过程设备焊接6-1

1、6 承压设备焊接检验与缺陷返修 焊接缺陷的类型与数量是焊接质量评定的基本目的 焊接检验的目的:防止和发现焊接缺陷，并对其作出适当处置，以确保设备的运用平安6.1 焊接缺陷的类型与危害6.1.1 焊接缺陷类型 外部缺陷:外表裂纹、外表气孔、咬边、凹陷、满 溢、焊瘤、弧坑;错边、角变形和余高过高等。 内部缺陷:各种裂纹、未熔合、末焊透、气孔、夹渣和夹钨等.6.1.2 焊接缺陷的危害 (1)焊接缺陷引起的应力集中 焊缝中的气孔、裂纹、夹渣、夹钨等； 焊缝的外形不良、角焊缝的凸度过大及错边、角变形； 焊缝外部外形和尺寸的错边、角变形、咬边未焊透及焊缝余高过大等 都会引起应力集中或者产生附加应力 (2)

2、焊接缺陷对脆性断裂的影响 脆断是一种低应力下的破坏，而且具有突发性，事先难以发现和加以预防，危害极大 裂纹对脆性断裂的影响最大. 错边和角变形引起的附加弯曲应力，对构造的脆性破坏也有影响 (3)焊接缺陷对疲劳强度的影响 气孔、夹渣、裂纹、末熔合、未焊透；错边和角变形等焊接缺陷都会引起应力集中，很易产生疲劳裂纹而呵斥疲劳破坏 外表或接近外表的缺陷要比埋藏在内部缺陷使疲劳强度的下降明显得多 (4)焊接缺陷对应力腐蚀开裂的影响 焊缝的外表粗糙度、构造上的死角、拐角、缺口等外部缺陷使介质部分浓缩，为应力腐蚀裂纹的生长起着促进作用。.6.2 承压设备焊接检验分类与内容 检验过程：焊前、焊接过程中与焊后*

3、三个阶段 焊后检验：非破坏性检验 破坏性检验 非破坏性检验不破坏被焊构造完好性的检验方法 外观检查 外表探伤磁粉探伤 浸透探伤 内部探伤射线探伤 超声波探伤 耐压实验和致密性检验 破坏性检验经过产品焊接试板进展破坏性检验. 化学成分实验 金相分析实验 耐腐蚀性能实验 机械性能实验包括拉伸、弯曲、冲击、硬度、疲劳实验和管子的压扁实验等6.3 焊接接头的非破坏性检验6.3.1 焊制压力容器无损探伤要求 (1)探伤率 与资料的种类、扳厚大小、试压方式、介质性质和容器类别等有关 A类和B类焊接接头必需进展100%射线或超声波探伤的场所：. 钢材厚度30mm的碳素钢、16MnR； 钢材厚度25mm的15

4、MnVR、15MnV、20MnMo和奥氏体不锈钢； 规范抗拉强度下限值b540MPa的钢材; 钢材厚度16mm的12CrMo、15CrMoR15CrMo;其他恣意厚度的CrMo低合金钢; 进展气压实验的容器； 图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器； 第三类压力容器； 多层包扎压力容器内筒的A类焊接接头；. 热套压力容器各单层圆筒的A类焊接接头; 钛制容器； 设计压力大于等于5MPa的容器； 焊接接头系数采用1.0的容器; 采用电渣焊的容器 其他情况下的A类和B类焊接接头，进展长度不得少于每条焊接接头长度20，且不小于250mm的部分射线或超声波探伤。而且焊缝交叉等特定部位的焊接接头必

5、需探伤 容器壁厚38mm时,对接接头应采用射线检测;由于构造等缘由不能采用射线检涵时，可以采用超声波探伤. 壁厚38mm,或资料规范抗拉强度下限540MPa，且壁厚20mm的容器,其A、B类接头如采用射线检测，那么每条焊缝还应附加部分超声波探伤;如用超声波检测,那么同样应附加部分射线探伤. 进展磁粉或浸透外表探伤的焊接接头: 规范抗拉强度下限值b540MPa的钢制容器的C、D类焊缝; 钢材厚度16mm的12CrMo、15CrMoR15CrMo;其他恣意厚度的CrMo低合金钢制容器的C、D类焊缝; 层板资料b 540MPa的多层扎压力容器的层扳C类焊接接头；. 堆焊外表； 复合钢板的复合层焊接接

6、头； 规范抗拉强度下限值6b540MPa的资料及CrMo低合金钢资料经火焰切割的坡口外表，以及该容器的缺陷修磨或补益处的外表，卡具和拉肋等撤除处的焊痕外表； 100%探伤容器上公称直径小于250mm的接管与长颈法兰、接纳与接纳对接衔接的焊接接头. (2)焊缝质量等级与合格级别 JB 4730 压力容器无损检测 的相关规定 a.射线探伤的分级 I级不得有裂纹、未焙合、未焊透和条状夹渣; . 级不得有裂纹、未熔合和未焊透； 级不得有裂纹、未熔合以及双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝和加垫板单面板焊中的未焊透； 级缺陷超越级 I级质量最好,IV级最差 b.超声探伤分级 分为三级,I级质量最高,级最

7、低 c.磁粉和浸透探伤分级 为外表探伤,分为五级. I级质量最高，V级最差. 凡铁磁性资料，必需优先采用磁粉检测外表缺陷，确因外形构造等缘由不能采用磁粉检测时.方可采用浸透探伤. d.钢制压力容器无损探伤的合格级别 凡进展100%探伤的A、B类焊接接头，射线不低于级为合格，超声波I级为合格 凡部分探伤的A、B类焊接接头，射线不低于级为合格，超声波不低于级为合格 磁粉和浸透探伤均为I级为合格6.3.2 焊缝的外观检查 (1)检验内容与方法 内容:外观外形和几何尺寸能否符合要求,焊缝能否存在外表缺陷 方法:肉眼察看为主,放大镜、直尺、卡尺等工. 具为辅 (2)焊缝外表检验要求 焊缝和热影响区外表不

8、允许肉眼可见的裂纹、气孔、夹渣、弧坑、未焊透和焊瘤等； 焊缝咬边深度不得大于0.5mm，咬边延续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边总长不得超越焊缝长度的10； 屈服极限大于等于400MPa的低合钢与低温容器，焊缝边缘不允许有任何咬边，接纳接纳焊经应修磨成圆弧形，并与母材圆滑过渡6.3.3 磁粉探伤(MT) (1)原理与运用. 铁磁性资料被磁化后，其缺陷外表处的磁力线发生变形，磁力线产生密集. 当无缺陷的资料被磁化时，磁力线均匀地通过资料的横截面假设资料内存在缺陷，那么缺陷部位的磁阻将忽然发生变化，使磁力线绕过缺陷而聚集于资料外表，构成了较强的漏磁通. 如在资料外表均撤磁性粉末，那么磁粉就会在

9、漏磁场堆集，显示出缺陷的位置、大小和外形. (3)探伤程序与要求 探伤前的预备 磁化 在被探件上至少进展两个近似相互垂直方面的磁化 喷撤磁粉或磁悬液 对磁痕进展察看与评定 退磁 6.3.4 涡流探伤(ET) 涡流探伤是以电磁感应原理为根底的一种表面探伤方法. 涡流探伤适用于制造过程作为半废品和废品的消费检验. 特别适用于承压无缝钢管环焊缝及焊接纳纵焊缝的外表和近外表缺陷探伤6.3.5 浸透探伤(PT) (1)原理及运用 原理:在被检工件外表涂浸透力强的浸透液,浸透液工件外表缺陷中去除工件外表上多余的浸透液再在工件外表上涂上显像剂缺陷中的浸透液在毛细作用重新工件的外表从而形成缺陷的痕迹察看到的缺

10、陷显示痕迹，作出缺陷的评定。 . 着色探伤 荧光探伤 运用:设备简单，操作方便，运用较广.特别适用于不能采用磁场探伤的非铁磁性资料的检验,如奥氏体不锈钢和铝及镍基合金等 (2)过程与操作要点 预处置 浸透 乳化 清洗 枯燥 显像 察看 质量评定6.3.6 射线探伤(RT) (1)根本原理、特点与运用 原理：利用X射线、Y射线和其他高能射线对受检部位进展透照的一种探伤方法。. 射线具有穿透金属并对照相底片感光的才干且射线透过金属时会产生衰减，工件厚度或组织构造的不同，射线的衰减程度亦有差别，对底片就产生不同程度的感光。如焊缝内存在各种外形的缺陷，射线那么由于截面的减少或组织构造的不.延续性而使底

11、片上显现黑度深浅不同的影像。从而可识别出焊缝的轮廓、缺陷的外形和大小。 特点： 反映缺陷直观可靠 易对缺陷进展定性 底片保管时间长 灵敏度不如超声波好,对裂纹之类线缺陷漏检能够性大些 拍片量很大，检验时间长，费用高 对操作人员安康不利 运用： 锅炉压力容器制造中广泛运用,锅炉压力容器.制造中广泛运用,是一些重要设备最终评定根据的探伤方法 我国规定，压力容器壁厚38mm时，其对接接头应采用射线探伤。 目工业中运用的主要是x射线和射线探伤 射线波长较X射线短，其穿透力强,适用于厚工件，但灵敏度较低，且对人体的危害较大。 X射线探伤运用最广，但其穿透力较小，大多探伤机的探伤厚度均在100mm以内。

12、(2)射线探伤的主要技术要点 a.射线源 对于壁厚在3050mm以下的探伤，普通采用X射线，而不用射线。. b.射线胶片 射线胶片片基的两面均涂有乳剂，以添加对射线敏感的卤化银含量。 通常依卤化银颗粒粗细和感光速度的快慢将射线胶片分为J1、J2、J3三类。锅炉与压力容器焊缝探伤普通采用J2号胶片。 c.增感屏 置于胶片的前面或后面，其作用是添加胶片的感光作用 增感屏分为金属增感屏与荧光增感屏两类 锅炉压力容器焊缝探伤应采用金属增感屏而不用荧光增感屏. d.像质计(透度计)与像质指数 用来定量评价射线底片影像质量的工具，材料与被检工件一样 有线型、槽型和孔型三种,锅炉压力容器焊缝探伤规定用线型像

13、质计。 像质指数是衡量底片影像质量的参数，其等级从116。像质指数“1表示灵敏度最低，对应的像质计金属丝直径最大，为32mm；“16表示灵敏度最高，对应的金属丝直径最小，为0.1mm。 通常透照厚度，要求的像质指数；反之那么越. e. 透照质量等级 射线探伤的质量等级,分为 A级成像质量普通，适用于接受负载较小的产品及部件； AB级成像质量较高，适用于锅炉和压力容器产品及部件； B级成像质量最高，适用于航天和核设备等极为重要的产品及部件。 f.黑度与灰雾度 底片黑度(或光学密度)是指曝光并经暗室处理后的底片黑化程度 AB级时黑度为1.53.5，2为最正确. 灰雾度是指未经曝光的胶片经显影处置后

14、获得的微小黑度。当灰雾度0.2时对射线底片影像影响不大，AB级应0.3。 g.焊缝的透照厚度比 又称透照厚度差，K/.探伤时要控制透照厚度比不能过大压力容器上纵焊缝AB级的K1.03，环焊缝AB级的K1.1。. h.透射方向 射线应垂直入射工件的缺陷;裂纹、末熔合等面型缺陷，射线入射方向与其深度方向一致.6.3.7 超声波探伤(UT) (1)原理、特点与运用 原理:超声波是一种频率超越20kHz的机械振荡。利用这种声波能在固体、液体和空气中传播,并在经过不同介质的界面时会发生反射的原理检验金属资料中,包括焊接接头中的缺陷。 特点: 灵敏度高、设备轻巧、操作方便、探速快、本钱低. 对裂纹之类平面

15、缺陷的灵敏度显著高于射线探伤 对缺陷的定性存在困难 探伤结果受探伤人员阅历和技术程度的影响较大 不易准确判别缺陷的种类和大小 运用:运用广泛,实践探伤中普通要求射线和超声波并用,发扬各自的专长，既准确又经济; 目前超声波还不能用于奥氏体不锈钢铸件与焊缝，以及黄铜和镍基合金的探伤 (2)焊缝超声波探伤技术要点 a.确定检验等级. 我国焊缝超声波探伤分为A、B、C三级 A级适用于普通构造 B级适用于压力容器与相应管道 C级适用于核容器等级重要构造 b.探伤灵敏度的选定 探伤灵敏度指在确定的探伤范围内的最大声程处发现规定大小缺陷的才干 探伤灵敏度，发现缺陷的才干,但当灵敏度过高时，会出现杂波，使缺陷

16、显示不明晰 c.频率选择 探伤工艺的重要参数之一 频率探伤灵敏度和分辨才干对探伤有利.频率近场区长度衰减，对探伤不利 对粗晶资料、大厚工件,选用较低频率； 对于晶粒细小、薄壁工件的探伤,宜选用较高频率 焊缝探伤时,普通选用25MHz频率，压力容器多用2.5MHz。 d.探头及其选择 又称压电超声换能器，是实现电声能量相互转换的能量转换器件 常用的有直探头和斜探头 声束垂直于被探工件外表入射的探头称为直探头，可发射和接纳纵波 利用透声斜楔块使声束倾斜于工件外表射人.工件的探头称为斜探头，它使折射横波在工件中传播. 斜探头以钢中折射角标称或以折射角的正切值标称Ktan() 焊缝探伤大多采用斜探头

17、薄工件采用大K值探头,以拉开跨距,提高分辨才干和定位精度； 大厚度的工件宜采用小K值探头,以减小修整面的宽度,有利于缩短声程，减小衰减损失，提高探伤灵敏度 e.探伤面与耦合剂 焊缝探伤外表的外表粗糙度R6.3m. 耦合剂的作用:排除空气、填充间隙、减少探头磨损，便于探头挪动 f.探伤盲区 常用探伤仪均存在一个探伤盲区。 盲区是在规定探伤灵敏度下从探伤面至可以测出缺陷的最小间隔. 普通探伤仪的其盲区小的不大于3mm.6.3.8 声发射检测 (略)6.3.9 无损探伤方法的比较与选用 探伤方法应根据工件的资料、厚度、构造和能够产生的缺陷位置以及探伤方法的特点与灵敏度来综合思索,可参考表6-6为选用

18、.6.3.10 压力实验与致密性检验 (1)压力实验 目的:考核承压壳体的整体强度，同时也检验有无穿透性缺陷。 压力实验以液压实验为主，个别情况也有做气压实验。 液压实验时留意要点： 升压前必需将内部空气排除干净； 容器与水泵上应同时装设校验合格的压力表； 为防止脆性断裂发生，碳钢、16MnR和正火15MnVR钢容器，实验水温不得低于5,其他低.合金钢容器不得低于15； 奥氏体不锈钢制容器，实验用水中的氯离子含量应25mg/L，以防应力腐蚀发生； 实验压力应1.25倍设计压力，实验时压力应缓慢上升，升至实验压力保压至少30min,然后降至规定实验压力的80，并坚持足够时间对一切焊接接头进展检查

19、，如有渗漏必需修复补焊，再重新作水压实验； 液压实验终了后，应将液体排净并用压缩空气将内部吹干. (2)致密性检验 目的:检验容器或管道等的微小穿透性缺陷. 对于不允许有微量走漏的压力容器壳体，如介质为易燃或毒性程度为极度和高度危害的设备，应进展致密性检验 常用的方法有: 气密性实验 液压实验合格后方可进展气密性实验。实验压力为l1.05p 氨渗漏实验 方法:向密封容器通入含体积比1氨的紧缩空气(最好是氮气),用比焊缝宽1020mm的纸或纱布,浸过约0.1酚酞或5硝酸汞的溶液贴在焊缝上，出现红或黑色斑痕即为有走漏，应修补后重新进展实验 . 煤油渗漏实验 多用于检查低压薄壁容器的致密性6.4焊接

20、接头的破坏性检验(略)6.5焊接缺陷的返修 (1)对缺陷返修次数的限制 GBl50中规定:同一部位的返修补焊次数不得超越两次； 对经两次返修仍不合格的焊缝，如需再次进行返修，需经制造单位技术总担任人同意. (2)多次返修对焊接接头的影响 返修次数越多，热影响区受焊接热循环的作用就越大. 对16MnR的研讨结论:返修对焊缝及热影响区的晶粒度和常温强度、塑性、韧性均无明显变化，可以不予思索；但其低温韧性却随返修次数的添加有较明显下降，与此同时接头的脆性转变温度也有所上升。 对日本SPV36N钢做的焊缝返修实验研讨结论: 随着返修次数的添加，热影响区过热组织的晶粒度发生细微变化; 随着返修次数的添加，热影响区的常温韧性变化甚微； 随着返修次数的添加，热影响区的常温断裂韧性呈直线下降;. 退火与正炽热处置均可显著改