按照J(rèn)B/T4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》第2部分射線(NB/T47013.1~13-2015標(biāo)準(zhǔn))檢測(cè)篇介紹,焊接接頭中的缺陷按性質(zhì)區(qū)分為裂紋、未熔合、未焊透、條形缺陷和圓形缺陷五類。
在《射線檢測(cè)評(píng)片》欄目中將介紹該五類性質(zhì)的缺陷成因、缺陷評(píng)片技巧、評(píng)級(jí)方法,分享在工作中遇見的射線檢測(cè)案例。本文介紹圓形缺陷(氣孔、密集氣孔、夾渣、夾鎢)評(píng)片技巧和缺陷定量評(píng)級(jí)。
一、圓形缺陷的評(píng)片
缺陷長(zhǎng)寬之比小于等于3(L/N<=3),且非裂紋、未焊透和未熔合危害性缺陷。對(duì)接接頭焊縫常見的圓形缺陷包括圓形氣孔、非金屬夾渣、夾鎢等性質(zhì)缺陷。
圓形缺陷示意圖
1、氣孔
(1)氣孔成因
在《焊縫氣孔形成機(jī)理及超聲檢測(cè)波形特性》文中詳細(xì)介紹了焊縫氣孔形成的原因。氣孔分為單個(gè)氣孔和密集性氣孔。氣孔降低了焊縫的金屬致密性,降低焊接接頭的強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能。
(2)氣孔射線成像特點(diǎn)
氣孔內(nèi)部充滿氣體,射線穿過氣孔幾乎不會(huì)形成材質(zhì)衰減。在射線底片上氣孔呈暗色斑點(diǎn),中心黑度較大。單個(gè)氣孔邊緣較淺平滑過渡,輪廓規(guī)則較清晰,密集氣孔成團(tuán)狀。氣孔大多是球形的,也可以有其它形狀,氣體的形狀與焊接條件密切有關(guān)。
單個(gè)氣孔缺陷
密集性氣孔
2、非金屬夾渣
(1)夾渣成因
焊縫夾渣形成原因主要有以下幾點(diǎn):
在焊接每層焊道層間清渣不干凈;
焊接電流過小、焊接速度過快;
焊接操作過程不當(dāng);
母材坡口設(shè)計(jì)加工不當(dāng);
液態(tài)金屬冷卻速度過快等;
第一條是焊縫產(chǎn)生夾渣的直接原因,第二到第五條原因是由于焊渣在液態(tài)金屬中浮渣不及時(shí)而殘留在焊縫中。
焊縫中存在非金屬夾渣,當(dāng)焊縫承受應(yīng)力過程中在夾渣周圍會(huì)形成裂紋擴(kuò)展,裂紋發(fā)展到一定程度焊縫開裂。夾渣嚴(yán)重降低了焊接件強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能。
(2)夾渣射線成像特點(diǎn)
焊縫金屬包裹著非金屬夾雜物形成夾渣、射線穿過夾渣有一定的衰減,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于焊縫金屬對(duì)射線的衰減。射線底片上夾渣呈暗色斑點(diǎn),黑度分布無規(guī)律,輪廓不圓滑不規(guī)則,小點(diǎn)狀?yuàn)A渣輪廓較不清晰。
非金屬夾渣
3、夾鎢
(1)夾鎢成因
鎢極承載電流的能力較差,過大的電流會(huì)引起鎢極熔化和蒸發(fā),其微粒有可能進(jìn)入熔池,形成夾鎢。
(2)夾渣射線成像
金屬鎢射線的衰減系數(shù)比鋼大,透過金屬鎢后的射線能量比鋼低,膠片吸收射線產(chǎn)生的光電子更少。在底片上成亮色,輪廓清晰。
夾鎢缺陷
以下為實(shí)際工作中的射線底片
夾渣和圓形氣孔缺陷底片
夾渣氣孔夾鎢缺陷底片
圓形缺陷(鏈狀氣孔)底片
密集氣孔缺陷底片
雙影雙壁透照?qǐng)A形缺陷底片
蟲狀氣孔底片
二、圓形缺陷的評(píng)級(jí)
圓形缺陷的評(píng)級(jí)參考JB/T4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》第2部分射線檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)講解,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評(píng)級(jí)方法:
“5.1.5.1 圓形缺陷用圓形缺陷評(píng)定區(qū)進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)評(píng)定,圓形缺陷評(píng)定區(qū)為一個(gè)與焊縫平行的矩形,其尺寸見表8。圓形缺陷評(píng)定區(qū)應(yīng)選在缺陷最嚴(yán)重的區(qū)域。
5.1.5.2 在圓形缺陷評(píng)定區(qū)內(nèi)或與圓形缺陷評(píng)定區(qū)邊界線相割的缺陷均應(yīng)劃入評(píng)定區(qū)內(nèi)。將評(píng)定區(qū)內(nèi)的缺陷按表9的規(guī)定換算為點(diǎn)數(shù),按表10的規(guī)定評(píng)判焊接接頭的質(zhì)量級(jí)別。“
表8 缺陷評(píng)定框
表9 缺陷點(diǎn)數(shù)換算表
表10 缺陷評(píng)級(jí)表
舉例說明:
例子:若母材公稱厚度(母材測(cè)量厚度)為19mm,首先判斷底片上的缺陷非裂紋、未焊透和未熔合危害性缺陷。再根據(jù)表8采用10×10的正方形評(píng)定框,框住最嚴(yán)重的部位,測(cè)量缺陷的長(zhǎng)度。若在該評(píng)定框內(nèi)分別有編號(hào)為A、B、C、D四個(gè)缺陷,測(cè)量長(zhǎng)度分別為3mm、4mm、2mm、5mm。
根據(jù)表9換算成點(diǎn)數(shù)分別為3個(gè)、6個(gè)、2個(gè)、10個(gè),總共點(diǎn)數(shù)相加為3+6+2+10=21個(gè)點(diǎn)。母材厚度為18mm,共換算為21個(gè)點(diǎn)大于III的最大點(diǎn)數(shù)18,根據(jù)表10評(píng)為IV級(jí)。若驗(yàn)收等級(jí)為III級(jí),則該焊接件焊縫質(zhì)量不合格。
備注:
1、>1-2表示,大于1且小于等于2(該范圍包含2不包含1)。
2、由于材質(zhì)或結(jié)構(gòu)等原因,進(jìn)行返修可能會(huì)產(chǎn)生不利后果的焊接接頭,經(jīng)合同各方同意,各級(jí)別的圓形缺陷點(diǎn)數(shù)可放寬1點(diǎn)~2點(diǎn)。(比如在測(cè)量圓形缺陷點(diǎn)在換算成點(diǎn)數(shù),若點(diǎn)數(shù)為18,母材厚度為19mm,嚴(yán)格按照J(rèn)B/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)級(jí)表評(píng)為IV級(jí)。若放寬1點(diǎn),則為17點(diǎn)評(píng)為III。)
3、對(duì)致密性要求高的焊接接頭,制造方底片評(píng)定人員應(yīng)考慮將圓形缺陷的黑度作為評(píng)級(jí)的依據(jù),將黑度大的圓形缺陷定義為深孔缺陷,當(dāng)焊接接頭存在深孔缺陷時(shí),焊接接頭質(zhì)量評(píng)為Ⅳ級(jí)。
4、如下表中所示,母材厚度在規(guī)定范圍內(nèi)不計(jì)點(diǎn)數(shù)的缺陷尺寸。若母材公稱厚度為23mm,當(dāng)缺陷長(zhǎng)徑小于0.5mm,則該缺陷不計(jì)入點(diǎn)數(shù)換算。
缺陷不計(jì)點(diǎn)數(shù)的缺陷尺寸