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X射线探伤与的区别
X射线探伤与的区别
————————————————————————————————作者:
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SY/TSY/T4109-2005与JB/TGB/T4730.2标准
关于X射线探伤质量分级的对比
李艳杰
(武汉市燃气热力规划设计院有限公司,武汉,430015)
摘要:
比较了JB/TGB/T4730.2-2005《承压设备无损检测》和SY/TSY/T4109-2005《石油天然气钢质管道无损检测》两个标准射线部分的不两只之处,包括焊缝质量分级、条纹夹渣、未焊透、内凹咬边、未熔合、烧穿评定分级等方面,便于无损检测工作者更好的理解标准和准确的使用标准,从而保证无损检测工作质量和工程焊接质量。
关键词:
射线探伤;标准对比;质量分级对比;
1范围
JB/TGB/T4730.2-2005适用的金属材料有碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、镍及镍合金。
SY/TSY/T4109适用的金属材料为碳素钢和低合金钢。
JB/TGB/T4730.2-2005检测对象主要是承压设备金属材料受压元件的熔化焊对接接头,也可检测支承件和结构件的熔化焊对接接头,规定测件壁厚为2~400mm。
SY/TSY/T4109的检测对象为管道环向对接接头,规定被测件壁厚为2~50mm。
2术语与定义
各种焊缝缺欠对焊缝质量的影响不同,下面介绍各种缺欠产生的原因及危害。
1)裂纹
定义:
焊缝中晶体结合遭到破环,形成新的界面产生的缝隙称为裂纹。
产生的原因:
1热裂纹的产生原因低熔共晶物和焊接应力
2冷裂纹的产生原因淬硬组织、含氢量及焊接应力
危害:
裂纹是焊接缺陷中危害最大的一种。
它的出现将显著减少承载面积,更严重的是裂纹端部形成尖锐缺口,应力高度集中,很容易扩展导致破坏。
尤其上冷裂纹,由于其延迟特性和快速脆断特性,带来的危害往往是灾难性的。
2)未熔合
定义:
是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。
产生的原因:
焊接电流过小;焊接速度过快;焊条角度不对;产后了电弧偏吹现象;焊接外于下坡焊位置,母材未熔化时已被铁水覆盖;母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。
危害:
未熔合是一种面积形缺陷,坡口未熔合对承载面积的减小非常明显,应力集中也比较严重,其危害性仅次于裂纹。
3)未焊透
定义:
未焊透是指母材金属未熔透,焊缝金属没有进入接头根部的现象。
产生的原因:
焊接电流小,熔深浅;坡口与间隙尺不合理,钝边太大;磁偏吹影响;焊条偏芯太大;焊根清理不良。
危害:
减少了焊缝的有效面积,使接头强度下降。
其次未焊透引起的应力集中所造成的危害,比强度下降的危害大的多。
未焊适严重降低焊缝的疲劳强度。
未焊透可能成为裂纹源,是造成焊缝破坏的重要原因。
4)夹渣
定义:
夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。
产生的原因:
坡口尺寸不合理;坡口有污物;多层焊时,层间清渣不彻底;焊接线能量小;焊缝散热太快,液态金属凝固过快;焊条药皮、焊剂化学成分不合理;熔点过高,冶金反应不完全,脱渣性不好;手工焊时,焊条摆动为良,不利于熔渣上浮。
危害:
点状夹渣的危害与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端有可能成为裂纹源较大。
5)气孔
定义:
气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。
产生的原因:
母材或填充金属表面有绣、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量。
焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气逸出。
危害:
气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低了接头强度,降低塑性,还会引起泄漏。
气孔也是引起应力集中的因素。
氢气孔还可能促成冷裂纹。
6)表面缺陷
主要包括咬边、焊瘤、凹坑、未焊满、烧穿等其它缺陷。
从以上资料可以看出,危害性最大的为裂纹,依次为未熔合、未焊透、夹渣、气孔、表面缺欠。
3质量分级的依据
等级
SY/T4109
GB/T4730.2
Ⅰ
不允许存在裂纹、未熔合、未焊透、条状夹渣、烧穿和内咬边。
不允许存在裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷、根部内凹、根部咬边。
Ⅱ
不允许存在裂纹、表面未熔合和黑度大于或等于较薄侧母材黑度的烧穿。
不允许存在裂纹、未熔合、双面焊以及加垫板单面焊中的未焊透。
Ⅲ
不允许存在裂纹、表面未熔合。
Ⅳ
超过Ⅲ级者。
超过Ⅲ级者。
4质量分级的对比
1)圆形缺陷分级评定的对比
a)定义:
长宽比小于或等于3的缺欠定义为圆形缺欠。
他们可以是圆形、椭圆形、锥形或带有尾巴(在测定尺寸时应包括尾部)等不规则形状,包括气孔、夹渣和夹钨。
b)评定区域:
SY/T4109
母材厚度
mm
≤25
>25~50
评定区尺寸
mmxmm
10x10
10x20
GB/T4730.2
母材厚度
mm
≤25
>25~80
评定区尺寸
mmxmm
10x10
10x20
c)缺欠点数的换算:
评定圆形缺欠时,应将缺欠尺寸按下表换算成缺欠点数。
d)不记点数的缺欠尺寸见下表。
母材厚度Tmm
缺欠长度mm
SY/T4109
≤25
≤0.5
>25~50
≤0.7
GB/T4730.2
≤25
≤0.4
>25~40
≤0.6
e)圆形缺欠的分级
各级别对接接头允许的圆形缺陷最多点数见下表。
SY/T4109:
GB/T4730.2:
结论:
从以上资料可以看出,SY/T4109与GB/T4730.2在评定区域及缺欠点数的换算标准是一致的,但在等级评定标准结果中,SY/T4109的各等级标准比GB/T4730.2的各等级的标准高出很多。
2)条状夹渣分级评定的对比
a)定义:
长宽比大于3的夹渣定义为条状夹渣(包括条孔)。
(SY/T4109)
b)质量分级:
因SY/T4109中外径小于89mm的评定标准高于外径大于89的评定标准,所以本次以外径大于89mm管道对接接头条状夹渣的质量分级作对比数据依据。
质量级别
缺欠宽度mm
单个缺欠长度mm
缺欠总长度
SY/T4109
Ⅱ
≤2
≤T/3
最小可为10
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过25mm
Ⅲ
≤2T/3
最小可为15
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过50mm
Ⅳ
大于Ⅲ级者
GB/T4730.2
Ⅱ
——
≤T/3且≤20
最小可为4
在长度为12T的任意选定条形缺陷评定区内,相邻缺陷间距不超过6L的任一组条形缺陷的累计长度不超过T,但最小可为4
Ⅲ
≤2T/3且≤30
最小可为6
在长度为6T的任意选定条形缺陷评定区内,相邻缺陷间距不超过3L的任一组条形缺陷的累计长度不超过T,但最小可为6
Ⅳ
大于Ⅲ级者
注:
L为该组条形缺欠中最长缺陷本身的长度;T不母材公称厚度。
结论:
从以上资料可以看出,GB/T4730.2中条型缺欠的宽度比SY/T4109的宽。
单个缺欠的最大长度GB/T4730.2要比SY/T4109最小值小。
所以在条形缺欠的等级评定标准中GB/T4730.2严格于SY/T4109。
3)未焊透分级评定的对比
大径管(>89mm)对接焊缝的对比如下:
质量级别
单个缺欠长度mm
缺欠总长度
SY/T4109
中间未焊透
Ⅱ
≤12.5
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过25mm
Ⅲ
≤25
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过50mm
Ⅳ
大于Ⅲ级者或缺欠的射线影像黑度超过相邻较薄侧母材黑度者
根部未焊透
Ⅱ
≤10
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过20mm
Ⅲ
≤12.5
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过25mm
Ⅳ
大于Ⅲ级者或根部未焊透的射线影像黑度超过相邻较薄侧母材黑度者
错边未焊透
Ⅱ
≤25
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过50mm
Ⅲ
≤50
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过75mm
Ⅳ
大于Ⅲ级者或根部未焊透的射线影像黑度超过相邻较薄侧母材黑度者
GB/T4730.2
未焊透
Ⅱ
≤T/3且≤20
最小可为4
在任意6T长度区内应不大于T(最小可为4),且任意300长度范围内总长度不大于30
Ⅲ
≤2T/3且≤30
最小可为6
在任意3T长度区内应不大于T(最小可为6),且任意300长度范围内总长度不大于40
Ⅳ
大于Ⅲ级者
小径管(≤89mm)对接焊缝的对比如下:
质量级别
单个缺欠长度mm
连续或断续未焊透总长度占圆周总长度的百分比
SY/T4109
Ⅱ
12
≤10%,且不大于18mm
Ⅲ
25
≤15%,且不大于25mm
Ⅳ
大于Ⅲ级者或缺欠的射线影像黑度超过相邻较薄侧母材黑度者
GB/T4730.2
Ⅱ
_
≤10%
Ⅲ
_
≤15%
Ⅳ
大于Ⅲ级者
结论:
从以上资料可以看出,对于小径管(≤89mm),SY/T4109对焊缝未焊透的评定标准都要高于GB/T4730.2。
而对于大径管(≥89mm),GB/T4730.2对未焊透的评定等级要高于SY/T4109。
而且GB/T4730.2中对于未焊透的深度做了详细的要求,SY/T4109无对未焊透深的要求。
4)内凹、咬边分级评定的对比
外径大于89mm管道对接接头内凹的质量分级对比
质量级别
单个缺欠长度mm
缺欠总长度
SY/T4109
Ⅱ
≤25
≤10%,且不大于50mm
Ⅲ
≤50
≤15%,且不大于75mm
Ⅳ
大于Ⅲ级者
GB/T4730.2
Ⅱ
_
在任意3T长度区内不大于T;总长度不大于100
Ⅲ
_
Ⅳ
大于Ⅲ级者
外径小于89mm管道对接接头内凹的质量分级对比
质量级别
单个缺欠长度mm
缺欠总长度
SY/T4109
Ⅱ
≤15%,且不大于25mm
Ⅲ
≤20%,且不大于35mm
Ⅳ
大于Ⅲ级者
GB/T4730.2
Ⅱ
≤30%
Ⅲ
Ⅳ
大于Ⅲ级者
外径大于89mm管道对接接头咬边的质量分级对比
质量级别
缺欠总长度
SY/T4109
Ⅱ
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过30mm
Ⅲ
任何连续300mm的焊缝长度内,其累计长度不得超过50mm
Ⅳ
大于Ⅲ级者
GB/T4730.2
Ⅱ
在任意3T长度区内不大于T;总长度不大于100
Ⅲ
Ⅳ
大于Ⅲ级者
外径小于89mm管道对接接头咬边的质量分级对比
质量级别
单个缺欠长度mm
缺欠总长度
SY/T4109
Ⅱ
≤10%
Ⅲ
≤15%
Ⅳ
大于Ⅲ级者
GB/T4730.2
Ⅱ
≤30%
Ⅲ
Ⅳ
大于Ⅲ级者
结论:
从以上资料可以看出,对于内凹与咬边的评定标准,SY/T4109相对于GB/T4730.2来说严格很多。
5)未熔合分级评定的对比
GB/T4730.2在分级依据中,Ⅰ级、Ⅱ级与Ⅲ级的分级标准中都“不允许存在焊缝未熔合的情况”,所以在GB/T4730.2中对于未熔合的内详没有介绍。
SY/T4109分级中,Ⅱ级、Ⅲ级评定标准中为“不允许存在表面未熔合”,对于根部未熔合与夹层未熔合的质量分级在文中亻了详细交待。
具体如下:
6)烧穿分级评定的对比
SY/T4109:
GB/T4730.2:
无烧穿质量分级的介绍。
7)综合评定的比较
SY/T4109
GB/T4730.2
综合
评定
任何连续300mm的焊缝长度中,Ⅱ级对接接头内条状夹渣、未熔合(根部未焊透和夹层未熔合)及不焊透(根部未焊透或中间未焊透)的累计长度不超过35mm;Ⅲ级Ⅱ级对接接头内条状夹渣、未熔合(根部未焊透和夹层未熔合)及不焊透(根部未焊透或中间未焊透)的累计长度不超过35mm;
在条形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时,应进行综合评级。
对各类缺陷分别评定级别,取质量级别最低的级别作为综合评级的级别;当各类缺陷的级别相同时,则降低一级作为综合评级的级别。
5、总结
从各类缺陷评定标准来看,GB/T4730.2中各质量分级中对裂纹、未熔合及未焊透三个重要原因的评定标准均高于SY/T4109。
而对于危害性较小的表面缺陷的要求相对于SY/T4109要放宽些,但综合来看,GB/T4730.2对于一条焊缝的质量要求是高于SY/T4109的,笔者认为GB/T4730.2在小壁厚的情况下可以替代SY/T4109作为输气站场的射线探伤检验的标准。
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- 射线 探伤 区别