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所以，在压力容器中，全焊透结构不允许存在未焊透缺陷。
错边是指对接焊缝的两个接头不平齐而产生的位错，角变形是指对接焊缝两边虽已对平，但两块板的中心线不在同一直线上，即在焊缝处有折角。
角变形主要由焊接变形产生，而错边是由于卷板和焊前装配错误造成的。
这两种缺陷，主要是在焊缝局部区域会因结构不连续而产生附加弯曲应力。
咬边是指焊缝与基体金属之间出现的凹陷，它将造成应力集中。
试验研究结果表明，咬边严重时其应力集中系数往往超过3，对脆性断裂、疲劳寿命和抗应力腐蚀能力均会带来不良后果。
未焊满系指焊缝坡口未被熔注金属填满，因而使焊缝的高度低于基体金属。
焊缝余高过大是指焊缝上熔液金属超出基体金属表面的高度，超过了标准允许的范围。
未焊满和余高过大，均属形状不连续区，因而会造成应力集中，妨碍无损探伤的操作，严重时易在该处诱发缺陷。
1968年4月，日本千叶发生的球形容器脆性破坏事故，其主要原因就是由于焊缝外部形状和尺寸造成的缺陷。
该球形容器容积为1000m3，内径，顶板厚27mm，底板厚28mm。
在现场装配焊接时，把顶板上一块厚27mm的月牙板，错用在底极板上，因顶极板比底极板小20mm，焊缝对不上，不得不另嵌进钢板再进行焊接，焊缝两侧错边约3mm，角变形约6°
～7°
。
结果在水压试验时，整个球体突然破裂，裂缝全长约1000mm，并有一块230×
70mm的碎片飞出。
事后查明，裂缝是从错边及角变形处开始的，因而认为这是脆断的主要原因。
⑵焊接缺陷对脆性断裂的影响
脆断是一种低应力下的破坏，而且具有突发性，事先难以发现和加以预防，危害极大。
一般认为，结构中缺陷造成的应力集中越严重，脆性断裂的危险性越大。
如上所述，裂纹对脆性断裂的影响最大，其影响程度不仅与裂纹的尺寸、形状有关，而且与所在的位置有关。
如果裂纹位于高值拉应力区就容易引起低应力破坏；
若位于结构的应力集中区，则更危险。
此外，错边和角变形引起的附加弯曲应力，对结构的脆性破坏也有影响，并且角变形越大，破坏应力越低。
⑶焊接缺陷对疲劳强度的影响
缺陷对疲劳强度的影响十分显着。
例如，气孔引起的承载截面减小10%时，疲劳强度的下降可达50%。
焊缝内的平面型缺陷（如裂纹、未熔合、未焊透）由于应力集中系数较大，因而对疲劳强度的影响更大。
含裂纹的结构与占同样面积的气孔的结构相比，前者的疲劳强度比后者降低15%。
对未焊透来讲，随着其面积的增加疲劳强度明显下降。
焊缝内部的球状夹渣、气孔，当其面积较小、数量较少时，对疲劳强度的影响不大，但当夹渣形成尖锐的边缘时，则对疲劳强度的影响十分明显。
咬边对疲劳强度的影响比气孔、夹渣大得多。
带咬边的接头在106次循环的疲劳强度仅为致密接头的40%。
此外，焊缝的成型不良，焊趾区、焊根的未焊透，错边和角变形等外部缺陷都会引起应力集中，很易产生疲劳裂纹而造成疲劳破坏。
通常疲劳裂纹是从表面引起的，因此当缺陷露出表面或接近表面时，其疲劳强度的下降要比缺陷埋藏在内部的明显得多。
焊接缺陷对应力腐蚀开裂的影响
通常应力腐蚀开裂总是从表面开始。
如果焊缝表面有缺陷，则裂纹很快在那里形核。
因此，焊缝的表面粗糙度、结构上的死角、拐角、缺口、缝隙等都对应力腐蚀有很大影响。
这些外部缺陷使浸入的介质局部浓缩，加快了电化学过程的进行和阳极的溶解，为应力腐蚀裂纹的成长起着促进作用。
前面已经指出：
应力集中对疲劳强度有重大影响。
同样地，应力集中对腐蚀疲劳也有很大影响。
焊接接头的腐蚀疲劳破坏，大都是从焊趾处开始，然后扩展，穿透整个截面导致结构的破坏。
因此，改善焊趾处的应力集中程度能大大提高接头的抗腐蚀疲劳的能力。
承压设备焊接检验分类与内容
检验是承压设备焊接质量管理的重要环节，它贯彻于焊接过程的始终，对焊接工艺卡等各种工艺规程执行状况进行监督，对焊缝质量进行检验，最终确认焊缝质量是否合格。
其检验过程大致分为焊前、焊接过程中与焊后三个阶段。
①焊前检查主要内容为：
焊工资格确认；
焊接材料的确认与烘干和保温；
焊接坡口的装配与清理质量；
预热温度的正确性及焊接设备的状况等。
②焊接过程中的检验主要内容为：
焊工对工艺细则卡执行的监督与检查；
焊接工艺规范的正确性等。
③焊后检验焊接工作完成后，首先按焊缝标记规定检验焊工钢印，其次进行焊缝外观检验，然后按有关技术条件进行焊缝无损探伤检验，同时还要进行产品焊接板的无损探伤和机械性能试验等。
本章重点介绍焊后检验。
按照检验的方式，焊后检验可分为非破坏性检验和破坏性检验两大类。
各类的具体检验方法和名称，归类如下：
①非破坏性检验。
它是采用专用工具和各种物理手段检验焊接接头的致密性，而不破坏被焊结构完整性的检验方法。
主要包括焊缝的外观检查，焊缝表面探伤与内部探伤，耐压试验和致密性检验等。
其中焊缝表面探伤主要是磁粉探伤和渗透探伤，而焊缝内部缺陷主要采用射线和超声波进行探伤。
②破坏性检验。
对于各种承压壳体，不可能从产品的焊缝上截取试样，否则就损坏了设备结构的完整性。
此种情况下，只能通过产品焊接试板进行破坏性检验。
破坏性检验主要有化学成分与全相分析、耐腐蚀性能试验和机械性能试验等。
其中机械性能试验包括拉伸、弯曲、冲击、硬度、疲劳试验和管子的压扁试验等。
焊接接头的非破坏性检验
焊制压力容器无损探伤要求
⑴探伤率
压力容器设备的探伤要求，主要与材料的种类、板厚大小、试压方式、介质性质和容器类别等有关。
GB150钢制压力容器标准中规定，对压力容器的焊接接头，经形状及外观检查合格后，再进行无损探伤。
GB150和《压力容器安全技术监察规程》中规定，凡符合下列条件之一者，对其A类和B类焊接接头进行百分之百射线或超声波探伤：
①钢材厚度δS>
30mm的碳素钢、16MnR；
②钢材厚度δS>
25mm的15MnVR、15MnV、20MnMo和奥氏体不锈钢；
③标准抗拉强度下限值σb>
540MPa的钢材；
④钢材厚度δS>
16mm的12CrMo、15CrMoR、15CrMo；
其他任意厚度的Cr-Mo低合金钢；
⑤进行气压试验的容器；
⑥图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器；
⑦第三类压力容器；
⑧多层包扎压力容器内筒的A类焊接接头；
⑨热套压力容器各单层圆筒的A类焊接接头；
⑩钛制容器；
设计压力大于等于5MPa的容器；
焊接接头系数采用的容器；
采用电渣焊的容器等。
除上述百分之百探伤外，其它情况下的A类和B类焊接接头，进行长度不得少于每条焊接接头长度20%，且不小于250mm的局部射线或超声探伤。
而且焊缝交叉等特定部位的焊接接头必须探伤。
对于探伤方法的选择，《规程》还规定，容器壁厚≤38mm时，对接接头应采用射线检测；
由于结构等原因不能采用射线检测时，可以采用超声探伤。
对于壁厚>
38mm，或材料标准抗拉强度下限≥540MPa，且壁厚>
20mm的容器，其Ａ、Ｂ类接头如采用射线检测，则每条焊缝还应附加局部超声探伤；
如用超声检测，则同样应附加局部射线探伤。
GB150还规定，对下列条件之一的接头，进行磁粉或渗透表面探伤：
①上面③④条中容器上的C、D类焊接接头；
②层板材料标准抗拉强度下限值σb>
540MPa的多层扎压力容器的层板C类焊接接头；
③堆焊表面；
④复合钢板的复合层焊接接头；
⑤标准抗拉强度下限值σb>
540MPa的材料及Cr-Mo低合金钢材料材经火焰切割的坡口表面，以及该容器的缺陷修磨或补焊处的表面，卡具和拉肋等拆除处的焊痕表面；
⑥上面百分之百探伤容品上公称直径小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头。
⑵焊缝质量等级与合格级别
JB4730压力容器无损检测，是我国的压力容器专用探伤标准。
该标准对常用的射线、超声、磁粉和渗透等探伤方法的适用范围、选用原则、具体操作与焊缝的质量评定等级要求等均作了规定。
其中焊缝的质量等级是按探伤方法分别评定的。
①射线探伤分为四级。
Ⅰ级质量最好，Ⅳ级最差：
Ⅰ级——不得有裂纹、未熔合、未焊透和条件夹渣；
Ⅱ级——不得有裂纹、未熔合和未焊透；
Ⅲ级——不得有裂纹、未熔合以及双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝和加垫板单面板焊中的未焊透；
缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级。
②超声探伤分为三级。
Ⅰ级质最最高，Ⅲ级最低。
其质量标准是按反射波幅大小为准，与射线评定的表述不同。
③磁粉和渗透探伤均为表面探伤，采用统一的五级质量等级。
Ⅰ级质量最高，V级最差。
但应注意，JB4730中规定：
凡铁磁性材料，必须优先采用磁粉检测表面缺陷，确因形状结构等原因不能采用磁粉检测时，方可采用渗透探伤。
GB150中，对钢制压力容器的无损探伤规定了下面的合格级别。
其合格级别，就是上面JB4730中规定的相应级别。
①凡进行百分之百探伤的A、B类焊接接头，射线不低于Ⅱ级为合格，超声Ⅰ级为合格。
②凡局部探伤的A、B类焊接接头，射线不低于Ⅲ级为合格，超声不低于Ⅱ级为合格。
③磁粉和渗透探伤均为Ⅰ级为合格。
焊缝的外观检查
⑴检验内容与方法
外观检查首先是检查焊接接头的外观形状和几何尺寸是否符合要求，如焊缝成型状况、接头是否有翘曲和变形、是否有棱角和错边、错边量大小、焊缝余高的高低尺寸、角焊缝焊脚是否出现单边或下凹等；
再是检查焊缝是否存在表面缺陷，如表面裂纹、表面气孔、咬边、凹陷、满溢、焊瘤、弧坑、电弧擦伤和烧穿等。
对于合金钢焊缝，因为存在形成延迟裂纹的倾向，故其外观检查应进行两次，即焊后检查一次，15～30天后检查一次。
后者目的主要检查有无延迟裂纹。
外观检查之前，应仔细清除焊缝周围的焊渣、飞溅、油污等脏物。
外观检查以肉眼观察为主，辅以5倍以上的放大镜进行观察。
在测定焊缝外形尺寸时，一般需采用焊缝检验尺和样板（见下文），也可用直尺、卡尺等。
在检查焊缝边缘的咬边深度时，也可采用铅条或橡皮泥压入缺陷处，然后取下测量尺寸。
⑵焊缝检验尺
焊缝检验尺是一种对焊缝进行外观检查的专用工具。
利用它，在现场进行自检和互检时都可以方便地对坡口的间隙和角度、错边量、角焊缝的焊脚高度、焊缝的高度和宽度进行测量，如图6-1～4所示。
⑶承压壳体焊缝表面检验要求
对于承受压力的壳体，其焊缝和热影响区表面不允许肉眼可见的裂纹、气孔、夹渣、弧坑、未焊透和焊瘤等；
焊缝咬边深度不得大于，咬边连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边总长不得超过该焊缝长度的10%；
对于屈服极限大于等于400MPa的低合钢与低温容器，焊缝边缘不允许有任何咬边，接管焊缝应修磨成圆弧形，并与母材圆滑过渡。
外观形状和几何尺寸应符合有关标准的规定。
磁粉探伤（MT）
⑴原理与应用
磁粉探伤的原理是利用铁磁性材料被磁化后，在其缺陷表面处的磁力线发生变形，使磁力线产生密集。
当无缺陷的材料被磁化时，磁力线均匀地通过材料的横截面。
但若材料内存在图6-5所示的缺陷，则缺陷部位的磁阻将突然发生变化，使磁力线绕过缺陷而聚集于材料表面，形成了较强的漏磁通。
如在材料表面均撒磁性粉末，则磁粉就会在漏磁场堆集，显示出缺陷的位置、大小和形状。
图6—5磁粉探伤原理图
磁粉探伤的磁场由电源感觉产生，可以采用直流电，脉冲电流和交流电磁化工件。
用直流电或脉冲电流磁化时可探测表面下5～6mm的缺陷。
用交流电磁化时，只能探测到表面下1～的缺陷。
可见，磁粉探伤适用于检验表面或近表面的缺陷。
从材料来看，磁粉探伤限用于铁磁性材料，如碳钢、低合金钢等。
对于非磁性材料，如奥氏体不透钢等，则不能采用磁粉探伤。
⑵磁粉
在磁粉探伤中，缺陷是通过磁粉来显示的。
按照使用方式不同，磁粉分为干磁粉和湿磁粉两大类。
其中湿磁粉又有荧光磁粉和非荧光磁粉两种。
在锅炉和压力容器中应用较广泛的是干磁粉和非荧光磁粉，其粒度为5～10μm，最大不超过50μm。
常用的磁粉主要由Fe3O4或Fe2O3制成。
若在其上包覆一层荧光物质就成了荧光磁粉。
用干磁粉进行的探伤称为干法，广用于大型结构处于平面或接近平面焊缝的探伤。
湿磁粉是按规定浓度悬浮于油或水等载液中的磁粉液，通过流淌或喷撒于被探表面，称为湿法磁粉探伤。
湿法比干法具有更高的灵敏度，尤其适用于检测表面微小缺陷，常用于各种空间位置焊缝的探伤。
荧光湿粉显示的缺陷清晰可见，在紫外光的照射下呈黄绿色，色泽显明易于观察。
常用的载液有煤油、变压器油和定子油等。
以每1000ml液体，内含35～40g磁粉为标准。
常用的湿磁粉有油磁悬液和水磁悬液。
前者悬浮性好，对工件无锈蚀，但探后工件清洗麻烦些；
后者流动性好，使用安全，成本低，但悬浮性较差。
⑶探伤程序与要求
磁粉探伤的主要程序和要求如下：
①探伤前的准备调整和校验探伤仪的灵敏度，清除被探表面的油污、铁锈、氧化皮等。
②磁化首先应确定磁化电流的种类与方向。
一般干粉法用直流电，湿粉法交流电效果较好。
应尽可能使磁场方向与缺陷分布方向垂直，因为当磁化磁场的磁力线与缺陷断面垂直时，能在缺陷处获得最大的漏磁场。
在焊缝磁粉探伤中，为得到较高的探测灵敏度，通常在被探件上至少使用两个近似相互垂直方面的磁化。
③喷撒磁粉或磁悬液采用干法检验时，应使干粉喷成雾状；
湿法检验时，磁悬液应充分搅拌后喷撒。
④对磁痕进行观察与评定用2～10倍的放大镜观察磁痕。
若发现有裂纹、成排气孔或超标的线形或圆形显示，均判为不合格，必须修改或补焊。
⑤退磁工件经磁粉探伤后所留下的剩磁，会影响安装在其周围的仪表、罗盘等计量装置的精度，或者吸引铁屑增加磨损。
有时工件中的强剩磁场会干扰焊接过程，引起电弧的偏吹，或者影响以后进行磁粉探伤。
使工件的剩磁回零的过程叫退磁。
当工件进行两个以上方向的磁化后，若后道工序不能克服前道工序剩磁影响时，应进行退磁处理。
⑷磁粉探伤设备
磁粉探伤可采用标准的磁粉探伤仪，亦可采用自制的小型低压大电流变压器，或者直接利用焊接变压器的二次电流进行磁化。
在压力容器中，由于工件尺寸较大，通常只能采用局部磁化法。
磁化电流通过二根铜棒直接接触工件表面传递到受检区域。
这种方法虽然简便，但带电的铜极与工件表面接触时往往会击伤表面，留下击弧坑。
因此，在低合金高强度钢容器上不推荐采用直接接触法，而应采用电磁感应法，局部磁化区范围一般取150～200mm。
每一受检区应分别作二次电流方向相互垂直的磁化。
外加磁化强度的安匝数可在3000～10000之间选择。
表6-1为各种磁粉探伤机的特点与适用条件，表6-2为磁粉探伤机及辅助控制与测试表的功能。
表6-1磁粉探伤机的分类及特点
分类
结构特点
应用对象
探伤方法
固定式磁粉探伤机
尺寸、重量大，安装在固定场合
1．中小型工件
2．需要较大磁化电流的可移动工作
湿法检验，交、直流
移动式磁粉探伤机
置于小车上，便于移动
1．小型工件
2．不易搬动的大型工件（如天然气罐、高压容器）
干、湿法检验，交、直流
便携式磁粉探伤机
体积小，重量轻，易于搬动
适于高空、野外等现场的磁粉探伤及锅炉、压力容器焊缝的局部探伤
磁轭式旋转磁粉探伤机
由电源箱及磁头两部分组成，体积小，重量轻
1．同便携式磁粉探伤机
2．缺陷分布为任意方面的工作
干、湿法检验，交流
表6-2磁粉探伤设备的组成及作用
磁粉探伤设备
组成
作用
磁粉探伤机
磁化装置
产生磁场，使工件磁化
零件夹持装置
支撑被检工件，导通磁化电流
磁悬液喷法洒装置
将磁悬液均匀地喷洒在工件表面上
观察照明装置
提供观察缺陷的照明光源
控制部分
实现对磁化电流的调整、磁化方式的转换、夹头的移动、充磁控制和油泵启停控制
退磁装置
消除工件检验后的剩磁
磁轭
闭合磁力线，产生旋转磁场或某一确定方向的磁场
磁粉检验用的其它设备
断电相位控制器
用于交流剩磁法检验，使剩磁数值稳定，防止工件漏检
测磁仪器
高斯计或磁场强度测定仪
通过对霍尔电势差的测量，得到工件表面、窄缝中，以及螺管线圈中的磁感应强度
磁强计
测量漏磁场的强度
剩磁测量仪
检查工件退磁后剩磁的大小
质量控制仪器
照度计
检验工件区的白光强度
紫外线强度计
测量距紫外灯一定距离的紫外加射能
磁性称量仪
测定磁粉性
沉淀管
测定磁悬液浓度
涡流探伤（ET）
涡流探伤也是以电磁感应原理为基础,当钢管（指碳钢、合金钢和不锈钢）通过交流电的绕组时,钢管表面或近表面出现集肤效应，其有缺陷部位的涡流发生变化，导致绕组的阻抗或感应电压产生变化,从而得到关于缺陷的信号。
从倍号的幅值及相位等可以对缺陷进行判别,能有效地识别钢管内外表面的不连续性缺陷,如裂纹、未焊透、夹渣、气孔、点腐蚀等,对开放性线性缺陷最为敏感。
涡流探伤适用于制造过程作为半成品和成品的生产检验。
半成品检验有利于改进制造工艺,提高质量。
成品检验是加工的最后工序,对产品进行最后筛选。
它适用于线、管、捧`球等不复杂形状的产品进行在线或离线探伤。
它广泛用于压力容器用圆形无缝钢管及焊接钢管质量的复验,国内许多生产厂家用它作为带成材双层管焊缝和带成材不锈钢金属软管的管坯纵焊缝的在线检测的主要检测手段,效果比较明显,有助于提高焊缝质量。
涡流探伤适用于承压无缝钢管环焊缝及焊接管纵焊缝的表面和近表面缺陷探伤，适用外径为6—180mm的钢管、铜及铜合金、钛及钛合金管的检测。
它是一种快速、便宜、安全，且可以实现全自动化的检验方法。
缺点是缺陷的类型、位置和形状不易估计，需辅以其它无损探伤检测方法进行定性和定位。
另外，它不能用于绝缘材料的检测。
渗透探伤（PT）
⑴原理及应用
渗透探伤是利用某些液体的毛细渗透作用检查任何金属或非金属材料表面缺陷的方法。
渗透探伤法分着色探伤和荧光探伤两种，其基本原理和探伤操作相似，区别仅在于荧光探伤时的渗透剂是用荧光液，而着色探伤时的渗透剂是用着色剂。
但荧光法较着色法有较高的检测灵敏度。
着色探伤比荧光探伤的设备简单，操作方便，在焊接检验中应用较广。
特别适用于不能采用磁粉探伤的非铁磁性材料的检验，如奥氏体不锈钢和铝及镍基合金等。
一般可检测出μm的微裂纹，最小可检测出μm的微裂纹。
渗透探伤的基本原理是：
在被检工件表面涂覆某些渗透力较强的渗透液，在毛细作用下，渗透液被渗入到工件表面开口的缺陷中，然后去除工件表面上多余的渗透液（保留渗透到表面缺陷中的渗透液）；
再在工件表面上涂上一层显象剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新被吸到工件的表面，从而形成缺陷的痕迹。
根据在黑光（荧光渗透液）或白光（着色渗透液）下观察到的缺陷显示痕迹，作出缺陷的评定。
⑵渗透剂
渗透探伤剂是由渗透剂、乳化剂、清洗剂和显象剂组成。
着色探伤采用渗透性较强的液体作为渗透剂。
常用的渗透液以煤油、变压器油和苯等为基础，加入饱和量的苏丹4号红色染料配制而成。
着色探伤显象剂可用氧化镁、氧化锌、二氧化钛等白色粉末和其他容易挥发的化学剂配制。
目前渗透剂、乳化剂均已商品化，可根据需要购买配制好的成品使用。
⑶渗透探伤的过程原理与操作要点
渗透探伤的基本过程原理如表6-3所示，各过程操作要点分述于后。
①预处理在渗透探伤前，应对受检表面及附近30mm范围内进行清洗，不得有污垢、锈蚀、焊渣、氧化皮等。
当受检表面妨碍显示时，应打磨或抛光处理。
在喷、涂、渗透剂之前，需清洗受检表面，如用丙酮干擦，再用清洗剂将受检表面洗净，然后烘干或晾干。
②渗透用浸浴、刷涂或喷涂等方法将渗透剂施加于受检表面。
采用喷涂法时，喷嘴距受检表面宜为20～30mm，渗透剂必须湿润全部受检表面，并保证足够的渗透时间，一般为15～30min。
若对细小的缺陷进行探测，可将工件预热到40～50℃，然后进行渗透。
③乳化当使用后乳化型渗透剂时，应在渗透后清洗前用浸浴、刷涂或喷涂方法将乳化剂施加于受检表面。
乳化剂的停留时间可根据受检表面的粗糙度及缺陷程度确定，一般为1～5min，然后用清水洗净。
④清洗施加的渗透剂达到规定的渗透时间后，可用布将表面上多余的渗透剂除去，然后用清洗剂清洗，但需注意不要把缺陷里面的渗透剂洗掉。
若采用水清洗渗透剂时，可用水喷法。
⑤干燥用清洗剂清洗时，应自然干燥或用布、纸擦干，不得加热干燥。
在用干式或快干式显象剂显象前，或者在使用湿式显象剂以后的干燥处理中，被检工件表面的干燥温度应不大于52℃。
⑥显象清洗后，在受检表面上刷涂或喷涂一层薄而均匀的显象剂，厚度为～，保持15～30min后进行观察。
⑦观察着色渗透法，应在350Lx以上的可见光下用肉眼观察，当受检表面有缺陷时，即可在白色的显象剂上显示出红色图象。
荧光渗透法，用黑光灯或紫外线灯在黑暗处进行照射，被检物表面上的标准荧光强度应大于50Lx，当有缺陷时，即显示出明亮的荧光图象。
必要时可用5～10倍放大镜观察，以免遗漏微细裂纹。
⑧质量评定在锅炉和压力容器等过程设备中
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