鋼質燃氣管道焊接工藝及焊縫檢驗

1、燃氣鋼管焊縫質量檢驗方法的比選上海燃氣設計院孫永康0 序言1 管道焊接接頭的檢驗方法隨著天然氣在上海的不斷發(fā)展，鋼管在輸送燃為確保管道的焊接質量，對管道焊接接頭必須氣管道中的比例越來越高。鋼管與鋼管之間連接方按其工作介質、工作壓力、鋼材的類別和管道等級，式有三種：焊接連接、螺紋連接、法蘭連接。其中分別進行各種檢驗，對燃氣管道來說，焊接接頭的焊接是應用最廣泛的連接方式。所以焊接質量的好常用檢驗方法下列有： （ 1）外觀檢查； （ 2）射線探壞直接影響到管道供氣的可靠性和安全保障，從以傷；（ 3 ）超聲波探傷； （ 4）磁粉探傷； （ 5）滲透探往燃氣管道發(fā)生安全事故的統(tǒng)計資料表明，焊縫是傷等，下

2、面分別對上述檢驗方法進行簡單介紹和比管道發(fā)生燃氣泄漏的主要部位之一。我國對管道焊較。接工藝評定以及焊接質量已經頒布了相應的標準和驗收規(guī)范。但是在燃氣管道的設計和施工中，對焊1.1 外觀檢查接接頭（焊縫）不同檢驗方法之間的關系以及選用外觀檢查是利用肉眼、量具或放大鏡檢查焊縫常常會產生模糊，本文從焊接接頭檢驗各種方法的的外形尺寸和表面缺陷的檢查方法。它是一種最簡原理介紹入手，闡明各種檢驗方法的優(yōu)缺點和不同單，當又是不可缺少的檢查手段。 按照 CJJ33 89城適用范圍，并依據目前的燃氣施工驗收規(guī)范和石油鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范規(guī)定，管道焊后部輸氣管道施工驗收規(guī)范，結合上海的實際情況，必須對焊縫

3、進行外觀檢驗。檢查前應將妨礙檢查渣針不同的設計條件提出不同的檢驗方法和要求，供皮、飛濺物清理干凈。外觀檢驗應在其他檢驗之前燃氣管道工程設計和施工參考。進行。焊縫外觀質量分級標準詳見表1。表 1焊縫外觀質量分級標準檢驗質量分級項目缺陷名稱裂紋不允許焊每 50mm 焊縫長度內允許直徑每 50mm 焊縫長度內允許直徑 0.4，表面氣孔不允許0.3，且 2mm的氣孔 2 個孔間距縫且 3mm的氣孔 2 個孔間距 6 倍孔徑6 倍孔徑外表面夾渣不允許深 0.1，長 0.3，且 10mm深 0.2，長 0.5, 且 20mm0.05 , 且 0.5mm連續(xù)長度0.1且 1mm咬邊不允許100m,且焊縫兩側

4、咬邊總長10%長度不限觀不加墊單面焊允許值 0.15 , 且0.2 , 且 2.0mm質未焊透不允許1.5mm,缺陷總長在 6焊縫長度每 100mm焊縫內缺陷總長 25mm內不超過量 0.2+0.02 0.2+0.02 0.2+0.04分根部收縮不允許且 0.5mm且 1mm且 2mm級長度不限角焊縫 0.3+0.05 , 且 1mm,每 100mm 0.3+0.05 , 且 2mm,每 100mm焊縫不允許標厚度不足焊縫長度內缺陷總長度 25mm長度內缺陷總長度 25mm角焊縫焊差值 1+0.1a 2+0.15a 2+0.2a準腳不對稱余高 1+0.1b, 且最大為 3mm1+0.20b,

5、且最大為 5mm注： a設計焊縫厚度，b焊縫寬度，母材厚度除注明角焊縫缺陷外，其余均為對接、角焊縫通用。當咬邊經磨削修整并平滑過渡時，可按焊縫一側較薄母材最小允許厚度值評定。1.2 射線探傷GB 3323 97鋼熔化對接接頭射線照相和質量射線探傷是利用X 射線、射線和其它高能分級中規(guī)定，根據缺陷的性質和數量，焊縫質量射線對受檢部位進行透照的一種探傷方法。這些射分為四級： I 級焊縫內應無裂紋、未熔化、未焊透和線都具有穿透金屬并對照像底片感光的能力。當射條狀夾液；級焊縫內應無裂紋、未熔合、未焊透；線、工件和膠片如圖1 布置時，射線就穿透工件，級焊縫內應無裂紋、未熔合以及雙面焊和加墊板照射到底片上

6、。由于射線射線透過金屬會產生衰減，的單面焊中的未焊透，不加墊板的單面焊中的未焊工件的厚度差或組織結構的不同，射線的衰減程度透允許長度按表 10條狀夾渣長度的級評定；焊縫亦有差異，對底片就產生不同程度的感光。如焊縫缺陷超過級者為級。內部存在各種形狀的缺陷，則由于截面的減少或組長寬比小于或等于3 的缺陷定義為圓形缺陷，織結構的不連續(xù)性而使底片上顯現黑度深淺不同的圓形缺陷的分級如表2 所示：影像。從中可辨認出焊縫的輪廓，缺陷的形狀和大長寬比大于 3的夾渣定義為條狀夾渣，條狀夾小。圖 2 表示出帶陷的焊接接頭X 射線探傷底片上渣的分級如表 3 所示：典型的圖象。圖 1X 射線透照探傷法圖 2焊接缺陷在

7、X 射線照相底片上的影像1- 膠片2、 3- 內部缺陷 4- 焊縫5-X 射線 6-X 射線管表 2圓形缺陷的分級母材評 定區(qū)10 1010 2010 30厚1010151525255050100100質 量等級度12345636912151861218243036缺陷點數大于級者注：評定區(qū)尺寸和母材厚度單位均為mm 。表 3條狀夾渣的分級質量等級單個條狀夾渣長度條狀夾渣總長T 12:4在任意直線上，相鄰兩夾渣間距均不超過6L的任何一組夾12 T 60:(1/3)T渣，其累計長度在12T 焊縫長度內不超過TT 60:20T9:6在任意直線上，相鄰兩夾渣間距均不超過3L的任何一組夾9 T 45:

8、(2/3)T渣，其累計長度在6T 焊縫長度內不超過TT 45:30大于級者注：表中“ L ”為該組夾渣中最長者的長度。當被檢焊縫長度小于12T （級）或6T （級）時，可按比例折算。1.3 超聲波探傷超聲波探傷是利用超聲波高頻（二萬赫茲以上）能透過金屬材料深處，在界面邊緣發(fā)生反射的特點來檢查焊縫內部缺陷。當超聲波束通入焊縫內部遇到缺陷就會發(fā)生發(fā)射波束，并在熒光屏上形成脈動波形，根據脈動波形可以判斷缺陷的位置和大小。GB11345 89鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級 中規(guī)定，根據質量要求檢驗等級分為A、B、 C三級，檢驗的完善程度A 級最低， B 級一般， C圖 3 距離波幅曲線示意圖級

9、最高， A 級檢驗難度系數為1， B 級檢驗難度系數為 56， C 級檢驗難度系數為10 12。在超聲波探傷中，對缺陷的判定標準規(guī)定如下：1） 發(fā)射波不超過評定線的缺陷、反射波幅位在現行的焊縫超聲波探傷標準中，可采用距離波幅曲線進行缺陷的定量。這種曲線是根據所選于區(qū)的非裂紋性缺陷均評為級。2） 最大發(fā)射波超過評定線的缺陷，檢驗者判用的探頭、儀器和試塊的實測數據繪制的，該曲線表示工件的底波和各種缺陷與探測距離之間的相對定為裂紋等危害性缺陷時，無論其波幅和關系。曲線的具體繪制方法可以參照GB11345 89尺寸如何，均評為級。反射波幅位于中附錄 D。曲線圖由判廢線 RL，定量線 SL 和評定線區(qū)的

10、缺陷，無論其指示長度如何，均評定EL 組成，定量線與判廢線之間稱為區(qū)，判廢線以為級。3） 最大發(fā)射波幅位于區(qū)的缺陷，根據缺陷上為區(qū)， 評定線以上至定量線以下為區(qū)。如圖3指示長度按照表4 的規(guī)定予以評級。所示。表 4區(qū)缺陷的等級分類檢驗等級ABC板厚評定等級mm8 508 3008 300m1/3 ；1/3 ；2/3 ；最小 12最小 10，最大 20最小 10 ，最大 302/3 ；1/2 ；3/4 ；最小 12最小 10，最大 30最小 12 ，最大 503/4 ；2/3 ；最小 20最小 12，最大 50最小 16 ，最大 75超過三級者注：為坡口加工側母材板厚，母材板厚不同時，以較薄側板

11、厚為準。 管座角焊縫為焊縫截面中心線高度。1.4磁粉探傷生變化，使磁力線繞過缺陷而聚集于材料表面，形磁粉探傷法主要用于檢查碳鋼及低合金鋼等磁成了較強的漏磁通。如在材料表面均撒磁性粉末，性材料焊接接頭表面和近表面的缺陷。這種方法的則磁粉就會在漏磁場堆集，顯示缺陷的位置、大小原理是基于鋼材焊接接頭中的缺陷改變了該部位的和形狀。磁阻，引起了磁力線的密集。當無缺陷的材料被磁磁粉探傷所能發(fā)現的缺陷已具有一定的尺寸。化時磁力線均勻地通過材料的橫截面。如果材料內因此所發(fā)現的缺陷應清除，必要時加以補焊。存在如圖4 所示的缺陷，則缺陷部位的磁阻突然發(fā)磁粉探傷原理如圖4 所示。圖 4 磁粉探傷原理圖1.5煤油滲透

12、試驗在焊縫的一面涂抹上白堊粉水溶液，待干燥后再在焊縫的另一面涂煤油。由于煤油表面張力小且具有較強的滲透能力，當焊縫存在穿透性缺陷時，涂于管壁表面的煤油將透過微小孔隙在涂有白堊粉的一面呈現出明顯的油斑或條帶。為判斷焊縫缺陷的位置，應及時觀察滲透的位置變化，時間過長將使?jié)B透煤油蔓延而無法判斷。檢驗時間一般為 20 分鐘左右。2 管道焊接接頭的檢驗方法的比較管道焊接接頭的檢驗方法各有優(yōu)缺點和不同的適用范圍，不同檢驗方法具體比較如表5 所示：序號焊縫檢驗方法1 外觀檢驗2 射線探傷3 超聲波探傷4 磁粉探傷5 滲透探傷表 5管道焊接接頭的檢驗方法的比較優(yōu)點缺點檢驗范圍簡單，直觀，費用最低。檢驗精度不夠

13、， 不能精確判定焊檢查焊縫外形尺寸和表面缺縫質量。陷。投射靈敏度高、 能永久保存費用高、設備笨重、不能發(fā)現發(fā)檢測焊縫近表面和內部缺陷。記錄。裂等一類線性缺陷。適用范圍廣，靈敏度高，對表面要求高、 不能確定缺陷性質檢測出任何部位 （表面、近表人體無害，運用靈活，可立和尺寸、檢測精度取決于探傷人面、內部）缺陷。焊縫厚度必即得出探傷結論，費用較員的經驗、 不能保存永久檢測記須大于 8mm。低，可檢厚度很高。錄，不能檢驗薄壁管焊縫。靈敏度高、速度快，能直觀不能檢測非鐵磁材料， 不能發(fā)現缺陷、操作方便、設備簡單、內部缺陷，表面質量要求高，難檢測表面及近表面微小缺陷。費用低。于確定缺陷深度。不受材料限制，

14、 不需專門設不能精確判定焊縫缺陷大小， 難備，操作簡單，不受檢測焊檢查表面及貫穿性缺陷以量化分級?？p厚度限制。3 燃氣管道安裝焊縫檢驗方法的選用管道焊后必須對焊縫進行外觀檢驗。工藝要GB50235 97工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)求焊縫系數為1 的焊縫或規(guī)定進行100射線照相或或超聲波檢驗的焊縫，其外觀質量不得低于GB50236 現場設備、工業(yè)管道焊范、 GB50236 98現場設備、工業(yè)管道焊接工程接工程施工及驗收規(guī)范的級焊縫標準；施工及驗收規(guī)范 、 SY/T 4103-1995 鋼質管道焊接及驗收、 SY0401 98輸油輸氣管線工程施工驗收規(guī)范、 CJJ 33 89城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及

15、驗收一般鋼質燃氣管道的焊縫外觀檢驗應符合GB50236 的級焊縫標準。焊縫的寬度以每邊超過坡口邊緣 2mm 為宜。規(guī)范、 GB50251 94輸氣管道工程設計規(guī)范、（ 2）滲透試驗DBJ08 65 97城市天然氣管道工程技術規(guī)程中可采用滲透試驗對管道焊縫進行初級試對不同壓力級制的燃氣管道焊縫檢驗均有明確的規(guī)驗，發(fā)現和檢查焊縫缺陷定。綜合上述規(guī)范條例，結合上海目前人口密集、（ 3）射線和超聲波探傷地下管線復雜等實際情況，提出上海燃氣管道工程1） 8MPa以上的高壓或超高壓燃氣管道，所有焊焊縫檢驗方法和規(guī)定：縫 100全周長 X 射線拍片探傷, 級焊縫合（ 1）外管檢驗格。對于管道壁厚大于或等于8

16、mm的焊件，可以先對焊縫進行 100全周長超聲波探傷 , 焊縫級合格， 然后再對所有焊縫 30進行全周長 X 射線探傷復檢 , 級焊縫合格。2） 中壓 A埋地管道（ 0.4MPa P0.2 MPa），燃氣管道所有焊縫 100全周長 X 射線拍片探傷 , 級焊縫合格。 對于管道壁厚大于或等于8mm的焊件，可以先對焊縫進行100全周長超聲波探傷，級焊縫合格。然后再對所有焊縫 20進行全周長 X 射線探傷復檢 , 級焊縫合格。3） 中壓 B埋地管道（ 0.2 MPaP 5kPa），燃氣管道所有焊縫 20全周長 X 射線拍片探傷 , 級焊縫合格。4） 中壓室內管道（ 0.4MPa P 5kPa），燃氣

17、管道所有焊縫 100全周長 X 射線拍片探傷 , 級焊縫合格。對于管道壁厚大于或等于8mm的焊件，可以先對焊縫進行 100全周長超聲波探傷，級焊縫合格。然后再對所有焊縫 30進行全周長 X 射線探傷復檢 , 級焊縫合格。5） 低壓埋地管道（P5kPa），燃氣管道所有焊縫 15全周長 X 射線拍片探傷 , 級焊縫合格。6） 低壓室內管道（P5kPa），燃氣管道所有焊縫 100全周長 X 射線拍片探傷 , 級焊縫合格。對于管道壁厚大于或等于 8mm的焊件，可以先對焊縫進行100 全周長超聲波探傷，級焊縫合格。然后再對所有焊縫 15進行全周長 X射線探傷復檢 , 級焊縫合格。7） 穿跨越河流、鐵路、公路等的管道焊縫以及室內地下管道（包括地下室及半地下室）焊縫均應進行100全周長X 射線探傷，級焊縫合格。（ 4） 磁粉檢驗對有特殊要求的燃氣管道可采用磁粉探傷檢查焊縫表面及近表面細小缺陷。4 結束語管道焊縫檢驗的各種方法各有優(yōu)缺點和不同的檢驗范圍，在實際設計和施工過程中，應嚴格按照相關規(guī)范