ISO 15614-8: qualifying a welding procedure for tube to tube-plate joints

English version

ISO 15614-8 is the part of the ISO 15614 series that qualifies welding procedures for tube to tube-plate joints: the welds that hold the tubes in the tube-sheet of a heat exchanger, a boiler or a condenser. It sets the requirements for qualification testing of procedures for arc welding of these joints in metallic materials, whether the welding is manual, partly mechanized, fully mechanized or automatic.

The current edition is ISO 15614-8:2016 (edition 2, published March 2016), which replaced the 2002 edition. ISO last reviewed and confirmed it in 2023, so it is still the edition to use. This article covers which joints Part 8 qualifies, why the application standard decides between a seal weld and a strength weld, and what to fix before you book a test.

Which joints Part 8 covers

Part 8 applies to fusion welding of tube to tube-plate joints that keep a remaining gap between the tube and the tube-plate for some length of the tube-plate thickness. That is the usual heat exchanger joint: the tube passes through the hole in the plate and is welded at the face.

Two cases sit outside Part 8 or at its edge, and a third depends on the specification.

Other arc and gas welded joints in steels, and arc welded joints in nickel, are qualified under EN ISO 15614-1. How Part 8 fits among the other qualification routes is explained in ISO 15607 qualification routes; ISO 15607 describes the whole ISO 15614 series in its Annex A.

Seal weld or strength weld: why the application standard decides

A procedure qualified by a tube to tube-plate joint test under Part 8 can be used for all joints, whether they are fully loaded or only seal welded, as the application standard requires. Part 8 gives the test; the application standard decides what the joint has to do.

So read the application standard first. It tells you whether the weld only has to seal or whether it has to carry the tube load, and that decides how you design the joint and the test piece.

Edition and status

A WPQR issued to the 2002 edition is still the document your customer accepted. The question is which edition the contract names. Confirm it with the customer before you plan a new test.

This article does not quote the number of test tubes, the test methods, the acceptance levels or the range of qualification. Read them clause by clause in your own copy of the standard, and agree any extra tests with the customer.

Before you book the test

1. Edition. Read the edition named in the contract or customer specification. For a new test, the current edition is 2016.
2. Joint design. Record the tube-plate hole, the remaining gap and whether there is mechanical expansion. If the expansion is load-bearing, get the test defined in the specification first.
3. Process and mechanization. Put the process and the mechanization level (manual, partly mechanized, fully mechanized or automatic) on the pWPS, matching how production will weld.
4. Repair welding. Part 8 requires repair welding to be considered in the welding procedure test. Decide with the customer how a repair is represented in the test.
5. Records. Keep the welding parameters and test results of each test tube with the WPQR, so the range of qualification can be traced back to the test. See digital WPS/PQR records.

Where process data fits

A tube-sheet carries many tube welds made to one qualified procedure. Per-weld process records show what the machine delivered on each of them. They support the evidence that production stays inside the qualified range, but they do not replace the procedure test or the examiner’s decision.

WeldTrace records current, voltage, wire feed speed and gas flow for every weld. Where the tube welds are made with orbital TIG heads, see cooling rate monitoring in orbital tube welding, TIG welding quality monitoring and the heat exchanger welding application page.

Versione italiana

ISO 15614-8 è la parte della serie ISO 15614 che qualifica le procedure di saldatura per i giunti tubo-piastra tubiera: le saldature che fissano i tubi nella piastra di uno scambiatore di calore, di una caldaia o di un condensatore. Stabilisce i requisiti per la prova di qualifica delle procedure di saldatura ad arco di questi giunti in materiali metallici, che la saldatura sia manuale, parzialmente meccanizzata, completamente meccanizzata o automatica.

L’edizione corrente è ISO 15614-8:2016 (edizione 2, pubblicata a marzo 2016), che ha sostituito l’edizione 2002. ISO l’ha riesaminata e confermata nel 2023: è ancora l’edizione da usare. Questo articolo spiega quali giunti qualifica la parte 8, perché la norma di applicazione decide tra saldatura di tenuta e saldatura di resistenza, e che cosa fissare prima di prenotare una prova.

Quali giunti copre la parte 8

La parte 8 si applica alla saldatura per fusione di giunti tubo-piastra tubiera che mantengono un gioco residuo tra tubo e piastra per una parte dello spessore della piastra. È il giunto tipico dello scambiatore di calore: il tubo attraversa il foro della piastra e si salda sulla faccia.

Due casi restano fuori dalla parte 8 o al suo limite; un terzo dipende dalla specifica.

Gli altri giunti in acciaio saldati ad arco o a gas, e quelli in nichel saldati ad arco, si qualificano con la EN ISO 15614-1. Come la parte 8 si colloca tra gli altri percorsi di qualifica è spiegato in percorsi di qualifica ISO 15607; la ISO 15607 descrive l’intera serie ISO 15614 nell’appendice A.

Tenuta o resistenza: perché decide la norma di applicazione

Una procedura qualificata con una prova su giunto tubo-piastra secondo la parte 8 vale per tutti i giunti, sia a pieno carico sia di sola tenuta, come richiede la norma di applicazione. La parte 8 dà la prova; la norma di applicazione decide che cosa deve fare il giunto.

Quindi leggete prima la norma di applicazione. Vi dice se la saldatura deve solo tenere o deve portare il carico del tubo, e questo decide come progettate il giunto e la provetta.

Edizione e stato

Un WPQR emesso secondo l’edizione 2002 resta il documento che il cliente ha accettato. La domanda è quale edizione indichi il contratto: confermatelo con il cliente prima di pianificare una prova nuova.

Questo articolo non riporta il numero di tubi di prova, i metodi di prova, i livelli di accettazione né il campo di qualificazione. Leggeteli clausola per clausola sulla vostra copia della norma e concordate con il cliente eventuali prove aggiuntive.

Prima di prenotare la prova

1. Edizione. Leggete l’edizione indicata nel contratto o nella specifica del cliente. Per una prova nuova, l’edizione corrente è la 2016.
2. Progetto del giunto. Registrate il foro della piastra, il gioco residuo e l’eventuale mandrinatura meccanica. Se la mandrinatura è portante, fate prima definire la prova nella specifica.
3. Processo e meccanizzazione. Scrivete sulla pWPS il processo e il livello di meccanizzazione (manuale, parzialmente meccanizzata, completamente meccanizzata o automatica), uguali a quelli della produzione.
4. Riparazione. La parte 8 richiede che la saldatura di riparazione sia considerata nella prova di procedura. Decidete con il cliente come la riparazione è rappresentata nella prova.
5. Registri. Conservate i parametri di saldatura e i risultati delle prove di ogni tubo di prova con il WPQR, in modo che il campo di qualificazione si possa ricondurre alla prova. Vedi registri digitali WPS/PQR.

Dove si inseriscono i dati di processo

Una piastra tubiera porta molte saldature di tubi eseguite con una sola procedura qualificata. I registri di processo per singola saldatura mostrano che cosa ha erogato la macchina su ciascuna. Sostengono l’evidenza che la produzione resti nel campo qualificato, ma non sostituiscono la prova di procedura né la decisione dell’esaminatore.

WeldTrace registra corrente, tensione, velocità del filo e portata del gas per ogni saldatura. Dove le saldature dei tubi si eseguono con teste TIG orbitali, vedi monitoraggio della velocità di raffreddamento nella saldatura orbitale, monitoraggio della qualità nella saldatura TIG e la pagina applicativa saldatura di scambiatori di calore.

Sources

• ISO 15614-8:2016 — Part 8: Welding of tubes to tube-plate joints (ISO catalogue)
• ISO 15614-8:2002 — withdrawn edition (ISO catalogue)

Therness solution: Welding monitoring system — Every weld inspected in the cycle, with defect flags and the ISO 3834 / ISO 17635 evidence kept per weld.

Written by Luca Santoro , founder