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浅谈特种设备焊接操作人员资质的审查

2016-03-14夏尚郑鼎鼎

化工装备技术 2016年3期
关键词:焊件适用范围细则

夏尚 郑鼎鼎

(衢州特种设备检验中心)



浅谈特种设备焊接操作人员资质的审查

夏尚*郑鼎鼎

(衢州特种设备检验中心)

焊接质量的高低很大程度上取决于焊接操作人员的资质水平。结合审查经验,就特种设备监检工作中如何审查焊工资质进行了探讨。

特种设备焊接操作人员焊接质量资质审查焊接方法

特种设备焊接方法众多,常见的焊接方法有焊条电弧焊、钨极气体保护焊和埋弧焊等,还有一些应用较少的焊接方法,如电渣焊等。根据TSG Z6002—2010《特种设备焊接操作人员考核细则》(以下简称《细则》)的规定,任何一种焊接方法都包括以下10类操作要素,即焊接方法、焊接方法的自动化程度、金属材料的类别、填充金属的类别、焊剂、保护气体、钨极的变化、试件的位置、衬垫、焊缝金属厚度、管材外径和焊接工艺因素。《细则》也从这10类操作要素出发,将焊接操作人员(以下简称焊工)考核时所采用的试件进行了归类,并以特定的代号表示,监检员通过代号即能了解焊工考核时所采用的试件包含了哪些焊接要素等,从而判断该焊工资质是否能够满足实际施焊焊件的要求。同时《细则》为了减少考试试件的数量,从焊接操作难易程度和焊接工艺考虑,对焊工资质的适用范围进行了划分,即某一代号焊工只要遵守相关的评定规则,就能施焊若干种不同的焊接接头,所以焊工资质的审查是整个焊接质量监检的难点、重点,如果对《细则》不熟悉,极易出现焊工无证上岗或超范围施焊的情况。本文就这10类焊接要素的适用范围进行了探讨,以便更有效合理地开展焊工资质审查。

1 焊接操作要素

1.1焊接方法

《细则》归纳了10种焊接方法,包括焊条电弧焊 (SMAW)、钨极气体保护焊 (GTAW)、埋弧焊(SMAW)等。由于每一种焊接方法的原理和操作要点各不相同,所以在实际工作中一旦变更了焊接方法,焊工必须重新进行焊接操作技能的考试。

1.2焊接方法的自动化程度

在同一种焊接方法中,根据自动化程度的不同,焊工分为手工焊焊工、机动焊焊工和自动焊焊工三类,机动焊焊工和自动焊焊工又统称为焊机操作工。考虑到手工焊焊接操作与焊机操作区别较大,所以手工焊焊工变更为焊机操作工,或焊机操作工变更为手工焊焊工,都需要重新取证。

焊机操作工的自动化程度较高,其中自动焊凭借焊机自动进行调节与控制工艺参数而完成焊接,人为因素基本不会影响焊接质量;机动焊需要焊工操作焊机进行调节与控制工艺参数而完成焊接,自动化程度不及自动焊。所以从操作的难易程度和人为影响因素考虑,如考试时采用了相对较难的机动焊,在实际施焊中可以直接采用自动焊,而不需要重新取证考试,反之不适用。

《细则》规定了手工焊焊工操作技能考试项目代号为①-②-③-④/⑤-⑥-⑦,焊机操作工代号①-②-③ (代号具体含义略),手工焊由7个数字组成,而焊机操作工仅为3个数字。从代号项目的数量上可以体现出 《细则》对于操作要求较高的手工焊限制较多,而对于操作要求较少的焊机操作工限制较少,这从下文的其他焊接因素分析中也能体现出。机动焊焊工所能施焊的适用范围较大,这符合焊工资质考核的目的,即确定焊工是否具备熔敷优质焊缝金属的能力或具备操作焊机设备的能力,也是 《细则》中适用范围划分的主要思路。

1.3金属材料类别

《细则》将金属材料划分为钢、铜、镍、铝、钛5个种类,共有20个类别。特种设备主要以钢为主,钢又被细分为4个类别,分别以FEⅠ、FEⅡ、FEⅢ、FEⅣ表示。每一个类别所包括的钢材牌号具有相似的化学成分、力学性能、焊接工艺,所以手工焊焊工一旦通过某一类别号钢材试件考试,即可以焊接该钢类别中的其他任意钢牌号。前三种钢类别属于合金含量不高的钢种。从焊接难易程度来分类的话,由于FEⅢ合金含量较高,所以手工焊接工艺相对较难;而FEⅠ的化学成分、焊接工艺最为简单。高类别号钢材 (FEⅣ除外)的焊工,在实际工作中可以从事低类别号钢材单独焊接或者彼此的异种钢号焊接。考虑到第Ⅳ类 (奥氏体不锈钢、奥氏体铁素体双相不锈钢)是高合金钢,所以它与前三种类别的钢号不能混淆,彼此无法相互适用,但是FEⅣ材料的焊工可以施行FEⅣ材料与低类别钢材的异种钢焊接。在焊工资质的审查中,监检员往往潜意识地认为,FEⅣ资质焊工能够适用于低类别钢号的单独焊接,但这是不行的。应当特别注意持有FEⅣ资质的焊工,除了能施行FEⅣ与低类别钢材的异种钢焊接之外,禁止其单独对FEⅠ、FEⅡ、FEⅢ类别钢材进行施焊。

以上规定了手工焊焊工的钢种适用原则,对于焊机操作工来说,可以不受钢类别的限制,也就是说,可以焊接任何钢号材料。这一点从焊机操作工的代号①-②-③中也可以看出。在代号①-②-③中,①表示焊接方法,②表示试件位置,③表示焊接工艺因素,此处并没有对钢的类别号提出要求。

1.4填充金属类别

手工焊的填充金属适用范围根据 《细则》中的表A-3确定。该表规定了考试试件采用的填充金属,以及适用于焊件填充金属的类别范围。例如,试件采用最常用的钛钙型、低合金钢焊条Fef1 (EXX03,J422),那么焊件填充金属只能选用Fef1型。低氢型、碱性焊条Fef3J(E4315,J427)的考试试件,可以适用于Fef1、Fef3、Fef3J焊条焊件,这也是由于Fef3J焊条与Fef1焊条相比,焊接工艺较为复杂,对电流种类、焊接环境要求更为严格,所以Fef3J对焊工的技术要求高,操作难度高,一旦考试试件采用了E4315,也就是J427碱性焊条,那么在实际工作中是可以直接施焊低难度的Fef1钛钙型、低合金钢酸性焊条的。一般焊工考试常选用Fef3J来施焊试件,这从施焊难易程度来说是合理的。高合金不锈钢焊条也是采用同样的原则进行适用范围分类的。

焊机操作工采用某种填充金属材料,经焊接操作技能考试合格后,适用于焊接相应种类的各类别填充金属材料 (在焊机操作工代号项目中也能发现,填充金属材料并未在其中体现)。

1.5焊剂、保护气体、钨极的变化

焊接操作技能考试合格的焊工,当变更焊剂型号、保护气体种类、钨极种类时,不需要重新进行焊接操作技能考试。

1.6试件位置

试件位置的适用范围根据 《细则》中表A-6来确定,但表中包含的枯燥的代号、繁琐的适用规则让许多新监检员一时难以掌握。为此,本文对表A-6总结归纳以下几个要点:

(1)板材对接焊缝试件的代号是以G结尾,包括了1G、2G、3G和4G,其分别代表平焊、横焊、立焊和仰焊 (可简略成 “平横立仰”来记忆)。这四种焊接位置以平焊焊接最为简单,其他位置焊接操作相对较难,所以适用范围也是平焊试件只能适用于平焊焊件,而仰焊试件可以适用于板材和外径大于600 mm管材的平焊和仰焊位置。

(2)管材对接焊缝以G或者GX结尾 (GX代表向下焊接),适用范围与板材对接焊缝试件类似。

(3)需要注意的是管材对接焊缝和板材对接焊缝之间的适用范围如何确定。从焊接难易程度考虑,由于管子的外径越大,管子对接焊缝的焊接操作难度与板材对接焊缝越接近,操作也越简单,所以规定板材对接焊缝试件可适用于外径大于或等于76 mm的管材对接焊缝焊件,也就是对于外径大于或等于76 mm的管材,可以近似地看成是板材对接,板材对接焊工可以施焊此类大外径管材的对接焊缝。但是对于外径小于76 mm的管材,就必须单独考取管材的对接焊工资质。相反,若考试的项目是焊接难度较大的管材对接试件,那么就可直接焊接板材,即具有焊接板材对接焊缝的资质。

(4)管板角接头试件以FG或者FRG结尾。需要指出的是,管板角接头与板 (管)材对接焊缝在任何时候都是不能够相互适用的。在监检中,要特别注意管板角接头的位置,比如压力表、安全阀接管与筒体的焊缝的焊接,要注意其操作人员是否具备FG或FRG结尾的焊件接头的施焊资质。

(5)角焊缝代号以F结尾。由于角焊缝试件只适用于角焊缝焊件,不能适用于对接或者角接头位置,而对接焊缝试件或者角接头位置的试件可以适用于角焊缝焊件,所以在焊工资质的考试中,往往没有必要特意考取F位置焊工资质(因为F位置适用性太差,完全可以用FG或者G位置去适用它)。

焊接位置适用性复杂、代号繁多,要完全记住背诵几乎不可能。掌握了基本的原理和代号后,在监检过程中勤查规范,即可举一反三、融会贯通。

1.7衬垫

由于手工焊或焊机操作工焊接带衬垫焊缝较简单,容易焊透,而不带衬垫焊缝的焊接工艺较为复杂,容易产生未焊透等缺陷,所以 《细则》同样从焊接难易程度考虑,不带衬垫的试件可以适用于带衬垫焊缝,反之不适用。在焊工代号中,衬垫以字母K表示。如代号中带K,则该焊工只能焊接带衬垫的焊缝,或者是双面焊接中的盖面焊缝,不允许焊接打底焊缝,或者单面焊双面成型的焊缝。例如在压力管道安装过程中,经常会出现氩弧焊打底、电弧焊盖面的工艺,这时就要注意,用于打底焊接的氩弧焊焊工代号不允许出现K,而盖面用的电弧焊,因为氩弧焊打底类似于衬垫的作用,则可以由带K的焊工施焊。

1.8焊缝金属厚度

手工焊焊工的对接焊缝试件适用范围见 《细则》中的表A-7,这里应注意试件母材厚度T和焊缝金属厚度t的区别,特别是焊工考试采用两种焊接方法时,不同的焊接方法适用于不同的焊缝金属厚度。例如8 mm的板材对接焊缝,采用氩弧焊2 mm打底、电弧焊6 mm盖面,根据 《细则》表A-7的规定,氩弧焊的焊缝金属适用范围为0~4 mm,电弧焊焊缝金属适用范围为0~12 mm。对于焊机操作工来说,试件适用的焊件厚度不限。

1.9管材外径

手工焊管板角接头试件适用的管外径范围,按照 《细则》表A-9确定,按管外径D可分为D<25 mm、25 mm≤D<76 mm和D≥76 mm三个档次。监检员在焊工资质审查中应特别注意D<25 mm的小管径管子的焊工资质,因为根据 《细则》表A-9的要求,对于D<25 mm管子的焊接,需要考取D<25 mm管子的焊工资质。例如实际监检中常常遇到外径19 mm的压力表管与主管道的角接头焊缝,按照《细则》的要求,此类焊工需要考取外径小于等于19 mm的管板角接头焊工资质,而一般焊工通常只考取外径89 mm或者57 mm的资质,因此就只能适用于焊接外径D≥25 mm的焊件。

1.10焊接工艺因素

当 《细则》表A-5中焊接因素代号变更时,焊工需要重新进行焊接操作技能的考试。

2 结语

特种设备焊工资质的审查是保障焊接质量的关键环节,也是一项专业性和实践性都非常强的工作,切记不能与NB/T 47014—2011、SY/T 4103—2006标准的要求相混淆。只有认真学习焊接知识、相关法规标准,积极参加焊工资质的审查,注意总结经验,才能更好地做好焊工资质审查工作。

Overview of Qualification Examination of Welding Operators of Special Equipments

Xia ShangZheng Dingding

The welding quality depends on the ability of the welding operators to a large extend.In combination with the practical experiences,the measures for the qualification examination of the welding operators druing the supervision are discussed.

Special equipment;Welding operators;Welding quality;Qualification examination;Welding process

TG 441DOI:10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2016.06.012

2015-10-15)

*夏尚,男,1985年生,工程师。衢州市,324000。

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