壓力容器制造監(jiān)檢工作中的射線底片抽查

高杰，王盈，烏永祥，梁鑫亮，孫亞云，李錦

（1.陜西省特種設備檢驗檢測研究院，陜西 西安 710048；2.西安信息職業(yè)大學，陜西 西安 710125）

某壓力容器制造單位制造一臺硅粉過濾器，筒體及錐形封頭材料均為S30408奧氏體型不銹鋼。設計壓力1.0MPa，工作壓力0.7MPa，設計溫度200℃，工作溫度150℃，工作介質(zhì)H2，設計要求A、B類焊縫100%射線檢測，C、D類焊縫100%滲透檢測，筒體與錐形封頭對接焊縫標記為B1。

錐形封頭為外購件，該錐形封頭由三塊S30408奧氏體型不銹鋼鋼板拼接而成，由于制造錐形封頭的單位在旋壓封頭前必須將錐形封頭上的所有焊縫打磨至與母材平齊，否則，旋壓工藝和旋壓質(zhì)量難以保證。該單位將錐形封頭焊縫打磨至與母材平齊、旋壓成形后焊縫100%射線檢測合格，并且經(jīng)過當?shù)乇O(jiān)督檢驗單位檢驗合格。

該壓力容器制造單位按照焊接工藝規(guī)程對硅粉過濾器進行施焊，并且依據(jù)設計文件對所有焊縫無損檢測合格后，將無損檢測工藝、記錄與報告、射線檢測底片提交監(jiān)檢員審查，監(jiān)檢員審查后發(fā)現(xiàn)問題如下：

（1）射線檢測報告中的焊縫探傷編號圖中未標注錐形封頭上的3條拼接焊縫，交叉焊縫總數(shù)有誤（未包含環(huán)焊縫B1與錐形封頭拼接焊縫形成的3條交叉焊縫），并且這3條交叉焊縫在報告中未標記。

（2）審查射線底片時未找到環(huán)焊縫B1與錐形封頭上的拼接焊縫形成的3條交叉焊縫。

1 射線底片抽查的依據(jù)

依據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG 21-2016）（以下簡稱固容規(guī)），射線檢測記錄與報告、射線底片審查定為“C”類項目，監(jiān)檢人員通過審查受檢單位的射線檢測記錄與報告、射線底片，確認該項目是否符合要求，確認這些項目合格后，制造單位才能進行后續(xù)的熱處理或者耐壓試驗工序。

2 射線底片抽查的重要性和針對性

2.1 重要性

通過焊接的方式連接壓力容器的各個部件是我國目前制造壓力容器最常用的方法，而焊縫是壓力容器制造過程中的薄弱環(huán)節(jié)，在壓力容器的失效分析中，焊縫質(zhì)量不達標往往是主要原因。

本文中硅粉過濾器的筒體及錐形封頭材料均為S30408奧氏體型不銹鋼，而奧氏體不銹鋼的導熱系數(shù)較小，在施焊過程中，焊縫易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，易形成粗大的奧氏體組織，從而降低焊縫的抗裂性能；奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)較大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，焊縫在冷卻過程中，可形成較大的拉應力，而焊縫熔池金屬在凝固過程中存在較大拉應力時易產(chǎn)生熱裂紋；奧氏體不銹鋼及其焊縫的合金組成較復雜，不僅有S、P、Sn、Sb等雜質(zhì)可以形成易熔夾層，一些合金元素因溶解有限，也能形成有害的易熔夾層，從而促進熱裂紋的形成；焊接過程可能引起奧氏體不銹鋼形成鑄態(tài)組織、析出碳化物、晶粒粗大或帶來少量的δ鐵素體等，將造成焊接接頭塑性和韌性的降低，導致焊接接頭脆化。并且硅粉過濾器中的介質(zhì)是H2，屬于易爆介質(zhì)，一旦出現(xiàn)泄漏，會給周圍環(huán)境帶來巨大的安全隱患。而射線底片可以直觀顯示并記錄焊縫缺陷的大小和性質(zhì)，有利于判斷焊縫質(zhì)量是否達標，故而顯得射線檢測及射線底片抽查工作尤為重要。

2.2 針對性

金屬材料焊接接頭區(qū)域力學性能的變化和在焊接時產(chǎn)生裂紋的敏感性通常作為評價材料可焊性的主要指標，而焊接性能差的材料易出現(xiàn)各類缺陷（裂紋、未熔合、未焊透等），此外應力集中的部位易出現(xiàn)裂紋、未熔合等缺陷。依據(jù)《固容規(guī)》，壓力容器焊縫同一部位的返修次數(shù)不宜超過2次，如果超過2次，返修前應當經(jīng)過制造單位技術(shù)負責人批準，由此可見，返修部位的焊縫質(zhì)量也是需要審查的重點。所以應有針對性的審查應力集中（如交叉焊縫、錯邊量較大的焊縫）、可焊性差、返修部位焊縫的射線底片。

依據(jù)《固容規(guī)》，交叉焊縫、返修及擴探部位、采用不可記錄的脈沖反射法超聲檢測而附加的局部射線檢測底片必須審查。而硅粉過濾器采用100%射線檢測合格，沒有返修及擴探部位，所以交叉焊縫射線底片必須全部100%審查。而射線檢測由于拍攝角度等問題對裂紋類面積型缺陷檢測靈敏度不是很高，所以底片評定人員和底片審查人員應更加仔細地觀察交叉焊縫底片是否存在超標缺陷。

3 案例問題分析

3.1 問題分析

監(jiān)檢員認真查閱相關(guān)資料并結(jié)合現(xiàn)場實際檢驗情況，最后，與該壓力容器制造單位對監(jiān)檢員發(fā)現(xiàn)的兩個問題認真分析后，得出如下結(jié)論：

（1）錐形封頭為外購件，錐形封頭上的拼接焊縫經(jīng)錐形封頭制造單位100%射線檢測合格，并且錐形封頭經(jīng)過當?shù)乇O(jiān)督檢驗單位檢驗合格，符合出廠條件，所以該壓力容器制造單位無須再次對錐形封頭上的拼接焊縫進行射線檢測，故而射線檢測工藝及射線檢測報告均未標注錐形封頭上的3條拼接焊縫。

（2）該壓力容器制造單位的現(xiàn)場射線檢測拍片人員和底片評定人員為不同的兩組人，現(xiàn)場射線檢測拍片人員雖然清楚環(huán)焊縫B1與錐形封頭上的拼接焊縫形成了3條交叉焊縫，但是，底片評定人員不清楚錐形封頭上是否存在拼接焊縫，并且錐形封頭上的拼接焊縫已經(jīng)打磨至與母材平齊（如圖1所示），在射線底片上根本無法辨認（如圖2所示），致使底片評定人員在底片評定時不能有針對性地仔細觀察這3條交叉焊縫是否存在缺陷，所以底片評定人員在報告中也未標記這3條交叉焊縫（默認錐形封頭整體成形）。

（3）依據(jù)《固容規(guī)》，環(huán)焊縫B1與錐形封頭拼接焊縫形成的3條交叉焊縫射線底片必須審查，由于根本無法辨認，極易造成漏評、漏檢，一旦造成漏評、漏檢就屬于無損檢測相關(guān)人員和監(jiān)檢員的失職。

圖1 焊縫打磨至與 母材平齊的錐形封頭

圖2 交叉焊縫的射線底片

3.2 預防措施

（1）壓力容器制造單位（若是無損檢測對外委托，則為無損檢測單位）應如實在射線檢測報告中的焊縫探傷編號圖中標記外購件的所有焊縫，并注明外購件上的那些焊縫已經(jīng)做過射線檢測。

（2）為了能在射線底片上觀察分辨到打磨平齊至母材的焊縫，現(xiàn)場射線檢測時，可以在打磨平齊的交叉焊縫兩側(cè)加上鉛條，注意鉛條不能與膠片上的其他標記重合，這樣在射線底片上會形成兩條明亮的白線，而夾在兩條白線中間的區(qū)域就包含了被打磨平齊的焊縫投影。

（3）底片評定人員及監(jiān)檢員在評定及審查射線底片時，應掌握容器現(xiàn)場母材和焊縫表面質(zhì)量及焊縫分布情況。

4 結(jié)語

本文結(jié)合S30408奧氏體型不銹鋼焊接后，易產(chǎn)生熱裂紋等缺陷及工作介質(zhì)H2易爆的特性，闡明了壓力容器制造監(jiān)檢工作中的射線底片抽查的依據(jù)、重要性和針對性，并舉例說明了底片評定人員和監(jiān)檢員在射線底片評定及審查時容易漏評和漏檢的容器與外購件焊接后形成的交叉焊縫，并且從三個方面提出了行之有效的預防措施。