浅析LNG工程中9%25Ni钢焊工资质管理

9%Ni钢是制作LNG储罐的主要材料，设计温度为-196℃，对于焊工操作技术技能要求较高，9%Ni钢焊工是确保LNG储罐焊接质量的决定性因素。文中重点分析了国内9%Ni钢焊工持证项目及准入管理现状，提出了9%Ni钢材料类别划分和符合业内LNG储罐工程建设实际的焊工持证项目及其准入管理要求。

自2006年6月28日，我国第一座LNG接收站广东大鹏项目投产运营以来，中海油、中石油、中石化及新奥燃气等大型能源公司，先后在广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、河北、天津、辽宁等沿海地区建成或即将建成投产LNG接收站20余座，2017年，LNG年接卸能力达到5 960万t，LNG储罐规模持续增大。无一例外，所有LNG接收站储罐内罐全部采用9％Ni钢，工作温度－162℃，具有“低温冲击韧性要求高、缺陷返修制约因素多”特点，因此，保证9％Ni钢焊接接头低温冲击韧性符合设计技术条件，是项目质量管理的首要任务，而9％Ni钢焊工技术技能水平是焊接质量目标实现的关键因素。

但是，国内各项目建设单位、工程总包单位在9％Ni钢焊工资格管理方面存在巨大差别，部分单位未依据9％Ni钢焊接性能实施有针对性的焊工准入管理，部分焊工没有9％Ni钢焊接经验，仅通过一般上岗考试即投入9％Ni钢焊接，这无疑给9％Ni钢储罐工程带来不可预见、事故后果相当严重的质量风险，所以，加强焊工合规性管理势在必行，且意义重大。

1 9％Ni钢特点及焊材选择

1．1 9％Ni钢化学成分及力学性能

9％Ni钢属于低碳马氏体型低温钢，作为液化天然气（－162℃）或者液氮（－196℃）低温容器用钢而被世界各国普遍采用。9％Ni的化学成分及力学性能见表1。

9％Ni钢金相组织为马氏体+贝氏体，具有高纯净度、高低温冲击韧性、较高强度特点，焊接性较好，液态金属流动性差，容易发生咬边，焊接9％Ni钢重点是保证焊接接头的低温韧性，防止产生焊接热裂纹、未熔合、气孔和电弧磁偏吹等缺陷。

1．2焊材选择

目前，9％Ni钢主要采用焊条电弧焊（SMAW）、钨极氩弧焊（GTAW）、熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧焊（SAW）等方法，选择的焊材均是w（Ni）60％及以上的镍基焊材，确保焊接接头低温冲击性能完全符合设计技术条件。

2 9％Ni钢焊工持证现状

2．1《特种设备作业人员证》的合格项目不统一

2011年以前，焊工考试执行《锅炉、压力容器、压力管道焊工考试规则》（简称《考规》），《考规》中仅将金属材料分为四类，即FeⅠ（低碳钢）、FeⅡ（低合金钢）、FeⅢ（w（Cr）≥5％的铬钼钢、铁素体钢和马氏体钢）和FeⅣ（奥氏体不锈钢、奥氏体和铁素体的双相钢），9％Ni钢的力学性能和焊接性能均不能归类到以上四类，因此一些焊工考试委员会自行编写焊工考试代号时，就直接将母材钢号添加在母材类别中。以厚12 mm的9％Ni钢试件为例，焊接方法SMAW，其焊工考试代号为SMAW－9％Ni－3G－12－（ENiCrMo－6）。

2011年，焊工考试标准更新为TSG Z6002—2010《特种设备焊接操作人员考核细则》（简称《焊考细则》），母材分组在原来的基础上增加了铜及铜合金、镍及镍合金、铝及铝合金和钛及钛合金，但是仍然存在9%Ni钢无法归类的问题。《焊考细则》中对焊工考试机构资质以及焊工考试代号都有了详细的规定，但是对其却属于空档，因此，各个焊工考试机构根据各自的理解对9%Ni钢进行归类处理，就出现了划归FeⅢ，FeⅣ，NiⅢ等不同的情况。

2．2焊工准入的不统一

根据调研，2015年以前，9％Ni钢焊工与低合金钢、奥氏体不锈钢焊工持证合格项目一致，没有实质性区别，项目规定只要焊工持有母材类别为FeⅢ或FeⅣ的焊工资格证，就具备了参与9％Ni钢储罐焊接作业的前提条件。

2016年至今，随着建设单位及工程总包单位对9％Ni钢的力学性能和焊接性能的熟悉和掌握，充分认识到9％Ni钢与低合金钢、奥氏体不锈钢焊接性存在较大区别。另外，9％Ni钢焊接采用的填充金属是Nif3或NifS3类的镍基焊材，这都与传统的低合金钢和奥氏体不锈钢焊接大不相同。因此，在项目招投标阶段，相当多建设单位要求参与投标单位拟用于项目的焊工持有的《特种设备作业人员证》中合格项目代号除了要求母材类别为FeⅢ或FeⅣ外，填充金属类别必须为Nif3。

由于《特种设备作业人员证》中9%Ni钢焊工合格项目代号的不统一，造成项目焊工准入没有一个统一的标准和要求，给LNG低温储罐施工带来了焊工技能的不确定性，也无法确保LNG低温储罐的焊接质量，因此，统一9％Ni钢焊工准入原则迫在眉睫。

3关于9％Ni钢归类划分

3．1国内外标准对比

在ASME第Ⅸ卷《焊接和钎接工艺》中“表QW/QB－422母材评定时的分组”中，将9％Ni钢归为P－No．11A－1组，而在NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》中却找不到对应的分组，因此其对应的TSG D6002—2010《特种设备焊接操作人员考核细则》中也未将9％Ni钢列入母材分类中。

3．2 9％Ni钢类别划分

尽管没有可执行的9％Ni钢材料类别划分标准，但可参照现行国内外标准，结合9％Ni钢化学成分、金相组织（含焊缝）、力学性能、焊接工艺等因素，对9％Ni钢材料类别进行划分。

3．2．1化学成分和金相组织

镍基合金要求w（Ni）≥30％，而w（Ni）仅有8．5％～10％，因此9％Ni钢不属于镍基合金。9％Ni钢属于低温钢，金相组织为马氏体+贝氏体，因此可将9％Ni钢归为《焊考细则》中的FeⅢ（w（Cr）≥5％的铬钼钢、铁素体钢和马氏体钢）组。

3．2．2焊接性能

（1）《压力管道规范工业管道：第2部分：材料》（GB/T 20801．2—2006）中“8低温条件下的材料使用限制”规定，镍及镍基合金最低使用温度为－200℃，而9％Ni钢最低使用温度可达－196℃，由此可知，二者低温性能基本一致。

（2）《焊考细则》中“A4．3．2．3镍与镍合金”中规定：焊工采用镍及镍合金进行焊接操作技能考试时，试件母材可以用奥氏体不锈钢代替。

（3）9％Ni钢焊接采用w（Ni）60％的镍基焊材进行焊接，其焊缝金相组织均为奥氏体。

综上，将9％Ni钢划入《焊考细则》的FeⅣ（奥氏体不锈钢、奥氏体和铁素体双相钢）中更为准确。

4 LNG项目中9％Ni钢焊工管理原则

4．1焊工资质审核

从事LNG低温储罐焊接施工的焊工应持有效的“双证”上岗，即一个是省级安全生产监督管理局颁发的《特种作业操作证》，持证项目为“熔化焊接及热切割”，有效期为6年，每3年进行一次复审；另一个是区市级质量技术监督局颁发的《特种设备作业人员证》，有效期为4年，其合格项目代号应为母材类别FeⅣ，填充金属类别为Nif3，焊接位置为2G和3G。

以上证件均应经网上查询系统核实，验证其真实性和有效性。

4．2焊工上岗考试

在验证9％Ni钢焊工资质证书有效后，可组织参加项目上岗考试，考试试板的接头形式、焊接方法、焊接位置及材质等，均与施焊的储罐一致，一般按横焊（2G）、立焊（3G）等焊接位置分别进行考试，考试试板经外观检查和RT检测合格，由建设单位或工程总包单位向考试合格焊工发放项目上岗证，焊工方可从事持证项目对应的焊接作业，该证书有效期为工程项目的存续期。通过上岗考试，可验证焊工操作技能的熟练程度和技术水平，规避个别焊工“有证低能”带来的质量安全风险。

5结语

随着“金山银山不如绿水青山”发展理念深入人心及国家环保政策强力推行，国内对清洁、环保、绿色天然气需求持续增加，作为天然气重要组成部分的LNG进口量屡创新高，LNG储罐建造规模将快速增长，统一9％Ni钢焊工合格项目和工程项目焊工准入管理迫在眉睫，规范“9％Ni钢焊工持证项目”作为控制焊接质量的关键抓手，加强焊工准入管理，才能有力保障LNG储罐焊接质量，实现LNG储罐长期安全、可靠运营，实现项目建设效益最大化。