中外标准对焊材储存及再烘干规定的对比和思考

                                                                                                   

段凯扬，从事各种国际工程项目的焊接技术及检验工作，利丰海洋工程（天津）有限公司，通讯地址：河北省秦皇岛市海港区翠鸟天成4-2-202号 邮编066000
摘要：焊材通过AWS和RCCM，BS EN 、ISO、JIS 系列标准对比，结果发现焊材储存标准方面中外区别很明显，即：美国AWS系列标准都清晰的规定焊材储存条件，而欧洲系国际标准基本上都规定焊材储存条件一律遵守焊材制造厂家的相关规定；并发现国外典型的焊材厂家会有很细致和专业的规定，而国内焊材厂家基本不提出比JB/T 3223更细致严格的规定。现场焊条储存温度失控导致焊条受潮以及再烘干堆叠层数失控均有发生。建议JB/T 3223或类似标准更新时，不可把焊材管理责任推给焊材制造商，并且应改进温度/相对湿度参数及再烘干堆叠层数一类细节。
关键词：焊材储存、焊条、温度范围、相对湿度、再烘干堆叠层数； Comparison between Chinese and foreign standards on the provisions of welding material storage and re-drying DUAN Kai-yangQinhuangdao Flow-deep Engineering Co. ltd., Qinhuangdao 066000, China Abstract: Think about storage of covered electrodes and re-drying in the Chinese standard JB/T 3223-1996, all covered electrodes are sensitive to moisture, and it link to the relative humidity and temperature control, without temperature range will lead to moisture, and same time, the electrodes should be placed into an oven with no more than three layers on top of each other for re-drying.  Compared with AWS and BS EN 、ISO、JIS standards, European area all leave the detail to manufacture, but AWS give detail to follow, and in China now, manufacture doesn’t do anything out of JB/T 3223-1996, and on site, some issues happen due to these detail lost control. Conclusion: JB/T new revision or relevant standards shouldn’t leave all details to manufacture and it should add more detail to such as relevant humidity control with temperature range and re-drying control the electrodes lays no more than 4 etc.Keyword：welding consumable storage、covered electrodes、relative humidity、temperature range、layers of electrodes when re-drying； 概况：JB/T 3223-1996是一部影响深远的标准，国内各个焊接行业，焊材保管基本都是依照这个标准在执行。该标准取代了JB 3223-1983[2]，参照RCCM标准修改焊材储存湿度不超过相对湿度90%的规定改进为60%， 在当时可以说是先进的，但是时过境迁，国际上对于焊材管理的认识有了很大进步，这个20多年前的标准也需要更新技术与时代合拍，然而新版的JB/T 3223-2017[3]并没有改进焊材储存温度没有上限的“硬伤”与再烘干方面的信息不足。以下就储存与再烘干的角度抛砖引玉提出个人的思考。对于焊材储存与再烘干的标准，国际上大致分为两个流派，一派是以美国AWS系列标准为代表，给出清晰、明确的储存条件和再烘干细节要求，不区分焊材品牌统一要求；另一派是以ISO、BS EN系列标准为代表，不提出任何具体技术要求，焊材用户执行焊材制造商的推荐参数。1  各种国际标准对于焊材储存及再烘干的要求对比：
（1）很多欧洲系国际标准近年来都有一种倾向，把焊材管理的细节留给焊材制造商，标准中不再做任何细节规定，表1则是规定“焊材储存及处理由制造商负责”的典型标准表1规定“焊材储存及处理由制造商负责”的部分标准

序号标准是否规定焊材储存及处理由制造商负责备注1AD 2000-Merkblatt HP 1 [4]是德国压力容器标准，焊材管理规定遵照BS EN 11012BS EN 1101-1:2009[5]是英国及欧盟标准3BS EN 1090-2:2018[6]是英国及欧盟标准4BS EN 13445-4:2014+A1:2016[7]是条款7.5条还特别强调这个要求对于烘干极其重要5EN 15085-4:2007 [8]是欧盟标准6ISO/TR 17671-1:2002 [9]是欧盟标准，与BS EN 1101-1等同7JIS Z 3400:1999 [10]是日本焊接标准8RCC-M-Edition 2007 Section IV[11]是法国核电标准JB/T 3223-1996非等效采用此标准旧版（2）美国AWS标准体系对于焊材的储存与烘干有细节的规定与欧洲系标准要求的风格不同，美国AWS系列标准对焊材管理有详细规定，（由于焊材的储存与烘干要求最典型、最严格的就是焊条，故本文以下均以焊条为典型进行分析）有代表性的如AWS D1.1和AWS PHB-7、AWS A5.5 、AWS STD UGFM，以下分别叙述。1.1     AWS D1.1对于焊材储存湿度控制原理给出了详细而专业的描述AWS D.1-D1.1M-2015《钢结构焊接》 [12]附录F插图“温度-湿度曲线图结合试验用以确定低氢焊条在大气中暴露时间”，指出了空气含水量在不同温度时对应的湿度是不同的，也指出了焊材储存的温度与湿度是联合控制的，反衬出JB/T 3223-1996中只规定储存相对湿度最大60%，却没有规定储存的温度范围是不能保证焊材品质的。参见图1（图片中右侧读数“30与40”上下颠倒，附上原图说明情况）。


1.2   美国焊接学会AWS PHB-7-1998对于钢焊条储存与烘干的通用规定AWS PHB-7-1998 《焊条电弧焊便携手册》[13]应用很广泛，其中钢焊条储存与烘干的通用规定的比较详细，见表2

1.3  美国焊接学会AWS A5.XX系列标准对于焊材储存与烘干的规定美国焊接学会AWS A5.01—A5.36是世界上影响最大的焊材系列标准，几乎所有国内外著名品牌焊材均同时提供符合AWS A5.XX系列相应的质保书，此处仅以焊条标准为典型列举AWS A5.5《焊条电弧焊用低合金钢焊条标准》[14]提出的“药皮弧焊焊条的典型储存和干燥条件”，详见表3：

1.4   美国焊接学会AWS UGFM-2010提供的制造商信息美国焊接学会的AWS UGFM《填充金属用户指南》[15]在标准扉页上说明该标准是填充金属委员会搜集了AWS 30多部技术标准汇集而成,对于焊材储存和烘干管理也提出了类似以上的要求。值得注意的是该标准显示了美国焊接学会的填充金属委员会成员，很多来自各个焊材制造商，不仅有美国的，也有欧洲甚至日本的，这也侧面证明了AWS对于焊材储存的规定其实代表了欧美日发达国家的焊材企业共同认可的技术条件，“AWS A5W 潮湿与氢分委员会”成员共有两家焊材公司，一家美国公司林肯(Lincoln)，一家欧洲公司伊萨（ESAB）。  2欧洲系焊材制造商的典型焊材储存及再烘干的要求由于美国AWS系列标准给出了详细的焊条储存及再烘干要求，而欧洲的标准基本上将焊材管理交给焊材制造商，以下事例选择著名的ESAB（伊萨）品牌来探讨。如前文，ESAB是AWS“A5W潮湿与氢分委员会”成员，那么这里给出的条件就不仅仅适用于ESAB，也具有普遍的参考意义。
（一）ESAB（伊萨）的焊条储存及再烘干的要求依据ESAB（伊萨）焊材手册2017版[16]，储存及再烘干要求如下表4，并且说明这个条件适用于“所有类型的焊条，若能在下列气候条件下储存，吸潮速率将变得非常缓慢。”

表4  ESAB（伊萨）焊材手册（2017版）焊条储存及再烘干要求
开包前焊条储存（适用所有类型焊条）再烘干再烘干条件恒温储存与现场注意事项温度相对湿度1.真空包装焊条不需要再烘干2.酸洗氧化钛不锈钢焊条和所有碱性焊条，如储存条件不够干燥，则可能在焊缝中产生气孔。再烘干可恢复焊条的可用性3.低碳钢氧化钛和酸性焊条通常不需要再烘干4.纤维素焊条不可再烘干5.因受潮而严重受损的焊条不能进行再烘干1.      再烘干温度和保持时间执行标签和产品说明书。2.      堆叠焊条不得超过4层。3.      再烘干次数≤3次1.     恒温保存120-150℃；2.     现场焊条桶最低温度70℃；5-15℃   ＜60% 15-25℃   ＜50%25-50℃（真空包装最高储存温度＜50℃）＜40%3 国内的焊材储存与再烘干现状及焊材管理标准改进方向国内的焊材制造厂商出于种种原因，在焊材储存与烘干的条件方面，拘于JB 3223的规定，虽然焊材制造厂发现此问题，但出于顾虑并未改进。
3.1国内焊材储存温度上限缺失信息国内的产品样本或者最新的网页上显示的焊材储存条件，保存温度均只提供下限（＞5℃或10℃）不提供温度上限，相对湿度不超过60%，也就是数据不完整，一旦温度超过15℃（参考ESAB给出的适用任何类型焊条的储存条件），就已经使焊材面临受潮进而品质受损的风险。从数据严谨性来讲，给出相对湿度的上限，而没有给出储存温度的上限，是关键数据缺失。
3.2国内的焊条再烘干堆叠层数缺失信息国内的产品样本或者最新的网页上显示的焊条再烘干要求中，均无堆叠层数的关键信息。
3.3国内的权威资料已经认识到此问题 但是标准与焊材厂家均没有改进有据可查的国内焊接行业权威资料《焊接手册》第1卷 第2版[17]（2001年）、第3版[18]（2008年）、第3版（修订本） [19]（2015年），均同样明文 规定了“室温宜10-25℃，相对湿度小于60%...烘干焊条时，不能堆放得太厚，以1-2层为好，以免焊条受热不均和潮气不易排除”，但是国内无论是企业还是标准均无任何改进，依然维持JB/T 3223-1996年的规定。
3.4 焊条储存与再烘干规定在现场遇到的问题（1）ESAB OK92.55镍基焊条温度过高导致受潮事件 “某LNG接收站16万立方米LNG低温储罐工程”项目地点在深圳，使用了50多吨镍基焊条ESAB OK92.55（真空包装），存放在集装箱内，湿度一直控制在60%以内，但是经过夏季，几个月后真空包装全部失效，焊条都受潮，焊接时出现密集气孔。期间，也曾经发现每天中午前后，密闭的焊条储存集装箱内均有几个小时超过50℃，但是并不知道会有什么不良后果。
事后检查ESAB的技术文件查找原因，才知道原因有二，第一是ESAB的真空包装50℃会失效，深圳的高温天气使集装箱储存环境经常超过50℃，导致现场焊条真空包装失效；第二是夏季高温（平均温度超过31℃）时，60%的相对湿度，其空气含水量远远超过25℃时，导致焊条迅速受潮，最后，所有真空包装的焊条不得不全部进行烘烤后再使用。
（2）低氢焊条烘烤堆叠失控事件沿海某大型国有企业，高峰时期月消耗焊材超过百吨，某新开项目业主例行检查中发现其焊材库内低氢焊条一直使用铁丝捆成圆捆后烘烤，两个多月以后发现该企业的分厂也是如此进行焊条烘烤，当即叫停整改。该事件说明，标准中没有类似规定，焊材供应商也没有堆叠4层以内的说明，带来的后果。
3.5 JB/T 3223及焊材制造商焊条储存与再烘干规定改进方向综上所述，国内的标准如果仿照欧洲的做法，不提出焊材储存和处理的细节，焊材用户按照制造商的推荐参数执行，很容易出现上述问题，而且焊材制造商出于种种原因，不会自主提出比JB/T 3223更严格的要求，即使明知有问题，也不会主动提出更专业的储存与烘干要求。
其实国内的大型焊材制造商是有技术能力并且掌握这些技术细节的，例如某焊材制造商实际生产中按照专业做法堆叠不超过4层烘烤焊材，详见图2，但是该制造商的产品样本中并不提出这些专业细节，而是复制JB/T3223的规定，目前国内所有焊材制造商的产品样本中都不首先提出来，导致现场的焊材使用单位不能正确堆叠与烘烤焊条的普遍现象，某型企业甚至会铁丝捆扎低氢焊条并同时在焊条烘箱中烘烤埋弧焊剂，这样烘烤的焊条肯定会降低熔敷金属的性能，进而降低了焊接产品的品质，详见、图3：图2 低氢焊条制造厂烘烤前堆叠状态

图3成捆堆叠烘烤同时夹层烘烤埋弧焊焊剂


那么剩下的选择就只能是仿照AWS的做法，完善焊材储存与烘烤的规定与细节，带领国内的焊接产业在焊材储存与烘干方面追赶国际先进水平。
4结语：焊材的储存与再烘干，国内的整体认知落后于国际先进水平，但是只要标准及时更正，应该可以较快速度解决该问题。焊条储存与再烘干是焊材储存中的典型因素，也是优质焊接产品的基础条件之一，国内的制造业发达地区大多在东部沿海，夏季温度高、湿度大，焊材储存不当很容易降低焊接质量，如果再烘干也不当，就会加剧这个问题的严重性。
基于以上思考，希望JB/T 3223或其它类似焊材标准在更新时候能够解决这些问题，这将会提高整个焊接行业质量水平。
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18.        中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册 第1卷 第3版（修订本）[M].北京：机械工业出版社，2015，44-45.
段凯扬：出生：1973年性别：男工作：从事各种国际工程项目的焊接技术及检验工作。电子邮箱：hejing0412@qq.com;利丰海洋工程（天津）有限公司 通讯地址：河北省秦皇岛市海港区翠鸟天成4-2-202号 邮编066000更多动态，请关注我们官方网站：www.tuxren.com，或者关注我们的微信平台：asmecn，小编微信号: ，也欢迎大家前来投稿。
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