2021年第 1期 特 种 设 备 安 全 技 术 · 57·NB/T 47018-2017 《承压设备焊接材料订货技术条件》
的分析及建议
郭知农 蔡 杰 卞冬生
摘 要为有效执行NB/T47018-2017《承压设备焊接材料订货技术条件》 ， 针对该标准规定的扩散氢含量测定、 埋弧 焊焊剂与焊丝的匹配使用、 药芯焊丝的技术要求等与新发布的部分焊接材料标准存在诸多的不协调进行总结分析， 并提 出相应的实施建议。
关键词焊材 扩散氢含量测定 埋弧焊丝匹配 药芯焊丝 分析建议
NB/T47018-2017《承压设备焊接材料订货技术条件》 （以下简称 “本标准” ） 于2017年3月28日发布， 8月1日 实施。本标准在2011版基础上修订， 增加了部分焊条型 号、 改变了扩散氢测定方法、 新增了药芯焊丝的使用规定、 规定了埋弧焊焊丝批号与焊剂批号组配检验的要求等内 容， 进一步规范了承压设备用焊接材料生产、 使用、 经销和 采购的各个环节， 为用于承压设备的焊接材料质量提供了 保证条
件。 但本标准在执行过程中发现还存在许多问题， 如埋弧焊焊剂与焊丝的匹配使用、 扩散氢含量的测定、 药 芯焊丝的技术要求、与新发布的焊接材料标准如 GB/ T5293-2018《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、 药 芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》 [1]、 GB/T36037-2018《埋 弧焊和电渣焊用焊剂》 [2]、 GB/T10045-2018《非合金钢及细 晶粒钢药芯焊丝》 [3]等存在诸多不协调， 本文就这些存在问 题进行总结分析， 并提出相应的建议， 为本标准得到更为 有效的执行提供参考意见。
胫骨前肌1 关于扩散氢含量测定的问题
1.1标准规定
本标准第2 部分3.5条、 第4部分3.6条对碱性焊条 和埋弧焊焊材分别提出了熔敷金属扩散氢含量的检验项 目要求， 并且规定测定标准执行GB/T3965《熔敷金属扩散 氢测定方法》 [4]， 测定方法为水银法或热导法， 表 4分别规 定了其扩散氢含量的具体要求。
1.2执行过程中存在的问题及其分析
1.2.1多数焊材质量证明书中提供的仅是药皮含水 量， 或熔敷金属扩散氢测定方法为甘油法， 或其扩散氢含 量低于表4 的限制要求；
1.2.2在焊材复验时： 对于压力容器制造， GB150.4- 2011《压力容器》 [5]第5.1.4条提出 “低温容器
焊条应按批进 行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验， 其检验方法 按相应的焊条标准或设计文件” ， 故工厂往往复验的是药皮 含水量； 对于锅炉制造， JB3375-2002《锅炉用材料入厂验收 规则》 [6]第6.1.5.2条规定 “焊剂应进行含水量检验” ， 因此工 厂仅对焊剂进行含水量测定。 以上情况下工厂均未对焊材 按照NB/T47018规定的熔敷金属扩散氢含量进行测定。
1.2.3关于焊条药皮含水量，在 GB/T5117-1995 [7]、 GB/T5118-1995 [8]、 GB/T5293-1999 [9]中规定了焊条药皮含 水量、 焊剂含水量的测定要求， 但在其2012版、 2018版的 焊材国家标准中已经取消了含水量的规定值， 一些焊材生 产厂家、 锅炉压力容器制造厂并未按本标准的要求执行， 只因为含水量比较容易测定。事实上以含水量作为测定 指标不仅不符合本标准的规定， 也无判据。
1.3建议
1.3.1对GB150.4-2011、 JB3375-2002中复验焊剂含 水量的规定进行修订， 明确复验焊材扩散氢含量的要求；
1.3.2焊材厂应按本标准的规定提供熔敷金属扩散 氢含量；
1.3.3锅炉、 压力容器制造厂焊材复验应按本标准规 定的以水银法或热导法测定熔敷金属扩散氢含量。
2 关于埋弧焊焊丝批号与焊剂批号组配的问题
2.1标准规定
本标准第4部分3.1.2 a） 条规定 “承压设备用埋弧焊
收稿日期：2020-4-24
2021年第 1期
特 种 设 备 安 全 技 术
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焊接材料质量保证书中应包含： 焊剂批号与相组配焊丝批 号， 以及焊丝检验、 焊剂检验和组配施焊后熔敷金属的检 验结果” ； 第3.1.3条规定 “用于承压设备的埋弧焊焊丝和 焊剂的批号应与符合3.1.2条的质量保证书内容相同； 当 焊丝和/或焊剂批号与质量保证书内容不同时，可按本单 位质量保证体系规定进行检验，技术要求应不低于本标 准， 合格后才能用于焊接承压设备。 ”
2.2 执行过程中存在的问题及其分析
2.2.1 对于本标准中的上述规定， 大多数生产厂家未 能严格执行。 许多焊材生产厂的焊丝、 焊剂质量保证书中 并不能提供组配批号， 而工厂按照本标准的要求进行技术 检验的又很少能做到位 （如
3.5.4条的纵向弯曲试验在焊 材标准中不作要求） 。
2.2.2 使用单位如果对埋弧焊焊丝和焊剂按批号进 行了组配采购， 在焊材发放、 使用、 回收等环节上为确保在 使用过程中不造成批号混用， 其管理成本势必会增加； 再 者由于无法保证使用的焊剂、 焊丝刚好同时用完， 对于剩 余的焊材也造成浪费。
2.2.3 活性焊剂中加入少量锰、 硅脱氧剂以提高抗气 孔能力和抗裂性能， 故锰、 硅增加将提高熔敷金属的强度， 降低冲击韧性； 中性焊剂在焊接后， 熔敷金属化学成分与 焊丝化学成分不产生明显变化， 因此中性焊剂对焊缝的性 能无直接影响。
2.2.4 ASME 第九卷[10]QW404.5对于工艺评定用 铁基焊缝金属化学成分分类的A-No.， 规定埋弧焊焊剂可 按填充金属标准所规定的熔敷金属焊缝化学成分或按制 造商或供应商提供的相应质量证明书进行分类， 该规范并 没有强调在使用过程中对焊材组批的要求。
2.3 建议
2.3.1 承压设备生产厂家应按本标准要求编制焊接 材料采购技术条件， 规定采购焊剂批号与焊丝批号
相组配 的焊材，同时要求焊材供应商按照本标准第4部分3.1.2 a ） 的规定提供合格的质量保证书；
2.3.2 对于不能满足本标准第4部分3.1.2要求的， 应按本标准的要求进行焊缝射线检测、 熔敷金属的化学成 分、 力学性能、 扩散氢含量等项目检验；
2.3.3 由于中性焊剂对焊缝的性能无直接的影响， 建议 本标准对用于碳钢、 低合金钢的中性焊剂可免于批号组配的 规定， 这样既不影响焊缝的性能， 又降低生产过程的使用成本。
3 关于药芯焊丝的使用问题
江西农业大学学报
3.1 标准规定
本标准第1部分3.5c ） 条规定 “药芯焊丝应按照本标
准第2部分规定的技术要求编制订货技术条件， 碳钢和低 合金钢药芯焊丝应为碱性渣系。在订货合同中需包含保 证药芯成分、 药芯填充均匀性的具体内容和检验方法， 以 及打开真空包装后的药芯焊丝保证熔敷金属扩散氢含量 的措施” 。
3.2 执行过程中存在的问题及其分析
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3.2.1 目前不锈钢药芯焊丝中的非金属粉型药芯焊 丝 （药芯包括金属合金和非合金组分） ， 由于其熔渣可以完 全或者基本完全覆盖焊道， 故能获得较好的焊缝成型及焊 接接头质量。但碳钢和低合金钢的碱芯焊丝焊缝成 型尚不够理想， 因此没有得到广泛的使用。
3.2.2 碳钢和低合金钢药芯焊丝的标准为 GB/ T10045-2018 《非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝》 ， 该标准的 表4 “使用特性代号” 及附录E “药芯焊丝使用特性说明” 中 将焊丝的使用特性分为T1～T15、 TG 共16类， 这种分类 主要从适用于单道焊或多道焊、 电流类型、 焊接位置、 熔滴 过渡形式、 焊缝特性等方面进行了说明， 但除T4外， 其他 各类焊丝渣系的酸碱性并未明确， 这就造成了用户选购时 的困难。
3.2.3 因药芯焊丝是由薄钢带卷成的管状焊丝，属于 有缝焊丝， 空气中的水分会通过缝隙侵入药芯，导致药芯 潮湿，成为焊缝金属中扩散氢的主要来源。本标准提出的 “打开真空包装后的药芯焊丝保证熔敷金属扩散氢含量的 措施” 目的就是要控制扩散氢含量， 事实上药芯潮湿是无 法通过烘干等手段来解决的， 制造商也未向用户提出具体 的控制措施。
3.3 建议
3.3.1 在GB/T10045-2018 《非合金钢及细晶粒钢药 芯焊丝》 中增加碱性渣系的焊丝， 为制造商生产和用户的 订货提供可选择性。
3.3.2 在不同的使用条件下出现的氢等级可能不止 一种， 例如保护气体中CO2 含量高与Ar 含量高相比， 一 般前者的焊缝金属氢含量更低， 此种差异可以在配合不同 的保护气体时焊丝选用特性代号不同。同时焊丝选用的 特性代号为计算预热等级提供了最佳的基础， 这可以说明 焊接材料的含氢量水平。 又者， 当参数调整范围不超出制 造商的推荐范围时，随着焊丝干伸长的增加和/或电流电 压的增加和/或焊丝 （电流） 的降低， 氢含量减少。
综上所述， 为有效控制扩散氢含量， 制造商应对焊丝 的直径和适用于每种氢等级的使用条件 （包括保护气体的 种类和组分、 电流电压及送丝速度等） 作出具体规定， 并提 出有效的防潮措施。
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4 关于NB/T47018-2017与相关焊材标准的协调
问题
4.1标准规定
4.1.1本标准第2部分规定了钢焊条的技术条件， 引 用了6个焊材标准：GB/T983-1995《不锈钢焊条》 、GB/ T5117-1995《碳钢焊条》 、 GB/T5118-1995《低合金钢焊条》 以及最新版GB/T983《不锈钢焊条》 、 GB/T5117《非合金钢 及细晶粒钢焊条》 、 GB/T5118《热强钢焊条》 。
4.1.2本标准第 4部分规定了埋弧焊焊丝和焊剂的 技术条件， 引用了3个焊材标准： GB/T5293-1999《埋弧焊 用碳钢焊丝和焊剂》 、 GB/T12470-2003《埋弧焊用低合金钢 焊丝和焊剂》 、 GB/T17854-1999《埋弧焊用不锈钢焊丝和焊 剂》 ； 第5部分规定了堆焊用不锈钢堆焊金属的技术条件 引用了标准GB/T17854-1999《埋弧焊用不锈钢焊丝和焊 剂》 。
4.2执行过程中存在的问题及其分析
4.2.1本标准第2部分依然引用1995版的3个焊材 标准， 旧标准中对药皮的含水量规定与本标准第2部分对 药皮扩散氢含量的要求也不相协调。同时这 3 个标准均 已更新至2012版， 在新版标准中对其药皮的含水量已删 除， 焊材的型号及技术要求包括抗拉强度、 伸长率、 及冲击 试验要求等都作了较大调整。
4.2.2本标准第 4部分引用的 3个标准已被 GB/ T5293-2018《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实芯焊丝、 药 芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》 、 GB/T12470-2018《埋 弧焊用热强钢实芯焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类 要求》 、 GB/T17854-1999《埋弧焊用不锈钢焊丝-焊剂组合 分类要求》 及GB/T36037-2018《埋弧焊和电渣焊用焊剂》 替代， 新标准中重新规定了焊丝型号、 焊剂型号的表示方 式、 增加了焊丝-焊剂组合分类要求、 对焊丝、 焊剂的分类 方法、 力学性能要求等进行了相应的调整， 这些型号表示 方法的变化与本标准第4部分中规定的型号完全不一致， 从而导致其无法执行。
4.3建议
由于焊材标准更新较快， NB/T47018引用的焊材标准 应采用最新标准， 并结合更新标准的技术要求及时修订， 以保持标准体系的一致性， 避免新标准中型号的变化、 技 术要求的变化导致本标准实施困难。
5 小 结
5.1应尽快对本标准组织修订，引用最新的焊材标 准， 更新相关的焊材型号和技术要求， 保持与焊材标准的 协调性。
5.2焊材制造商应严格按照本标准及焊材标准的要 求提供焊材的技术性能指标， 标明埋弧焊焊剂、 焊丝匹配 的批次及焊剂活性，真正能够让用户满足质量要求的焊 材。
5.3承压设备生产单位应加强对焊材订货技术要求 的控制、 入库验收工作， 对确需复验的 （如扩散氢含量、 埋 弧焊焊丝-焊剂批号不匹配的复验）严格按照相关标准复 验项目及其技术要求组织实施， 确保使用合格的焊材， 为 产品焊接质量提供可靠的保障条件。
参考文献
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[10] ASME Boiler and pressure Committee on Pressure Vessels. ASME boiler and pressure vessel code ：Section Ⅸ[S]. New York：The American Society of Mechanical Engineers，2017.
作者 郭知农 蔡 杰 卞冬生
江苏省特种设备安全监督检验研究院盐城分院
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