壓力容器焊接試件力學(xué)性能試驗中問題的探討

李小潔

中石化中原油建工程有限公司

壓力容器焊接試件力學(xué)性能試驗中問題的探討

李小潔

中石化中原油建工程有限公司

焊接壓力容器的制造、安裝、改造、維修焊接過程中占有重要地位，質(zhì)量控制是整個質(zhì)量保證不可或缺的元素，焊接試驗和焊接是焊接過程的評價和產(chǎn)品質(zhì)量控制要素的兩個重要環(huán)節(jié)。焊接工藝評定是用來驗證由焊接單元開發(fā)的焊接工藝的準(zhǔn)確性，從而使焊接工藝文件指導(dǎo)生產(chǎn)。

壓力容器焊接；試件力學(xué)性能試驗；問題

1　存在問題

管材對接焊接工藝評定時，管外徑大于76mm的緊湊型管接頭帶肩板形Ⅰ型拉伸試樣與管外徑小于等于76mm的緊湊型管接頭帶肩板形Ⅱ型拉伸試樣加工尺寸要求混淆，出現(xiàn)以下試樣的尺寸錯誤：⑴受拉伸平行面長度L；⑵受拉伸平行面寬度W；⑶拉伸平行平面壁厚方向上的加工量；而JB4708-2000要求見表1：

表1

注：S－試樣厚度，mm；

hk－焊縫最大寬度，mm；

拉伸試樣的加工，拉伸側(cè)和肩圓角半徑R處理不規(guī)范，或小于或大于25mm，4件圓角R是不一樣的；拉伸試樣的拉伸面長度值（L=HK+12）看到符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但焊縫中心線（或焊接區(qū)的拉伸試樣的拉伸面）中心，即焊縫試樣兩側(cè)的熔合線的張力側(cè)肩角轉(zhuǎn)換構(gòu)件在不同的距離從起始點(diǎn)兩側(cè)的最大寬度，不符合標(biāo)準(zhǔn)的長度L=HK+2*6。當(dāng)然，一些樣品也大于或小于L，當(dāng)焊件厚度大于10mm的標(biāo)準(zhǔn)長度，焊接過程中應(yīng)進(jìn)行評估是對焊接試樣的厚度的困惑。對表面彎曲的焊接工藝評定jb4708-2000要求，彎曲和彎曲試樣的厚度為10mm，和jb4744-表面彎曲的2000產(chǎn)品焊接試板，試板的厚度彎曲試驗試樣厚度。

試樣的焊接中心不在“U”型試樣的中心線，甚至其焊接和熱影響區(qū)已超過了拉伸變形區(qū)。焊縫和熱影響區(qū)不能承受最大的拉伸變形試驗，這是不夠的，以反映焊接金屬的完整性和可塑性。這種情況特別容易焊接金屬或焊縫金屬兩側(cè)的焊縫金屬和基體金屬的強(qiáng)度或延伸率是顯著不同的橫向彎曲試驗試樣。

拉伸和沖擊試驗后的拉伸和沖擊試驗是不準(zhǔn)確的，以確定焊接試樣的機(jī)械性能。

在焊接工藝評定側(cè)彎試驗，當(dāng)試件表面加工缺陷，大多數(shù)測試單位選擇無缺陷或缺陷較輕側(cè)彎曲拉伸面，通過測試容易拉伸試驗，但違反JB47082000標(biāo)準(zhǔn)：“缺陷嚴(yán)重側(cè)的緊張的臉”。

當(dāng)焊接件，焊接件有咬邊、錯邊、不補(bǔ)的缺陷，測試樣品的組成部分，在彎曲試樣的拉伸過程中的處理單元，不僅增加了樣品加工去除焊縫余高，甚至與母材一起處理，直到下完整切除，錯誤的邊緣，不要填寫樣品處理所造成的缺陷不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在某些情況下，也無法區(qū)分彎曲，導(dǎo)致背部彎曲試樣。

焊接工藝評定和沖擊試驗試樣在試樣中的試樣位置不準(zhǔn)確，試樣的取樣位置和樣品的數(shù)量是混淆的。特別是對于雙面焊接的樣品，取樣不容易識別最終的焊接表面，造成取樣誤差。焊接工藝評定沖擊試樣在厚度方向上的不同位置的不同厚度只有1組樣品；及產(chǎn)品焊接試驗，不僅考慮試樣不同板厚，也可根據(jù)試樣材料的抗拉強(qiáng)度，設(shè)計溫度等條件來確定樣品的影響在厚度方向在取樣位置取樣組數(shù)。

沖擊試樣的缺口處于錯誤位置，即焊縫區(qū)試樣的缺口不在焊縫中心線，熱影響區(qū)的缺口位于焊縫或熱影響區(qū)的中心處。

沖擊試樣缺口是在錯誤的方向上，和缺口軸不垂直于基體材料的表面，而是平行于表面，也就是說，間隙是在平行于基材表面的平面上打開的。沖擊試驗只能用于測試焊接金屬和熱影響區(qū)的韌性，但不測試焊縫厚度方向或焊縫金屬和熱影響區(qū)的韌性。

2　原因分析

壓力容器制造、安裝、改造、維修企業(yè)評價的焊接工藝和焊接試件是委托企業(yè)的理化實驗室或第三方機(jī)構(gòu)的實驗取樣、加工、焊接試驗部門。鏈路質(zhì)量委托控制不當(dāng)，是引起的采樣位置，尺寸和精度不合格的直接原因：大多數(shù)的物理和化學(xué)測試訂單與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和委托填寫基本內(nèi)容的規(guī)定焊接試件，但對一些特殊的要求，以明確的參數(shù)。如：焊接件的焊接順序來確定最終的焊接試樣表面；容器的溫度設(shè)計，鋼的抗拉強(qiáng)度和延伸率指標(biāo)，導(dǎo)致異種鋼的彎曲和沖擊方法的采樣和測試誤差；焊縫外觀檢查報告的主要信息缺失，X射線或超聲檢測和缺陷分布報告；主試件取樣圖復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)的抽樣計劃，不是根據(jù)試件的外觀檢查，無損檢測報告和缺陷分布，精確繪圖標(biāo)記各試驗項目取樣部位、取樣無法避免的缺陷；沒有具體的樣品或容器的設(shè)計要求，相關(guān)的樣本類型，畫馬RK的尺寸、精度、表面粗糙度，試件加工圖和數(shù)量要求；永久標(biāo)本的缺乏和單一樣本的主要內(nèi)容，相應(yīng)的數(shù)字標(biāo)記，標(biāo)記，尤其是最后的焊接表面的位置，對焊縫的內(nèi)部缺陷和各檢測項目的實際采樣位置尺寸；檢查樣品處理質(zhì)量不嚴(yán)格。物理和化學(xué)測試控制系統(tǒng)大部分的機(jī)構(gòu)沒有設(shè)置專門的處理樣品的檢驗人員的素質(zhì)，對試樣的取樣位置，不足數(shù)，識別標(biāo)記檢查，沒有對樣品的類型、尺寸、加工精度、表面粗糙度、沖擊試樣缺口的大小，位置和特殊檢查驗收方向。試驗人員接收樣品，或忽略沖擊試樣缺口的位置和方向的檢查，造成不合格的樣品機(jī)試驗。

3　預(yù)防措施

物理和化學(xué)質(zhì)量控制體系的檢查是壓力容器的制造、安裝、改造、維修質(zhì)量保證體系是質(zhì)量過程控制的重要組成部分，必須明確“委托加工處理測試樣品檢驗報告”，制定和完善測試指令，操作的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，建立特殊檢查人員聯(lián)系以確保試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和化學(xué)物理。采取必要的技術(shù)手段，確保樣品的取樣正確、準(zhǔn)確的處理、試驗規(guī)范。如3%的硝酸酒精擦拭法，焊縫區(qū)、熔合線的使用，輪廓判斷樣本，通過樣本和樣本的比較，可以在攔截位置的樣品跟蹤采樣，沖擊方向與焊縫中心線識別；加強(qiáng)體育的質(zhì)量控制體系，各級人員的培訓(xùn)進(jìn)行檢查，從物理和化學(xué)教師，責(zé)任督學(xué)，機(jī)加工人員，測試人員的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和交流活動，不斷提高理化檢驗水平。

4　結(jié)論

壓力容器的制造、安裝、改造、檢驗焊接資質(zhì)和產(chǎn)品試樣拉伸維修、彎曲和沖擊性能測試、壓力容器檢驗是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和整體素質(zhì)的綜合評價，努力提高機(jī)械試驗誤差出現(xiàn)在壓力容器制造、安裝的過程，裝修減少，維修質(zhì)量。

［1］石莉.亞溫正火對A516壓力容器鋼力學(xué)性能和焊接性能的影響［D］.東北大學(xué)，2013.

［2］卜華全，戈兆文，吳國強(qiáng).對“承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗標(biāo)準(zhǔn)”的思考［J］.壓力容器，2006，07：1-5+23.