72)堆焊等焊接方法。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 226钢的低倍 组织及缺陷酸蚀检验法
GB/T 3375焊接术语
GB/T 5185焊接及相关工艺方法代号
GB/T 19866焊接工艺规程 及评定的一般原则
NB/T 20003核电厂 核岛机械设备无损检测
NB/T 20004- 2014 核电厂 核岛机械设备材料理化检验方法
NB/T 20009压水堆核电厂 用焊接材料
NB/T 20328- 2015 核电厂 核岛机械设备无损检测另一规范
NB/T 20450.1- 2017压水堆 核电厂核岛机械设备焊接另-规范第1部分:通用要求
NB/T 20450.2- 2017 压水堆 核电厂
NB/T 20450.4- 2017 压水堆核电厂 核岛机械设备焊接另-规范第4部分:产品焊接和热处理
1.范围
NB/T 20450.3规定了压水堆核电厂核岛机械设备的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定、特殊焊缝工艺评定、耐磨堆焊和耐蚀堆焊工艺评定、换热管与管板焊接工艺评定、回火焊道焊接工艺评定的规则、试验方法和合格标准。
NB/T 20450.3适用于焊条电弧焊(111) 、埋弧焊(12).钨极惰性气体保护电弧焊(141).熔化极惰性或非惰性气体保护电弧焊(131, 135)、惰性或非惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊(137, 136)、 等离子弧焊(15)、电子束焊(51) 、激光焊(52) 以及电渣焊(72)堆焊等焊接方法。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 226钢的低倍 组织及缺陷酸蚀检验法
GB/T 3375焊接术语
GB/T 5185焊接及相关工艺方法代号
GB/T 19866焊接工艺规程 及评定的一般原则
NB/T 20003核电厂 核岛机械设备无损检测
NB/T 20004- 2014 核电厂 核岛机械设备材料理化检验方法
NB/T 20009压水堆核电厂 用焊接材料
NB/T 20328- 2015 核电厂 核岛机械设备无损检测另一规范
NB/T 20450.1- 2017压水堆 核电厂核岛机械设备焊接另-规范第1部分:通用要求
NB/T 20450.2- 2017 压水堆 核电厂
NB/T 20450.4- 2017 压水堆核电厂 核岛机械设备焊接另-规范第4部分:产品焊接和热处理
标准图片预览
标准内容
ICS27.120.20
备案号：59637—2017
中华人民共和国能源行业标准
NB/T20450.3—2017
压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范第3部分：焊接工艺评定
Alternative welding code for mechanical components of PWR nuclear islandsPart 3: Welding procedure qualification2017-04-01发布
国家能源局
2017-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
4.1概述.
4.2通用要求
4.3制造商的责任
4.4评定试验
5对接焊缝和角焊缝
5.1试件.
5.2试验和检验
5.3无损检测结果评定
5.4破坏性试验结果评定
评定的有效范围
6特殊焊缝
6.1带隔离层的焊缝
6.2特殊设计的密封焊缝
6.3复合钢板和预先堆焊钢板的对接接头6.4补焊和同质堆焊
6.5非承载的角焊缝
7耐磨堆焊和耐蚀堆焊
7.1评定试件制备．.
7.2评定试件的检验
7.3评定的有效范围
8换热管与管板焊缝
8.1评定试件的制备
8.2评定试件的检验
8.3评定的有效范围
9回火焊道
9.1已有的评定和回火焊道升级评定对焊接方法的限制
回火焊道工艺评定的变素
NB/T20450.32017
NB/T20450.32017
试件的制备和试验
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
破坏性试验
焊接变素
焊接位置
焊接用表
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。NB/T20450《压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范》分为5个部分：第1部分：通用要求：
第2部分：焊接材料：
第3部分：焊接工艺评定：
第4部分：产品焊接和热处理：
第5部分：焊接检验。
本部分为NB/T20450的第3部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。NB/T20450.32017
本部分主要基于ASME《锅炉压力容器规范》第III卷第一册和第IX卷（2010版），并结合国内核电建造经验和行业反馈意见制订。本部分由能源行业核电标准化技术委员会提出。本部分由核工业标准化研究所归口。本部分起草单位：中国核电工程有限公司、上海核工程研究设计院、中广核工程有限公司、中国第一重型机械集团公司、上海电气核电设备有限公司、中国核动力研究设计院、苏州热工研究院有限公司。本部分主要起草人：董安、于坚、郭利峰、黄腾飞、刘振忠、黄敏、朱平、张俊宝。III
NB/T20450.32017
压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范第3部分：焊接工艺评定1范围
本部分规定了压水堆核电厂核岛机械设备的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定、特殊焊缝工艺评定、耐磨堆焊和耐蚀堆焊工艺评定、换热管与管板焊接工艺评定、回火焊道焊接工艺评定的规则、试验方法和合格标准。
本部分适用于焊条电弧焊（111）、埋弧焊(12)、钨极情性气体保护电弧焊(141)、熔化极情性或非情性气体保护电弧焊(131，135)、情性或非情性气体保护的药芯焊丝电弧焊(137，136)、等离子弧焊(15)电子束焊（51）、激光焊（52）以及电渣焊（72）堆焊等焊接方法。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T226钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T3375焊接术语
焊接及相关工艺方法代号
GB/T5185
GB/T19866焊接工艺规程及评定的一般原则NB/T20003
核电厂核岛机械设备无损检测
NB/T20004—2014核电厂核岛机械设备材料理化检验方法压水堆核电厂用焊接材料
NB/T20009
NB/T20328一2015核电厂核岛机械设备无损检测另一规范NB/T20450.1一2017压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范第1部分：通用要求NB/T20450.2—2017压水堆核电厂NB/T20450.4一2017压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范第4部分：产品焊接和热处理3术语和定义
GB/T3375、GB/T5185、GB/T19866、本标准第1部分界定的以及下列术语和定义适用于本部分。3.1
焊接工艺评定指导书weldingprocedurequalificationinstruction用于指导焊接工艺评定实施的技术文件，包括试件和试样的制备、焊接工艺，试验和检验项目和评定标准。
重要变素essentialvariable
影响焊接接头力学性能和弯曲性能的（冲击韧性除外）的焊接工艺评定因素。3.3
附加重要变素
supplementaryessentialvariable1
NB/T20450.3—2017
影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺评定因素。3.4
非重要变素nonessentialvariable对要求测定的力学性能和弯曲性能无明显影响的焊接工艺评定因素。3.5
半自动焊semiautomatic welding使用能够自动控制一个或多个焊接操作的装置的手工焊。3.6
上转变温度
upper transformation temperature在加热期间铁素体向奥氏体转变完成的温度3.7
lower transformation temperature下转变温度
在加热期间开始形成奥氏体的温度。3.8
金属最低使用温度lowestservicemetaltemperature核电厂在运行时金属可能经历的最低温度。该温度应根据周围环境条件、保温层情况和运行期间容器内部的最低温度，通过恰当的计算确定。3.9
预热保持preheatingmaintenance在焊接完成后，在一定的时间内或直到焊后热处理开始之前保持规定的最低预热温度或规定的更高温度的操作。
中性焊剂neutral flux
不由焊接参数（特别是电弧电压）影响熔敷金属化学成分的埋弧焊焊剂。3.11
活性焊剂activeflux
由焊接参数（特别是电弧电压）决定熔敷金属化学成分的埋弧焊焊剂。3.12
同质堆焊homogeneousbuildup
为增大或恢复焊件尺寸而采用与母材同样类型的焊接材料进行的堆焊。4总则
4.1概述
制造商应按本部分的要求进行焊接工艺评定，形成工艺评定报告，在此基础上制订焊接工艺规程，并依据焊接工艺规程进行产品焊接。制造商进行焊接工艺评定前，需要编制焊接工艺评定指导书，依据指导书开展焊接工艺评定工作。焊接工艺规程中应至少包括本部分要求的相关重要变素和非重要变素，如果对冲击韧性有要求时，还应包括附加重要变素。同时，本部分并未包括所有应用场合中影响产品接头质量的全部因素，当制造商确定在特定应用场合下其他因素对于接头质量有影响时，应在焊接工艺规程中做出规定。焊接工艺评定考核接头性能是否满足要求，而不是考核焊工或焊接操作工的技能。对于焊接工艺规程和工艺评定报告的详细要求见4.2。2bzxZ.net
第4章适用于本部分所涉及的所有焊缝类型和焊接方法。第5章适用于对接焊缝与角焊缝的工艺评定。NB/T20450.32017
第6章适用于特殊焊缝（包括带隔离层的焊缝、特殊设计的密封焊缝、焊接返修、复合钢板和预先堆焊钢板的对接接头、补焊和同质堆焊、非承载的角焊缝）。第7章适用于耐磨堆焊和耐蚀堆焊。第8章适用于换热管与管板的焊接。第9章适用于回火焊道。
焊接方法代号定义见GB/T5185的相关规定。4.2·通用要求
4.2.1焊接工艺规程（WPS）
4.2.1.1焊接工艺规程是为制造符合规范要求的产品焊缝而提供指导的、经过评定的焊接工艺文件。4.2.1.2完整的焊接工艺规程应规定其采用的每一种焊接方法的的所有重要变素，非重要变素，当有冲击性能要求时，还应包括附加重要变素。对于特定焊接方法，接头型式的变素见第5章一第9章的相应要求。
焊接工艺规程应注明支持其的工艺评定报告（见4.2.2）。制造商可在焊接工艺规程中增加其他有助于获得符合规范要求接头的规定或指导。4.2.1.3根据产品焊接需要，可变更焊接工艺规程中的非重要变素，而无需重新评定。条件是变更后仍规定了其采用的每一种焊接方法的所有重要变素、非重要变素，以及当有冲击性能要求时的附加重要变素。变更的方式可是修订原有焊接工艺规程，或编制新的焊接工艺规程。焊接工艺规程中重要变素或附加重要变素（当有冲击性能要求时）的变更需要对焊接工艺规程重新评定（使用新的工艺评定报告或附加工艺评定报告以支持重要变素或附加重要变素的变更）。4.2.1.4只要焊接工艺规程的内容符合4.2.1.2的要求，制造商可根据需要使用任何格式。资料性附录D给出了推荐的焊接工艺规程格式。该格式适用于焊条电弧焊(111)、埋弧焊(12)、熔化极情性或非惰性气体保护电弧焊(131，135)、情性或非情性气体保护的药芯焊丝电弧焊(137，136)和钨极情性气体保护电弧焊141）。该表格没有列出其他焊接方法所需要的全部变素，也不适合于超过一种焊接方法联合使用的焊接工艺规程，例如根部焊道使用141，填充焊道使用111。4.2.1.5产品焊接的现场应具有焊接工艺规程，以便于查阅使用以及监查人员检查。4.2.2工艺评定报告（PQR）
4.2.2.1工艺评定报告应包括工艺评定试件焊接时使用的焊接变素的实际记录，以及要求的各项检验和试验的结果。
4.2.2.2完整的工艺评定报告应记录工艺评定试件焊接时采用的每一种焊接方法的所有重要变素，当有冲击性能要求时，还应包括附加重要变素，此外，还应记录要求的各项检验和试验的类型、数量和结果。对于特定焊接方法、接头型式的变素见第5章一第9章的相应要求。制造商可根据需要决定是否记录非重要变素和其他变素。
所有记录的变素都应适用于试件焊接的实际变素值（包括范围）。如果焊接时未进行实际测量或记录，则不应记录在工艺评定报告中。工艺评定焊接变素通常只是产品焊接中使用的该变素实际范围的一部分，而不是其全部。除非重要变素或附加重要变素（当有冲击性能要求时）有要求，否则焊接工艺评定中不必使用产品焊接中使用的该变素的整个范围，或其上、下限值。3
NB/T20450.3—2017
制造商应对工艺评定报告进行确认（由技术负责人签发）。这项工作不应转包给第三方，确认的目的是令制造商验证工艺评定报告是对试件焊接时所使用的变素的真实记录，以及各项检验和试验结果符合本部分的规定。
焊接工艺评定试件时，可使用焊接方法、填充金属和其他变素的一个或多个组合。对于重要变素以及附加重要变素（当有冲击性能要求时）的每个组合，应记录熔敷的焊缝金属厚度的大致数值。使用焊接变素的每个组合熔敷的焊缝金属应包含在要求的拉伸、弯曲、冲击性能和其他力学性能试样中。4.2.2.3工艺评定报告是对工艺评定的实际记录，因此，除了文字性修改或标准升版造成的修订外，不应对工艺评定报告进行变更。对于工艺评定报告的任何变更，制造商都应对工艺评定报告重新进行确认，包括日期。4.2.2.4只要工艺评定报告的内容符合4.2.2.2的要求，制造商可根据需要使用任何格式。附录D给出了推荐的工艺评定报告格式。应注意该格式不适用于超过一种焊接方法或填充金属F-No.的焊接工艺评定，为此可增加或引用简图或信息。4.2.2.5在监查人员要求时，应提供用于支持焊接工艺规程的工艺评定报告。4.2.2.6依据一个工艺评定报告，可编制多个焊接工艺规程，例如，其他重要变素和附加重要变素（当要求冲击性能时）没有变化时，一个IG位置的板试件的工艺评定报告可支持板或管在F、V、H和O位置的焊接工艺规程（焊接位置代号见附录C）。依据多个工艺评定报告，可以令一个焊接工艺规程使用重要变量的多个范围，条件是重要变素和附加重要变素（当要求冲击性能时）都有工艺评定报告支持。例如，依据试件母材厚度为2.5mm（覆盖母材厚度范围为1.5mm~5mm），16mm（覆盖母材厚度范围为5mm32mm）的两个工艺评定报告，可编制母材厚度范围为1.5mm～32mm的焊接工艺规程。4.2.3母材分组
为减少焊接工艺评定的数量，附录B中根据母材的化学成分、焊接性和力学性能给出了其类别号P-No.。为在有冲击性能要求的工艺评定中，进一步细分同一P-No.里的母材，对于钢及其合金，除P-No外还给出了母材的组别号GroupNo.。母材分组不表明一种母材可不加区别地被同一分组内的其他母材代替，而不考虑治金性能、焊后热处理、设计、力学性能和使用要求等是否匹配。当要求冲击性能时，本部分有关母材牌号覆盖范围规定的前提是母材满足有关冲击性能的要求。4.2.4焊接工艺的组合
具有不同重要变素、附加重要变素或非重要变素的多个焊接工艺规程可用于焊接一个产品接头。每个焊接工艺规程可包括焊接方法、填充金属或其他变素的一个或多个组合。当具有不同焊接方法、填充金属或其它变素的多个焊接工艺规程用于焊接一个接头时，对于每一焊接方法、填充金属或其它变素，都应根据5.6.2确定评定覆盖的母材厚度范围和焊缝金属最大厚度，并遵守这些限值。对于根部焊道，也可按照5.6.2.2的规定评定焊接工艺规程。对于具有不同焊接方法、填充金属或其他变素组的一个焊接工艺规程，在满足以下条件时，可以单独或以不同的联合方式使用每个焊接方法、填充金属或其他变素组：a）遵守该焊接方法、填充金属或其他变素组相应的重要变素、非重要变素和要求的附加重要变素：
b）对于每一焊接方法、填充金属或其他变素组，母材和焊缝金属厚度限值满足5.6.2的规定。4.2.5其他
承压零件与永久性或临时性附件的焊接，包括采用的永久性或临时性定位焊缝，其焊接工艺规程应满足本部分的评定要求。
NB/T20450.32017
对于对接焊缝试板，应考虑焊件上角度、横向和端部拘束的影响，特别是对于拉伸强度大于或等于550MPa的母材和焊缝金属，以及厚壁工件。增加拘束度可能导致产生焊接裂纹。4.3制造商的责任
每个制造商对于其焊接的产品焊缝，应编写焊接工艺规程，规定相应的焊接工艺参数。每个制造商应通过焊接工艺评定试件，以及相应的检验、试验来评定焊接工艺规程，焊接数据和检验、试验结果记录在工艺评定报告中。评定试件的焊接应在制造商的全面监督和管理下进行。承担试件焊接的焊工或焊接操作工应是该制造商的雇员，或者通过合同提供焊工或焊接操作工服务的个人，且处于制造商的全面监督和管理下。制造商不应将试件焊接的监督和管理工作分包给其他单位。不过，在制造商承担分包工作责任的前提下，可对外分包下列工作：试件材料准备、从完工试件上取样加工、无损检测、力学性能试验。
一般情况下，焊接工艺评定不应在不同制造商之间转移。4.4评定试验
4.4.1一般要求
试件准备、实施和试验应考虑产品焊缝准备、实施和检验的条件。4.4.2试件的数量和类型
焊接工艺评定试件的数量和类型以及需要进行的试验，取决于所使用的焊接操作和影响评定有效范围的变素。
4.4.3尺寸
评定试件的尺寸应根据下列因素确定：-焊接方法；
试验试样和复试试样的取样要求：要进行的无损检测：
在任何情况下，被焊接的每个工件的宽度或每段管的长度不应小于150mm。4.4.4焊接位置
焊接位置见附录C。其中图C.1和图C.2适用于产品焊缝的焊接位置，图C.3~图C.6适用于工艺评定试件的焊接位置。
5对接焊缝和角焊缝
5.1试件
5.1.1母材
母材可以是板子、管子或其它制品形式。板子的焊接工艺评定也适用于管子的焊接工艺评定，反之亦然。试件的尺寸应足以切取所需的试样。5.1.2坡口的型式和尺寸
除5.6中另有规定外，坡口型式和尺寸不是重要变素。5.1.3焊后热处理
NB/T20450.3—2017
铁素体材料的焊后热处理应符合NB/T20450.4一2017的规定，工艺评定试件的焊后热处理保温时间应至少等于产品焊缝最大累计保温时间的80%，并且可在一个热循环内完成。5.2试验和检验
5.2.1无损检测
一般情况下，评定试件应经过产品接头规定的无损检测。无损检测方法应按NB/T20328的规定进行应在切割取样之前完成上述无损检测，并在实施无损检测之前，完成规定的焊后热处理，当未规定进行后热或焊后热处理时，对于氢致裂纹敏感的材料，至少应在焊接完成后24h再做无损检测。
5.2.2破坏性试验
5.2.2.1试验项目
对接焊缝试件应进行拉伸试验、弯曲试验、冲击试验（适用时）。对于角焊缝试件，只需进行宏观金相检验，不提供力学性能数据。当需要考核力学性能时，应采用对接焊缝进行评定。
5.2.2.2力学性能试验
试样类型和试验数量应按照表1的要求进行。表1力学性能试验类型和数量（拉伸试验，弯曲试验）焊接试件
厚度T
1.5≤T<19
T≥19
拉伸试验
弯曲试验
注1：当试件两侧母材之间、或焊缝金属和母材之间弯曲性能显著不同时，可用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验，纵向弯曲试验时，取背弯、面弯试样各2个注2：当试件厚度大于25mm，需采用多个试样时，详见附录A.2.1。注3：当试件厚度大于或等于10mm时，对所需的面弯和背弯试验可用4个侧弯试验代替之。注4：当试件厚度大于150mm时，试件的全厚度均应进行焊接5.2.2.3试验及试验程序
拉伸试验的试样应符合附录A.2.2所示类型之一，试验程序应满足NB/T20004一2014第4章的要求。弯曲试样与试验程序应符合附录A.3的要求。5.2.2.4冲击试验
在满足附录A.4.2的条件下，需对工艺评定试件的焊缝金属和热影响区进行相应的冲击试验（夏比V型缺口冲击试验、落锤试验），夏比V型缺口冲击试验程序和设备应符合NB/T20004一2014第5章的要求，落锤试验试验程序和设备应满足NB/T20004一2014第6章的要求。6
a）试件和试样的制备，冲击试验要求均应符合附录A.4要求：b）对于工艺评定试件的焊缝金属，冲击试验项目与母材相同，见表2：c）对于工艺评定试件的热影响区(HAZ)冲击试验项目应符合表2。表2工艺评定试件冲击试验要求
2级和
支承件
堆芯支
产品制品型式
容器材料
管道、泵、阀门
承压材料（除螺栓）
承压材料（除螺栓）
承压材料（除螺栓）
材料（除螺栓）
堆芯支撑结构
产品材料厚
RTNDT：参考无延性转变温度。
评定试件焊缝金属冲击试验要求NB/T20450.32017
评定试件热影响区
冲击试验要求b
落锤试验（一组2个），温度不高于RTNDT+5\CKV冲击（一组3个），温度不高于RTNDT+33CKV转变曲线°（考核上平台冲击功）实测RTNDTC
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
落锤试验（一组2个），温度不高于设备技术规格书规定的RTNDT+5\C
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的RTiNDT+33\C
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
落锤试验（一组2个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度-A+5'C，A由图A.8查。KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
落锤试验（一组2个），温度不高于设备技术规格书规定的RTNDT+5C
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的RTNDT+33C
KV：夏比V型缺口冲击试验，-L测定侧膨胀值，-E测定冲击能量，-EL同时测定，E/L可选。对于泵，阀门和管件，材料厚度取与之相连的管道的名义壁厚。各型冲击试验详见附录A.4。
对于反应堆压力容器堆芯区。
5.2.3试样的位置及截取
无损检测完成之后，允许避开缺陷部位，从合格的部位截取力学性能试样。试样截取应符合对应的图1～图3的要求。RTNDr型，见附录
KV-L型，见附录
RTNDT型，见附录
KV-E型，见附录
KV-E型，见附录
KV-E型，见附录
KV-E型，见附录
KV-L型，见附录
RTNDT型，见附录
NB/T20450.3—2017
a)不取侧弯试样时
b)取侧弯试样时
图1板对接焊缝试件上取样位置图舍
纵向面
弯试样
纵向背
湾试样
纵向面
弯试样
纵向背
弯试样
c)取纵弯试样时
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备案号：59637—2017
中华人民共和国能源行业标准
NB/T20450.3—2017
压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范第3部分：焊接工艺评定
Alternative welding code for mechanical components of PWR nuclear islandsPart 3: Welding procedure qualification2017-04-01发布
国家能源局
2017-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
4.1概述.
4.2通用要求
4.3制造商的责任
4.4评定试验
5对接焊缝和角焊缝
5.1试件.
5.2试验和检验
5.3无损检测结果评定
5.4破坏性试验结果评定
评定的有效范围
6特殊焊缝
6.1带隔离层的焊缝
6.2特殊设计的密封焊缝
6.3复合钢板和预先堆焊钢板的对接接头6.4补焊和同质堆焊
6.5非承载的角焊缝
7耐磨堆焊和耐蚀堆焊
7.1评定试件制备．.
7.2评定试件的检验
7.3评定的有效范围
8换热管与管板焊缝
8.1评定试件的制备
8.2评定试件的检验
8.3评定的有效范围
9回火焊道
9.1已有的评定和回火焊道升级评定对焊接方法的限制
回火焊道工艺评定的变素
NB/T20450.32017
NB/T20450.32017
试件的制备和试验
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
破坏性试验
焊接变素
焊接位置
焊接用表
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。NB/T20450《压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范》分为5个部分：第1部分：通用要求：
第2部分：焊接材料：
第3部分：焊接工艺评定：
第4部分：产品焊接和热处理：
第5部分：焊接检验。
本部分为NB/T20450的第3部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。NB/T20450.32017
本部分主要基于ASME《锅炉压力容器规范》第III卷第一册和第IX卷（2010版），并结合国内核电建造经验和行业反馈意见制订。本部分由能源行业核电标准化技术委员会提出。本部分由核工业标准化研究所归口。本部分起草单位：中国核电工程有限公司、上海核工程研究设计院、中广核工程有限公司、中国第一重型机械集团公司、上海电气核电设备有限公司、中国核动力研究设计院、苏州热工研究院有限公司。本部分主要起草人：董安、于坚、郭利峰、黄腾飞、刘振忠、黄敏、朱平、张俊宝。III
NB/T20450.32017
压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范第3部分：焊接工艺评定1范围
本部分规定了压水堆核电厂核岛机械设备的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定、特殊焊缝工艺评定、耐磨堆焊和耐蚀堆焊工艺评定、换热管与管板焊接工艺评定、回火焊道焊接工艺评定的规则、试验方法和合格标准。
本部分适用于焊条电弧焊（111）、埋弧焊(12)、钨极情性气体保护电弧焊(141)、熔化极情性或非情性气体保护电弧焊(131，135)、情性或非情性气体保护的药芯焊丝电弧焊(137，136)、等离子弧焊(15)电子束焊（51）、激光焊（52）以及电渣焊（72）堆焊等焊接方法。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T226钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T3375焊接术语
焊接及相关工艺方法代号
GB/T5185
GB/T19866焊接工艺规程及评定的一般原则NB/T20003
核电厂核岛机械设备无损检测
NB/T20004—2014核电厂核岛机械设备材料理化检验方法压水堆核电厂用焊接材料
NB/T20009
NB/T20328一2015核电厂核岛机械设备无损检测另一规范NB/T20450.1一2017压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范第1部分：通用要求NB/T20450.2—2017压水堆核电厂NB/T20450.4一2017压水堆核电厂核岛机械设备焊接另一规范第4部分：产品焊接和热处理3术语和定义
GB/T3375、GB/T5185、GB/T19866、本标准第1部分界定的以及下列术语和定义适用于本部分。3.1
焊接工艺评定指导书weldingprocedurequalificationinstruction用于指导焊接工艺评定实施的技术文件，包括试件和试样的制备、焊接工艺，试验和检验项目和评定标准。
重要变素essentialvariable
影响焊接接头力学性能和弯曲性能的（冲击韧性除外）的焊接工艺评定因素。3.3
附加重要变素
supplementaryessentialvariable1
NB/T20450.3—2017
影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺评定因素。3.4
非重要变素nonessentialvariable对要求测定的力学性能和弯曲性能无明显影响的焊接工艺评定因素。3.5
半自动焊semiautomatic welding使用能够自动控制一个或多个焊接操作的装置的手工焊。3.6
上转变温度
upper transformation temperature在加热期间铁素体向奥氏体转变完成的温度3.7
lower transformation temperature下转变温度
在加热期间开始形成奥氏体的温度。3.8
金属最低使用温度lowestservicemetaltemperature核电厂在运行时金属可能经历的最低温度。该温度应根据周围环境条件、保温层情况和运行期间容器内部的最低温度，通过恰当的计算确定。3.9
预热保持preheatingmaintenance在焊接完成后，在一定的时间内或直到焊后热处理开始之前保持规定的最低预热温度或规定的更高温度的操作。
中性焊剂neutral flux
不由焊接参数（特别是电弧电压）影响熔敷金属化学成分的埋弧焊焊剂。3.11
活性焊剂activeflux
由焊接参数（特别是电弧电压）决定熔敷金属化学成分的埋弧焊焊剂。3.12
同质堆焊homogeneousbuildup
为增大或恢复焊件尺寸而采用与母材同样类型的焊接材料进行的堆焊。4总则
4.1概述
制造商应按本部分的要求进行焊接工艺评定，形成工艺评定报告，在此基础上制订焊接工艺规程，并依据焊接工艺规程进行产品焊接。制造商进行焊接工艺评定前，需要编制焊接工艺评定指导书，依据指导书开展焊接工艺评定工作。焊接工艺规程中应至少包括本部分要求的相关重要变素和非重要变素，如果对冲击韧性有要求时，还应包括附加重要变素。同时，本部分并未包括所有应用场合中影响产品接头质量的全部因素，当制造商确定在特定应用场合下其他因素对于接头质量有影响时，应在焊接工艺规程中做出规定。焊接工艺评定考核接头性能是否满足要求，而不是考核焊工或焊接操作工的技能。对于焊接工艺规程和工艺评定报告的详细要求见4.2。2bzxZ.net
第4章适用于本部分所涉及的所有焊缝类型和焊接方法。第5章适用于对接焊缝与角焊缝的工艺评定。NB/T20450.32017
第6章适用于特殊焊缝（包括带隔离层的焊缝、特殊设计的密封焊缝、焊接返修、复合钢板和预先堆焊钢板的对接接头、补焊和同质堆焊、非承载的角焊缝）。第7章适用于耐磨堆焊和耐蚀堆焊。第8章适用于换热管与管板的焊接。第9章适用于回火焊道。
焊接方法代号定义见GB/T5185的相关规定。4.2·通用要求
4.2.1焊接工艺规程（WPS）
4.2.1.1焊接工艺规程是为制造符合规范要求的产品焊缝而提供指导的、经过评定的焊接工艺文件。4.2.1.2完整的焊接工艺规程应规定其采用的每一种焊接方法的的所有重要变素，非重要变素，当有冲击性能要求时，还应包括附加重要变素。对于特定焊接方法，接头型式的变素见第5章一第9章的相应要求。
焊接工艺规程应注明支持其的工艺评定报告（见4.2.2）。制造商可在焊接工艺规程中增加其他有助于获得符合规范要求接头的规定或指导。4.2.1.3根据产品焊接需要，可变更焊接工艺规程中的非重要变素，而无需重新评定。条件是变更后仍规定了其采用的每一种焊接方法的所有重要变素、非重要变素，以及当有冲击性能要求时的附加重要变素。变更的方式可是修订原有焊接工艺规程，或编制新的焊接工艺规程。焊接工艺规程中重要变素或附加重要变素（当有冲击性能要求时）的变更需要对焊接工艺规程重新评定（使用新的工艺评定报告或附加工艺评定报告以支持重要变素或附加重要变素的变更）。4.2.1.4只要焊接工艺规程的内容符合4.2.1.2的要求，制造商可根据需要使用任何格式。资料性附录D给出了推荐的焊接工艺规程格式。该格式适用于焊条电弧焊(111)、埋弧焊(12)、熔化极情性或非惰性气体保护电弧焊(131，135)、情性或非情性气体保护的药芯焊丝电弧焊(137，136)和钨极情性气体保护电弧焊141）。该表格没有列出其他焊接方法所需要的全部变素，也不适合于超过一种焊接方法联合使用的焊接工艺规程，例如根部焊道使用141，填充焊道使用111。4.2.1.5产品焊接的现场应具有焊接工艺规程，以便于查阅使用以及监查人员检查。4.2.2工艺评定报告（PQR）
4.2.2.1工艺评定报告应包括工艺评定试件焊接时使用的焊接变素的实际记录，以及要求的各项检验和试验的结果。
4.2.2.2完整的工艺评定报告应记录工艺评定试件焊接时采用的每一种焊接方法的所有重要变素，当有冲击性能要求时，还应包括附加重要变素，此外，还应记录要求的各项检验和试验的类型、数量和结果。对于特定焊接方法、接头型式的变素见第5章一第9章的相应要求。制造商可根据需要决定是否记录非重要变素和其他变素。
所有记录的变素都应适用于试件焊接的实际变素值（包括范围）。如果焊接时未进行实际测量或记录，则不应记录在工艺评定报告中。工艺评定焊接变素通常只是产品焊接中使用的该变素实际范围的一部分，而不是其全部。除非重要变素或附加重要变素（当有冲击性能要求时）有要求，否则焊接工艺评定中不必使用产品焊接中使用的该变素的整个范围，或其上、下限值。3
NB/T20450.3—2017
制造商应对工艺评定报告进行确认（由技术负责人签发）。这项工作不应转包给第三方，确认的目的是令制造商验证工艺评定报告是对试件焊接时所使用的变素的真实记录，以及各项检验和试验结果符合本部分的规定。
焊接工艺评定试件时，可使用焊接方法、填充金属和其他变素的一个或多个组合。对于重要变素以及附加重要变素（当有冲击性能要求时）的每个组合，应记录熔敷的焊缝金属厚度的大致数值。使用焊接变素的每个组合熔敷的焊缝金属应包含在要求的拉伸、弯曲、冲击性能和其他力学性能试样中。4.2.2.3工艺评定报告是对工艺评定的实际记录，因此，除了文字性修改或标准升版造成的修订外，不应对工艺评定报告进行变更。对于工艺评定报告的任何变更，制造商都应对工艺评定报告重新进行确认，包括日期。4.2.2.4只要工艺评定报告的内容符合4.2.2.2的要求，制造商可根据需要使用任何格式。附录D给出了推荐的工艺评定报告格式。应注意该格式不适用于超过一种焊接方法或填充金属F-No.的焊接工艺评定，为此可增加或引用简图或信息。4.2.2.5在监查人员要求时，应提供用于支持焊接工艺规程的工艺评定报告。4.2.2.6依据一个工艺评定报告，可编制多个焊接工艺规程，例如，其他重要变素和附加重要变素（当要求冲击性能时）没有变化时，一个IG位置的板试件的工艺评定报告可支持板或管在F、V、H和O位置的焊接工艺规程（焊接位置代号见附录C）。依据多个工艺评定报告，可以令一个焊接工艺规程使用重要变量的多个范围，条件是重要变素和附加重要变素（当要求冲击性能时）都有工艺评定报告支持。例如，依据试件母材厚度为2.5mm（覆盖母材厚度范围为1.5mm~5mm），16mm（覆盖母材厚度范围为5mm32mm）的两个工艺评定报告，可编制母材厚度范围为1.5mm～32mm的焊接工艺规程。4.2.3母材分组
为减少焊接工艺评定的数量，附录B中根据母材的化学成分、焊接性和力学性能给出了其类别号P-No.。为在有冲击性能要求的工艺评定中，进一步细分同一P-No.里的母材，对于钢及其合金，除P-No外还给出了母材的组别号GroupNo.。母材分组不表明一种母材可不加区别地被同一分组内的其他母材代替，而不考虑治金性能、焊后热处理、设计、力学性能和使用要求等是否匹配。当要求冲击性能时，本部分有关母材牌号覆盖范围规定的前提是母材满足有关冲击性能的要求。4.2.4焊接工艺的组合
具有不同重要变素、附加重要变素或非重要变素的多个焊接工艺规程可用于焊接一个产品接头。每个焊接工艺规程可包括焊接方法、填充金属或其他变素的一个或多个组合。当具有不同焊接方法、填充金属或其它变素的多个焊接工艺规程用于焊接一个接头时，对于每一焊接方法、填充金属或其它变素，都应根据5.6.2确定评定覆盖的母材厚度范围和焊缝金属最大厚度，并遵守这些限值。对于根部焊道，也可按照5.6.2.2的规定评定焊接工艺规程。对于具有不同焊接方法、填充金属或其他变素组的一个焊接工艺规程，在满足以下条件时，可以单独或以不同的联合方式使用每个焊接方法、填充金属或其他变素组：a）遵守该焊接方法、填充金属或其他变素组相应的重要变素、非重要变素和要求的附加重要变素：
b）对于每一焊接方法、填充金属或其他变素组，母材和焊缝金属厚度限值满足5.6.2的规定。4.2.5其他
承压零件与永久性或临时性附件的焊接，包括采用的永久性或临时性定位焊缝，其焊接工艺规程应满足本部分的评定要求。
NB/T20450.32017
对于对接焊缝试板，应考虑焊件上角度、横向和端部拘束的影响，特别是对于拉伸强度大于或等于550MPa的母材和焊缝金属，以及厚壁工件。增加拘束度可能导致产生焊接裂纹。4.3制造商的责任
每个制造商对于其焊接的产品焊缝，应编写焊接工艺规程，规定相应的焊接工艺参数。每个制造商应通过焊接工艺评定试件，以及相应的检验、试验来评定焊接工艺规程，焊接数据和检验、试验结果记录在工艺评定报告中。评定试件的焊接应在制造商的全面监督和管理下进行。承担试件焊接的焊工或焊接操作工应是该制造商的雇员，或者通过合同提供焊工或焊接操作工服务的个人，且处于制造商的全面监督和管理下。制造商不应将试件焊接的监督和管理工作分包给其他单位。不过，在制造商承担分包工作责任的前提下，可对外分包下列工作：试件材料准备、从完工试件上取样加工、无损检测、力学性能试验。
一般情况下，焊接工艺评定不应在不同制造商之间转移。4.4评定试验
4.4.1一般要求
试件准备、实施和试验应考虑产品焊缝准备、实施和检验的条件。4.4.2试件的数量和类型
焊接工艺评定试件的数量和类型以及需要进行的试验，取决于所使用的焊接操作和影响评定有效范围的变素。
4.4.3尺寸
评定试件的尺寸应根据下列因素确定：-焊接方法；
试验试样和复试试样的取样要求：要进行的无损检测：
在任何情况下，被焊接的每个工件的宽度或每段管的长度不应小于150mm。4.4.4焊接位置
焊接位置见附录C。其中图C.1和图C.2适用于产品焊缝的焊接位置，图C.3~图C.6适用于工艺评定试件的焊接位置。
5对接焊缝和角焊缝
5.1试件
5.1.1母材
母材可以是板子、管子或其它制品形式。板子的焊接工艺评定也适用于管子的焊接工艺评定，反之亦然。试件的尺寸应足以切取所需的试样。5.1.2坡口的型式和尺寸
除5.6中另有规定外，坡口型式和尺寸不是重要变素。5.1.3焊后热处理
NB/T20450.3—2017
铁素体材料的焊后热处理应符合NB/T20450.4一2017的规定，工艺评定试件的焊后热处理保温时间应至少等于产品焊缝最大累计保温时间的80%，并且可在一个热循环内完成。5.2试验和检验
5.2.1无损检测
一般情况下，评定试件应经过产品接头规定的无损检测。无损检测方法应按NB/T20328的规定进行应在切割取样之前完成上述无损检测，并在实施无损检测之前，完成规定的焊后热处理，当未规定进行后热或焊后热处理时，对于氢致裂纹敏感的材料，至少应在焊接完成后24h再做无损检测。
5.2.2破坏性试验
5.2.2.1试验项目
对接焊缝试件应进行拉伸试验、弯曲试验、冲击试验（适用时）。对于角焊缝试件，只需进行宏观金相检验，不提供力学性能数据。当需要考核力学性能时，应采用对接焊缝进行评定。
5.2.2.2力学性能试验
试样类型和试验数量应按照表1的要求进行。表1力学性能试验类型和数量（拉伸试验，弯曲试验）焊接试件
厚度T
1.5≤T<19
T≥19
拉伸试验
弯曲试验
注1：当试件两侧母材之间、或焊缝金属和母材之间弯曲性能显著不同时，可用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验，纵向弯曲试验时，取背弯、面弯试样各2个注2：当试件厚度大于25mm，需采用多个试样时，详见附录A.2.1。注3：当试件厚度大于或等于10mm时，对所需的面弯和背弯试验可用4个侧弯试验代替之。注4：当试件厚度大于150mm时，试件的全厚度均应进行焊接5.2.2.3试验及试验程序
拉伸试验的试样应符合附录A.2.2所示类型之一，试验程序应满足NB/T20004一2014第4章的要求。弯曲试样与试验程序应符合附录A.3的要求。5.2.2.4冲击试验
在满足附录A.4.2的条件下，需对工艺评定试件的焊缝金属和热影响区进行相应的冲击试验（夏比V型缺口冲击试验、落锤试验），夏比V型缺口冲击试验程序和设备应符合NB/T20004一2014第5章的要求，落锤试验试验程序和设备应满足NB/T20004一2014第6章的要求。6
a）试件和试样的制备，冲击试验要求均应符合附录A.4要求：b）对于工艺评定试件的焊缝金属，冲击试验项目与母材相同，见表2：c）对于工艺评定试件的热影响区(HAZ)冲击试验项目应符合表2。表2工艺评定试件冲击试验要求
2级和
支承件
堆芯支
产品制品型式
容器材料
管道、泵、阀门
承压材料（除螺栓）
承压材料（除螺栓）
承压材料（除螺栓）
材料（除螺栓）
堆芯支撑结构
产品材料厚
RTNDT：参考无延性转变温度。
评定试件焊缝金属冲击试验要求NB/T20450.32017
评定试件热影响区
冲击试验要求b
落锤试验（一组2个），温度不高于RTNDT+5\CKV冲击（一组3个），温度不高于RTNDT+33CKV转变曲线°（考核上平台冲击功）实测RTNDTC
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
落锤试验（一组2个），温度不高于设备技术规格书规定的RTNDT+5\C
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的RTiNDT+33\C
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
落锤试验（一组2个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度-A+5'C，A由图A.8查。KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的最低使用温度
落锤试验（一组2个），温度不高于设备技术规格书规定的RTNDT+5C
KV冲击（一组3个），温度不高于设备技术规格书规定的RTNDT+33C
KV：夏比V型缺口冲击试验，-L测定侧膨胀值，-E测定冲击能量，-EL同时测定，E/L可选。对于泵，阀门和管件，材料厚度取与之相连的管道的名义壁厚。各型冲击试验详见附录A.4。
对于反应堆压力容器堆芯区。
5.2.3试样的位置及截取
无损检测完成之后，允许避开缺陷部位，从合格的部位截取力学性能试样。试样截取应符合对应的图1～图3的要求。RTNDr型，见附录
KV-L型，见附录
RTNDT型，见附录
KV-E型，见附录
KV-E型，见附录
KV-E型，见附录
KV-E型，见附录
KV-L型，见附录
RTNDT型，见附录
NB/T20450.3—2017
a)不取侧弯试样时
b)取侧弯试样时
图1板对接焊缝试件上取样位置图舍
纵向面
弯试样
纵向背
湾试样
纵向面
弯试样
纵向背
弯试样
c)取纵弯试样时
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