按照JB/T4730-2005《承壓設備無損檢測》第2部分射線(NB/T47013.1~13-2015標準)檢測篇介紹,焊接接頭中的缺陷按性質區(qū)分為裂紋、未熔合、未焊透、條形缺陷和圓形缺陷五類。
在《射線檢測評片》欄目中將介紹該五類性質的缺陷成因、缺陷評片技巧、評級方法,分享在工作中遇見的射線檢測案例。本文介紹圓形缺陷(氣孔、密集氣孔、夾渣、夾鎢)評片技巧和缺陷定量評級。
一、圓形缺陷的評片
缺陷長寬之比小于等于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《焊縫氣孔形成機理及超聲檢測波形特性》文中詳細介紹了焊縫氣孔形成的原因。氣孔分為單個氣孔和密集性氣孔。氣孔降低了焊縫的金屬致密性,降低焊接接頭的強度、韌性等力學性能。
(2)氣孔射線成像特點
氣孔內部充滿氣體,射線穿過氣孔幾乎不會形成材質衰減。在射線底片上氣孔呈暗色斑點,中心黑度較大。單個氣孔邊緣較淺平滑過渡,輪廓規(guī)則較清晰,密集氣孔成團狀。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。
單個氣孔缺陷
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:
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;
母材坡口設計加工不當;
液態(tài)金屬冷卻速度過快等;
第一條是焊縫產生夾渣的直接原因,第二到第五條原因是由于焊渣在液態(tài)金屬中浮渣不及時而殘留在焊縫中。
焊縫中存在非金屬夾渣,當焊縫承受應力過程中在夾渣周圍會形成裂紋擴展,裂紋發(fā)展到一定程度焊縫開裂。夾渣嚴重降低了焊接件強度、韌性等力學性能。
(2)夾渣射線成像特點
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,但遠遠小于焊縫金屬對射線的衰減。射線底片上夾渣呈暗色斑點,黑度分布無規(guī)律,輪廓不圓滑不規(guī)則,小點狀夾渣輪廓較不清晰。
非金屬夾渣
3、夾鎢
(1)夾鎢成因
鎢極承載電流的能力較差,過大的電流會引起鎢極熔化和蒸發(fā),其微粒有可能進入熔池,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
雙影雙壁透照圓形缺陷底片
蟲狀氣孔底片
二、圓形缺陷的評級
圓形缺陷的評級參考JB/T4730-2005《承壓設備無損檢測》第2部分射線檢測標準講解,該標準規(guī)定的評級方法:
“5.1.5.1 圓形缺陷用圓形缺陷評定區(qū)進行質量分級評定,圓形缺陷評定區(qū)為一個與焊縫平行的矩形,其尺寸見表8。圓形缺陷評定區(qū)應選在缺陷最嚴重的區(qū)域。
5.1.5.2 在圓形缺陷評定區(qū)內或與圓形缺陷評定區(qū)邊界線相割的缺陷均應劃入評定區(qū)內。將評定區(qū)內的缺陷按表9的規(guī)定換算為點數(shù),按表10的規(guī)定評判焊接接頭的質量級別。“
表8 缺陷評定框
表9 缺陷點數(shù)換算表
表10 缺陷評級表
舉例說明:
例子:若母材公稱厚度(母材測量厚度)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的正方形評定框,框住最嚴重的部位,測量缺陷的長度。若在該評定框內分別有編號為A、B、C、D四個缺陷,測量長度分別為3mm、4mm、2mm、5mm。
根據(jù)表9換算成點數(shù)分別為3個、6個、2個、10個,總共點數(shù)相加為3+6+2+10=21個點。母材厚度為18mm,共換算為21個點大于III的最大點數(shù)18,根據(jù)表10評為IV級。若驗收等級為III級,則該焊接件焊縫質量不合格。
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、由于材質或結構等原因,進行返修可能會產生不利后果的焊接接頭,經合同各方同意,各級別的圓形缺陷點數(shù)可放寬1點~2點。(比如在測量圓形缺陷點在換算成點數(shù),若點數(shù)為18,母材厚度為19mm,嚴格按照JB/T4730.2-2005標準的評級表評為IV級。若放寬1點,則為17點評為III。)
3、對致密性要求高的焊接接頭,制造方底片評定人員應考慮將圓形缺陷的黑度作為評級的依據(jù),將黑度大的圓形缺陷定義為深孔缺陷,當焊接接頭存在深孔缺陷時,焊接接頭質量評為Ⅳ級。
4、如下表中所示,母材厚度在規(guī)定范圍內不計點數(shù)的缺陷尺寸。若母材公稱厚度為23mm,當缺陷長徑小于0.5mm,則該缺陷不計入點數(shù)換算。
缺陷不計點數(shù)的缺陷尺寸