第四部分焊接质量检验

第四部分焊接质量检验焊接质量检验是保证焊接产品质量优良，防止废品出厂的重要措施；通过检验可以发现制造过程中发生的质量问题，找出原因，消除缺陷，使新产品或新工艺得到应用，质量得到保证；在正常生产中，通过完善的质量检验制度，可以及时消除生产过程中的缺陷，防止类似的缺陷重复出现，减少返修次数，节约工时、材料，提高产品使用寿命，从而降低成本；由于焊接检验技术的发展，也促进了焊接结构得到了更为广泛的应用。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．1焊接质量检验的分类焊接质量的检验方法分为破坏性检验、非破坏性检验和声发射3类。破坏性检验主要包括焊缝的化学成分分析、金相组织分析和力学性能试验，主要用于科研和新产品试生产；非破坏性检验又称无损检验，是指在不损坏被检验材料或成品的性能、完整性的条件下进行检测缺陷的方法。由于不对产品产生损害，因此在焊接质量检验中占有很重要的地位。声发射检测具有其他检验方法所不具备的动态无损检测的特点，是利用材料在应力或外力作用下产生变形或断裂时所出现的声发射信号，确定其中缺陷的产生、运动和发展情况。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．1焊接质量检验的分类1、破坏检验①力学性能试验：拉伸(室温、高温)试验、弯曲试验、硬度试验、冲击试验、断裂韧性试验、疲劳试验及其他试验。②化学分析试验：化学成分分析试验、腐蚀试验、含氢量测定试验。③金相检验：宏观组织检验、微观组织检验、断口分析(成分和形貌)检验。④其他：如焊接性试验、事故分析等。4．1．1焊接质量检验的分类2．非破坏性检验(1)外观检查(2)无损检验①表面检查：磁粉探伤(MT)；渗透探伤(PT)，包括：着色和荧光检验。②内部检查：超声探伤(UT)；射线探伤(RT)，包括，x射线、γ射线和高能射线探伤③接头的强度试验：水压试验、气压试验。④致密性检验：气密性试验、氨渗漏试验等。3．声发射检测4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程焊接的检验过程，基本上由焊前检验、焊接过程检验、焊后检验、安装调试质量检验和产品服役质量检验等5个环节组成，其中前3个过程是构件生产过程中的焊接检验过程。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程1．焊前检验焊前检验是指焊件投产前应进行的检验工作，是焊接检验的第一阶段，其目的是预先防止和减少焊接时产生缺陷的可能性。包括的项目有以下几方面。①检验焊接基本金属、焊丝、焊条的型号和材质是否符合设计或规定的要求。②检验其他焊接材料，如埋弧自动焊剂的牌号、气体保护焊保护气体的纯度和配比等是否符合工艺规程的要求。③焊接工艺措施进行检验，以保证焊接能顺利进行。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程1．焊前检验包括的项目有以下几方面：④检验焊接坡口的加工质量和焊接接头的装配质量是否符合图样要求。⑤检验焊接设备及其辅助工具是否完好，接线和管道连接是否合乎要求。⑥检验焊接材料是否按照工艺要求进行去锈、烘干、预热等。⑦对焊工操作技术水平进行鉴定。⑧检验焊接产品图样和焊接工艺规程等技术文件是否齐备。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程2．焊接过程检验焊接过程中的检验是焊接检验的第二阶段，由焊工在操作过程中进行，其目的是为了防止由于操作原因或其他特殊因素的影响而产生的焊接缺陷，便于及时发现问题并加以解决，包括以下几方面：①检验在焊接过程中焊接设备的运行情况是否正常。②对焊接工艺规程和规范规定的执行情况进行检验。③检验焊接夹具在焊接过程中的夹紧情况是否牢固。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程2．焊接过程检验焊接过程检验包括以下几方面：④检验操作过程中可能出现的未焊透、夹渣、气孔、烧穿等焊接缺陷等。⑤焊接接头质量的中间检验，如厚壁焊件的中间检验等。焊前检验和焊接过程中检验，是防止产生缺陷、避免返修的重要环节。尽管多数焊接缺陷可以通过返修来消除，但返修要消耗材料、能源、工时，增加产品成本。通常返修要求采取更严格的工艺措施，造成工作的麻烦，而返修处可能产生更为复杂的应力状态，成为新的影响结构安全运行的隐患。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程3．焊后检验焊后检验，需按产品的设计要求逐项检验。包括的项目主要有：检验焊缝尺寸、外观及探伤情况是否合格；产品的外观尺寸是否符合设计要求；变形是否控制在允许范围内；产品是否在规定的时间内进行了热处理等。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程3．焊后检验成品检验方法有破坏性和非破坏性两大类，有多种方法和手段，具体采用哪种方法，主要根据产品标准、有关技术条件和用户的要求来确定。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程4．安装调试质量检验包括两个方面：其一，现场组装的焊接质量的检验；其二，对产品制造时的焊接质量进行现场复查。4．1焊接质量检验的分类及检验过程4．1．2焊接质量检验过程5．产品服役质量的检验主要包括产品运行期间的质量监控、产品检修质量的复查、服役产品质量的现场处理和焊接结构破坏事故的现场调查分析等4个方面。4．2非破坏性检验非破坏性检验又称无损检验，是指在不损坏被检验材料或成品的性能、完整性的条件下进行检测缺陷的方法，包括外观检验、强度检验、致密性检验和无损探伤检验。4．2非破坏性检验4．2．1外观检验外观检验是用肉眼借助样板、焊接检验尺或用低倍(约10倍)放大镜及量具观察焊件，检查焊缝的外形尺寸是否符合要求以及有无焊缝外气孔、咬边、满溢以及焊接裂纹等表面缺陷的方法，所以也称为目视检查。它是一种非常简便而应用很广泛的检验方法，是产品检验的一个重要内容。如焊缝万能量规(焊口检测器)、样板等4．2非破坏性检验4．2．1外观检验外观检验在检查前，应将焊缝附近10～20mm焊件上的飞溅和污物清理干净，在检查过程中应特别注意焊缝有无偏离，表面有无裂纹、气孔等缺陷。通过外观检查还可估计焊缝内部可能存在的缺陷，如焊缝表面出现咬边和焊瘤，则内部可能会有未焊透或未熔合；焊缝表面多孔，则内部可能存在密集气孔、疏松或夹渣。4．2非破坏性检验4．2．2强度检验强度试验是利用对产品进行超载试验来判断接头强度及受压元件是否合格，包括水压试验和气压试验。1．水压试验水压试验应在除最终热处理之外的所有生产工序完成后进行。其目的是检查容器焊缝的致密性以及接头与受压元件的强度。1．水压试验试验前堵好所有的接管开孔．并擦净容器。试验时用干净的淡水灌满整个容器，然后用高压水泵将压力缓慢升至试验压力(一般为工作压力的1.25～1.5倍)。在此压力下至少保持30min，再将压力降至试验压力的80％，并持续足够长的时间，以便对所有焊缝和连接部位进行检查。可沿焊缝边缘15～20mm处用0.4～0.5kg重的圆头小锤敲击，焊缝表面不渗漏即为合格。如果渗漏，则应作标记，以便清除焊缝中的缺陷。修补后应重新进行水压试验。4．2．2强度检验2．气压试验气压试验比水压试验迅速灵敏，且试验后不必排水，对排水困难的产品尤为适合。但气压试验要比水压试验的危险性大，由于气体易被压缩，试验时容器内将积蓄大量能量而可能引起爆炸，故必须加强防护措施。气压试验步骤1)气压试验时一般采用干燥而清洁的空气。将压力缓慢升至试验压力的10％后，持续5分钟，进行初次泄漏检查。2)如有泄漏，修补后重新试压。3)初检合格后，再继续缓慢升压至规定试验压力的50％，随后按10％试验压力的级差逐级升压至最高试验压力，持续10分钟后降至工作压力，进行泄漏检查。4)如发现泄漏，应立即卸压、修补。确认修补合格后，重新做气压试验。4．2．3致密性检验致密性检验的目的是为了检查焊缝的致密性，应在焊缝经外观检查后进行，主要用来发现贮存液体或气体容器焊缝内的贯穿性裂纹、气孔、夹渣、未焊透等不致密缺陷。1．气密性试验操作方法与气压试验相同，但试验压力为容器的设计压力。4．2．3致密性检验2．氨渗漏试验首先在容器焊缝表面贴一条比焊缝宽10～20mm的石蕊试纸或涂料显色剂。然后向密封好的容器通入含氨1％(体积比)的压缩空气。压缩空气的压力应高于500kPa。保压5～30min后检查纸条是否变色。如纸带上发现变色现象，即为泄漏部位。修补后应重新进行试验。4．2．3致密性检验3．吹气试验用压缩空气正对焊缝的一面猛吹，焊缝的另一面涂以肥皂水，若有气泡出现说明有缺陷存在。试验时，要求压缩空气的压力大于405.3kPa，喷嘴到焊缝表面的距离不得超过30mm。准确率要低于氨渗漏试验且受外界温度条件的限制。4．2．3致密性检验4．煤油渗漏试验该试验适合于低压薄壁的敞口容器。试验时，将焊缝表面清理干净，在较容易发现和修补缺陷的一面涂石灰水，待干燥后再在焊缝的一面涂抹浸润。由于煤油的粘度和表面张力很小，且具有透过极小的贯穿性缺陷的能力。如焊缝中有穿透性缺陷，煤油就会渗透过去，在石灰粉上形成明显的油斑。经30min白粉无油浸为合格。4．2．3致密性检验5．真空试漏法对某些无法从两面进行试验的焊缝(如罐底)可采用真空试漏法。在焊缝表面涂肥皂水，将真空箱放在涂肥皂水的焊缝上，靠密封橡皮与罐底表面紧贴，以防止漏气。然后抽真空，当在真空箱的有机玻璃罩外见到焊缝表面附近有肥皂泡时，就可判断缺陷所在部位。4．2．4无损探伤检验不损坏被检查材料或成品的性能和完整性而检测其缺陷的方法称为无损(探伤)检验。常用的无损检验方法有超声、射线(x，γ)照相、磁粉、渗透(荧光、着色)等。超声探伤和射线探伤适于焊缝内部缺陷的检测；磁粉探伤和渗透探伤则用于焊缝表面质量检验。注意：每一种无损探伤方法均有其优点和局限性，各种方法对缺陷的检出机率既不会有100％，也不会完全相同。因而应根据焊缝材质、结构及探伤方法的特点、验收标准等来进行选择。4．3破坏性检验破坏性检验是从焊件或试件上切取试样，或以产品(或模拟体)的整体破坏做试验，测定焊接接头、焊缝及熔敷金属的强度、塑性和冲击吸收功等力学性能及耐腐蚀性能等。它包括力学性能试验、化学分析、腐蚀试验、金相检验、焊接性试验等。4．3破坏性检验4．3．1力学性能试验力学性能一般包括拉伸、弯曲、冲击、压扁、硬度及疲劳等试验，焊接试样的材料、坡口形式、焊接工艺等与产品的实际情况相同。1．拉伸试验拉伸试验可以用来测定接头或焊缝金属的抗拉强度、屈服极限、断面收缩率和延伸率等力学性能指标。一般接头拉伸试样为垂直于焊缝的横向板状试样；焊缝金属则为纵向圆试样。4．3破坏性检验4．3．1力学性能试验1．拉伸试验在试板上截取试样尽可能用机械加工方法。若用热切割取样，则划线时必须留出气割余量，并将气割面的热影响区全部加工掉，以便真实地反映接头的性能。拉伸试验的评定是以接头的常温抗拉强度与高温强度均应不低于母材标准规定值的下限标准。焊接接头的拉伸试验应按GB《焊接接头拉伸试验方法》标准进行，焊缝金属的拉伸试验有关规定应按GB《焊缝及熔敷拉伸试验方法》标准进行。4．3破坏性检验4．3．1力学性能试验2．弯曲试验弯曲试验可以用来测定焊接接头或焊缝金属的塑性变形能力。弯曲试样也有纵、横之分，一般用横向试样，其形状尺寸国标也有规定。焊缝金属的弯曲试样通常采用纵向试样。按弯曲试样的受拉面在焊缝中的位置可分为面弯、背弯和侧弯。面弯与背弯时受拉面分别在焊缝的表面层和底层。侧弯则是焊缝的横截面受弯，故可测定整个接头的塑性变形能力。4．3破坏性检验4．3．1力学性能试验2．弯曲试验弯曲试验结果的合格标准，国内是按钢种的弯曲角度下限来判别的。如碳钢、奥氏体钢是180º，低合金高强钢和奥氏体不锈钢为100º，铬钼和铬钼钡耐热钢为50º。试样弯至上列角度后，其受拉面上如有长度大于1．5mm的横向裂纹或缺陷，或者有大于3mm的纵向裂纹或缺陷，就认为不合格。焊接接头的弯曲试验有关规定应按GB／T2653--1989((焊接接头弯曲及压扁试验方法》标准进行。4．3破坏性检验4．3．1力学性能试验3．冲击试验冲击试验可以测定焊接接头各区的缺口韧性，从而检验接头的抗脆性断裂能力。冲击韧性试验对压力容器是必不可少的，分