管道焊縫未熔合的底片評(píng)定

1、管道焊縫未熔合的底片評(píng)定摘要:對(duì)管道焊縫射線照相底片進(jìn)行評(píng)定時(shí),由于焊縫存在的單邊未焊透、條形缺陷、根部內(nèi)凹和咬邊及成型不良等影像類似未熔合,而引發(fā)各方對(duì)缺陷定性的爭議。就管道焊縫和射線照相工藝特點(diǎn),研究未熔合和相類似缺陷的影像特征及評(píng)定方法,以幫助正確判定未熔合。 壓力管道及承壓管子環(huán)向焊接接頭(下稱管道焊縫)的射線檢測質(zhì)量分級(jí)把缺陷性質(zhì)分為裂紋、未熔合、未焊透、條形缺陷、圓形缺陷、根部內(nèi)凹和根部咬邊等七類,其中裂紋與未熔合不允許存在。受管道外觀形狀、焊接工藝和射線照相方法等因素影響,焊縫存在的單邊未焊透、條形夾渣、根部內(nèi)凹和根部咬邊及縮溝等在底片上投影與未熔合極為相似,容易造成缺陷的誤判,

2、由此導(dǎo)致的焊縫返修不僅浪費(fèi)材料、設(shè)備和人工,延誤工期;如屬于在用管道定期檢驗(yàn)的返修,且返修焊縫位于狹窄位置或管材為特殊材料,返修結(jié)果可能不合格或越返修焊縫越差,給在用管道的運(yùn)行增加新的不安全因素;若是對(duì)管道產(chǎn)品的驗(yàn)證性復(fù)檢,誤判可能導(dǎo)致需方要求退貨。因此,管道焊縫底片評(píng)定對(duì)缺陷影像的定性結(jié)果常在各方之間產(chǎn)生爭議。筆者從管道接頭的焊接工藝、射線照相特點(diǎn)、未熔合及其他類似缺陷影像的鑒別方法進(jìn)行分析和研究,以幫助正確評(píng)定未熔合1管道焊縫缺陷及影像特征1.1根部缺陷與未熔合管道接頭焊接與板材焊接不同管道焊縫型式均為不加墊板的單面焊,如未采用氫弧焊打底,易產(chǎn)生未焊透、根部凹坑、根部咬邊和縮溝等,而這些根

3、部缺陷無論從產(chǎn)生機(jī)理、所處部位、在底片上的影像形狀、黑度及走向均與未熔合相似,因而底片評(píng)定時(shí)容易引起誤判。1.2未熔合產(chǎn)生幾率管道焊縫屬薄壁工件焊接,除根部缺陷外,產(chǎn)生的任何其他缺陷的外形不會(huì)很大。由于薄壁工件焊接坡口尺寸不大,熔池較小,起弧后熔池溫度升高很快,且由于焊接時(shí)少有橫向運(yùn)條的操作,缺乏產(chǎn)生坡口未熔合的外部條件。一些小徑管焊接時(shí),焊縫金屬填充面是曲率較大的凸面,不適合運(yùn)條速度快的焊接操作,難以發(fā)生因焊接速度過快產(chǎn)生層間未熔合。從理論上說,管道接頭焊接產(chǎn)生層間和坡口未熔合的幾率不大。1.3外觀缺陷 管道安裝施工現(xiàn)場水平方向?qū)咏宇^包含了平、橫、立、仰的全位置焊接,同性質(zhì)的缺陷可能因處在

4、不同的焊接位置,其影像的外觀輪廓有較大差異;垂直方向安裝的管道接頭需采用橫焊,容易出現(xiàn)焊趾咬邊、焊道間咬邊、焊溝及成型不良等外觀缺陷。當(dāng)采用雙壁雙影照相時(shí),這些外觀缺陷投影在底片上的影像也可能與未熔合影像混淆。1.4小徑管缺陷投影成像特征 小徑管焊縫幾乎都采用雙壁雙影傾斜透照方法,被檢部位靠近射線源側(cè)的管道上半部焊縫是突出圓環(huán),靠近底片側(cè)的下環(huán)焊縫是凹面的圓環(huán)。焊縫與缺陷投影在底片上都為平面影像,從投影成像原理分析,底片上的缺陷影像既有放大也有壓縮,且對(duì)位于曲面投影部位的缺陷,投影在底片上其外觀形狀會(huì)發(fā)生畸變,射線傾斜人射角度的變化會(huì)使底片上的缺陷影像在焊縫中的相對(duì)位置、形狀、尺寸均發(fā)生質(zhì)的改

5、變,因此小徑管焊縫底片評(píng)定單憑缺陷影像在底片上的位置、外形和黑度來定性是不準(zhǔn)確的。2未熔合的特征及其影像評(píng)定 未熔合定義為焊縫金屬與母材或焊縫金屬各焊層之未熔合的部分圖。未熔合以層間、坡口和根部的形式存在。2.1 層間未熔合層間未熔合是多層焊時(shí)各層焊縫金屬之間未熔化成一體的缺陷閣。圖1是層間未熔合在焊縫中的形貌與產(chǎn)生部位,其在底片上的影像黑度與背景黑度差別較小,外觀特征與片狀?yuàn)A渣相近,多出現(xiàn)在厚板多層焊的焊縫中,與射線穿透方向垂直時(shí)在底片上的影像系一薄層陰影。 如前文所述,管道焊縫產(chǎn)生層間未熔合的幾率層間未熔合較低,即使發(fā)生也較難在底片上投影成像。從對(duì)焊縫強(qiáng)度的影響分析,其類似于夾層,對(duì)焊縫影

6、響有限,是在射線照相時(shí)難于在底片上投影成像的缺陷。2.2 坡口未熔合坡口未熔合是指坡口側(cè)壁處發(fā)生焊縫金屬與母材金屬未熔化成一體的缺陷。在焊縫中的形貌與產(chǎn)生位置見圖2。一般發(fā)生于焊縫寬度約34/處,形貌多呈月牙形,外邊(靠母材側(cè))平直,內(nèi)側(cè)(靠焊縫中心側(cè))為弧形,黑度逐漸變淺4j。小徑管雙壁雙影傾斜透照時(shí)射線束方向接近于沿坡口面方向,透照時(shí)會(huì)獲得黑度大、輪廓清晰、近似于線狀細(xì)夾渣的影像,用放大鏡可觀察出坡口痕跡。 坡口未熔合圖2坡口未熔合如前文所述,管道(尤其是小徑管)焊縫由于壁厚薄、填充金屬的層數(shù)不多而產(chǎn)生的坡口未熔合缺陷高度不大,與相同尺寸的夾渣相比,對(duì)焊縫性能的影響程度沒有多大區(qū)別,建議在

7、一般情況下可按夾渣評(píng)定。2.3 根部未熔合 根部未熔合是指坡口根部處發(fā)生焊縫金屬與母材金屬未熔化成一體的缺陷,在焊縫中的形貌與位置見圖3。 其影像在根部焊道一側(cè)的焊址線上呈現(xiàn)直線狀黑線條,黑度較大,細(xì)而均勻,輪廓較為清晰,用放大鏡觀察到坡口端部的加工痕跡。靠近焊縫的中軸線呈曲齒狀,與根部焊瘤同生是判定為未熔合的重要特征之一(有焊瘤存在可排除未焊透)。由于它產(chǎn)生在根部,容易與根部凹坑、根部咬邊和收縮溝等焊接缺陷的影像混淆。管道焊縫所產(chǎn)生的三種形式的未熔合中,根部未熔合的幾率最大。 綜上所述,管道焊縫底片評(píng)定對(duì)未熔合的定性應(yīng)遵循以下三個(gè)原則:首先是不考慮層間未熔合,因?yàn)樗a(chǎn)生幾率不大,在底片上成像

8、的可能性很小;其次是除非觀察到坡口的影像,一般忽略坡口未熔合存在,疑似影像按條渣評(píng)定;三是重點(diǎn)分析根部未熔合與其他根部缺陷區(qū)別,與焊瘤共生是根部未熔合定性的重要依據(jù)之一。3 容易錯(cuò)評(píng)為未熔合的幾種缺陷影像3.1 單面未焊透未焊透 為實(shí)際熔深與公稱熔深之間的差異.單面未焊透是根部一個(gè)熔合面未被金屬填充。當(dāng)管道組對(duì)不當(dāng)、管道不圓、管徑或壁厚誤差造成對(duì)接接頭錯(cuò)邊時(shí)更容易產(chǎn)生如圖4所示的單邊(高低)未焊透。底片上的影像與根部未熔合相似:都處于焊縫根部一側(cè)、沿著焊接方向呈現(xiàn)一邊較直、另一邊為曲面的黑影。無論從影像的輪廓形狀、黑度深淺的變化和所處部位都和根部未熔合類似。判別方法是觀察底片上的焊縫根部如果有

9、白色焊瘤影像說明已焊透,可判定為未熔合。3.2 條狀?yuàn)A渣夾渣為殘留在焊縫金屬中的溶渣,長寬比大于3的夾渣稱為條狀?yuàn)A渣。條狀?yuàn)A渣在底片上的影像為沿著焊縫長度方向呈現(xiàn)塊狀、邊緣不整齊的黑影,有位于坡口面上的條狀?yuàn)A渣影像與未熔合極為相似,也會(huì)產(chǎn)生一邊較直類似于未熔合的影像(圖5),評(píng)定結(jié)果常引起爭議。區(qū)分未熔合與條狀?yuàn)A渣影像的方法是條狀?yuàn)A渣的影像黑度較大且邊緣不規(guī)則。3.3 根部凹坑 根部凹坑為焊縫根部收縮所產(chǎn)生的溝槽。存在形式為根部焊道中間或兩側(cè)可觀察到的溝槽（圖6)。中間溝槽成像呈現(xiàn)為一條較寬的帶狀暗影，與未熔合類似。以下是根部凹坑錯(cuò)評(píng)為未熔合的真實(shí)案例。 廣西某燃煤電廠1 O0 t/h鍋爐安裝

10、施工過程中,業(yè)主方按合同規(guī)定對(duì)鍋爐制造單位出廠的高溫過熱器和高溫再熱器管產(chǎn)品進(jìn)行焊縫射線照相抽查。底片評(píng)定顯示有02多個(gè)管焊縫存在未熔合缺陷.按供貨合同這批管件產(chǎn)品需退貨。而鍋爐制造單位對(duì)未熔合底片的復(fù)評(píng)結(jié)果為、級(jí),焊縫合格,拒絕退貨。在雙方爭議情況下,另邀請(qǐng)了多名射線高級(jí)人員進(jìn)行復(fù)核,仍有不同的評(píng)定結(jié)果。最后雙方同意對(duì)兩個(gè)管道編號(hào)分別為126B號(hào)(材料12Cr1M oVG;,規(guī)格筍60.3mm*5 m m)和lG63號(hào)(材料SA一213T91,規(guī)格勢(shì)51 mm*8 mm)的原評(píng)定存在未熔合的焊縫采取割管和解lJa驗(yàn)證方法.以確認(rèn)缺陷性質(zhì)。解剖結(jié)果為,原判定為未熔合影像的焊縫實(shí)為根部凹坑缺陷,

11、如圖7(a)和(b).證實(shí)原先判定的結(jié)果屬誤判。上述舉例說明了管道焊縫根部Jl坑經(jīng)雙壁雙影傾斜透照后影像類似于未熔合所造成誤判。如果沒有進(jìn)行解剖驗(yàn)證,這批管道將作退貨處理,勢(shì)必造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,還將嚴(yán)重影響工程的施工進(jìn)度。3.4 根部咬邊和縮溝 根部咬邊為母材在根部焊趾處因焊接產(chǎn)生的不規(guī)則缺口;縮溝定義為在根部焊道的每側(cè)都觀察到的溝槽。根部咬邊和縮溝經(jīng)傾斜透照投影在底片上的影像與未熔合類似。判斷方法是咬邊總是發(fā)生在根部焊趾線上,并中斷焊趾線?？s溝在底片上一定出現(xiàn)在焊縫根部投影的兩側(cè),產(chǎn)生在離焊趾線靠中間的部位,這是它與未熔合的主要區(qū)別。評(píng)定時(shí)需注意根部咬邊和縮溝影像的寬度較寬,直線度較差,黑度為中間高邊緣較淺的特征。4 結(jié)語 底片評(píng)定的準(zhǔn)確性及結(jié)論的科學(xué)性體現(xiàn)了評(píng)片人員的綜合水平。管道焊縫底片評(píng)定與板對(duì)接焊縫底片評(píng)定相比,其缺陷的投影成像具有較多的復(fù)雜78 02 1年第3卷第8期性和不確定性。如將一