水管鍋爐焊縫質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比研究

李慧平，王婧，唐啟冬，楊祎

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水管鍋爐焊縫質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比研究

李慧平，王婧，唐啟冬，楊祎

（東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司，四川 自貢 643001）

不同國家標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)水管鍋爐焊縫的質(zhì)量檢測(cè)要求有所不同，就中國標(biāo)準(zhǔn)體系、美國標(biāo)準(zhǔn)體、歐盟標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)水管鍋爐焊縫質(zhì)量檢測(cè)的要求進(jìn)行了對(duì)比分析，簡(jiǎn)要闡述了不同標(biāo)準(zhǔn)體系的主要特點(diǎn)及各自的異同點(diǎn)，有利于更加深入地理解水管鍋爐焊縫質(zhì)量檢測(cè)要求。通過對(duì)比分析，認(rèn)為在水管鍋爐焊縫檢測(cè)規(guī)定方面，中國標(biāo)準(zhǔn)與國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系有一定差異，在系統(tǒng)性及可操作性上與國際同類先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)相比尚有可改進(jìn)之處。

水管鍋爐；焊縫檢測(cè)；標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

隨著國際合作的不斷加強(qiáng)，在鍋爐制造領(lǐng)域合作中涉及產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)應(yīng)采用何種驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，往往成為供需雙方討論的焦點(diǎn)。不同的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品的要求有所不同，因此為更加深入理解鍋爐焊接質(zhì)量控制的要求，有必要對(duì)國內(nèi)外的水管鍋爐焊接質(zhì)量控制的檢測(cè)要求進(jìn)行比較分析。

生產(chǎn)中對(duì)水管鍋爐焊接質(zhì)量的控制主要通過外觀檢查和無損檢測(cè)手段實(shí)現(xiàn)。目前，國內(nèi)采用GB/T 16507《水管鍋爐》，國際上較通用且有影響力的主要有歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 12952及美國標(biāo)準(zhǔn)ASME BPVC-I、ASME B31.1。本文就上述三種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫外觀目視檢測(cè)及無損檢測(cè)的要求及其之間的差異進(jìn)行分析及比較。

1 焊縫外觀目視檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

1.1 適用范圍

（1）國標(biāo)GB/T 16507中對(duì)受壓元件焊接接頭（包括非受壓元件與受壓元件焊接的接頭）的外觀提出了要求，但沒有規(guī)定相關(guān)檢測(cè)要求，如檢測(cè)方法及按何種標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行等。對(duì)承壓設(shè)備焊縫的UT等無損檢測(cè)明確規(guī)定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為NB/T 47013。而NB/T 47013中對(duì)承壓設(shè)備焊縫目視檢測(cè)的方法進(jìn)行了單獨(dú)的規(guī)定，但該標(biāo)準(zhǔn)沒有明確具體驗(yàn)收要求，且制造標(biāo)準(zhǔn)沒有應(yīng)用并強(qiáng)制要求執(zhí)行。

（2）歐標(biāo)EN 12952要求對(duì)所有焊縫必須執(zhí)行目視檢測(cè)，規(guī)定了設(shè)備焊縫表面缺陷的驗(yàn)收要求，且明確規(guī)定所有的焊縫需按照EN 17637的要求執(zhí)行目視檢測(cè)，該檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫外觀目視檢測(cè)方法進(jìn)行了單獨(dú)的規(guī)定。

（3）美標(biāo)ASME BPVC-I規(guī)定了承壓設(shè)備焊縫的外觀要求，但沒有規(guī)定相關(guān)焊縫目視檢測(cè)的要求，僅美國動(dòng)力管道制造標(biāo)準(zhǔn)ASME B31.1規(guī)定了焊縫目視檢測(cè)的要求。

比較而言：中國標(biāo)準(zhǔn)雖然規(guī)定了焊縫目視檢測(cè)的方法，但鍋爐制造標(biāo)準(zhǔn)中并未應(yīng)用且未強(qiáng)制要求執(zhí)行，標(biāo)準(zhǔn)之間的銜接、完整性有所欠缺；美國及歐洲的相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn)對(duì)目視檢查要求都進(jìn)行明確的規(guī)定，包括驗(yàn)收要求、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、適用范圍等。

1.2 焊縫目視檢查人員資質(zhì)

（1）GB/T 16507中沒有涉及關(guān)于焊縫目視檢測(cè)人員的資質(zhì)要求，且國內(nèi)并無相關(guān)目視檢查人員的考核取證機(jī)構(gòu)。NB/T 47013中規(guī)定：從事承壓設(shè)備無損檢測(cè)的人員，應(yīng)按照國家特種設(shè)備無損檢測(cè)人員考核的相關(guān)規(guī)定取得相應(yīng)無損檢測(cè)人員資格，無損檢測(cè)人員資格分為I級(jí)（初級(jí)）、II級(jí)（中級(jí)）和III級(jí)（高級(jí)）。

（2）EN 17637中規(guī)定：目視檢測(cè)和焊縫的最終評(píng)估結(jié)果需由經(jīng)過評(píng)定合格的有相關(guān)能力的人員進(jìn)行，人員評(píng)定應(yīng)符合ISO 9712或相當(dāng)?shù)钠渌I(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。EN 12952中規(guī)定焊縫目視檢測(cè)人員應(yīng)具有豐富的焊接技術(shù)知識(shí)，能夠充分理解歐洲標(biāo)準(zhǔn)，且能夠識(shí)別和解釋發(fā)生在焊縫表面和熱影響區(qū)的缺陷，但沒有強(qiáng)制要求必須取得焊縫目視檢驗(yàn)資格證。

（3）ASME BPVC-Ⅴ要求指定鑒定合格的人員完成相應(yīng)目視檢測(cè)，ASME BPVC-I中沒有強(qiáng)制要求目視檢測(cè)人員資質(zhì)需符合ASME BPVC-Ⅴ。ASME B31.1強(qiáng)制要求目視檢測(cè)人員資質(zhì)需符合ASME BPVC-Ⅴ，同時(shí)規(guī)定了檢查人員資格評(píng)定的要求比較而言：僅美國ASME B31.1強(qiáng)制要求取得目視檢查人員資格證書后才能實(shí)施相應(yīng)的目視檢測(cè)。

1.3 對(duì)目視檢測(cè)人員視力的規(guī)定

（1）NB/T 47013.7中要求目視檢測(cè)人員需滿足：未經(jīng)矯正或經(jīng)過矯正的近（距）視力和遠(yuǎn)（距）視力不應(yīng)低于5.0（小數(shù)記錄值為1.0），檢測(cè)人員應(yīng)每12個(gè)月檢查一次視力。如果檢測(cè)可能對(duì)辯色力有特殊要求，經(jīng)各方同意，檢測(cè)人員宜補(bǔ)充辯色力測(cè)試。

（2）EN 473中要求目視檢測(cè)人員需滿足：30 cm以上距離讀出Times New Roman 4.5或同等大小的字母（分辨率0.3528 mm），色覺滿足相關(guān)NDT方法涉及的顏色對(duì)比；復(fù)查時(shí)間為12個(gè)月檢查一次視力。

（3）ASME B31.1中要求目視人員至少有一只眼睛在自然或矯正的近距離視力能在距離不少于305 mm的情況下認(rèn)出JaegerⅠ的字母；能識(shí)別和區(qū)分目視檢驗(yàn)方法中所用顏色襯度；視力檢查每年進(jìn)行一次，且檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)在資格有效期內(nèi)存檔保存。

比較而言，對(duì)視力要求基本相當(dāng)，但ASME B31.1和EN 473都對(duì)目視檢測(cè)人員的辯色力進(jìn)行了要求，NB/T 47013.7僅針對(duì)有特殊要求、且經(jīng)雙方同意時(shí)才增加對(duì)辯色力的測(cè)試要求。

1.4 焊前準(zhǔn)備

GB/T 16507、ASME BPVC-Ⅰ及EN 17637都對(duì)待焊表面和相關(guān)文件的符合性進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)定，無明顯差異。

1.5 焊接過程質(zhì)量控制

（1）GB/T 16507及NB/T 47013中沒有對(duì)焊接過程中的質(zhì)量要求進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定，僅規(guī)定焊道表面應(yīng)清理干凈。

（2）EN 17637中對(duì)焊接過程中的質(zhì)量要求進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，包括焊道間的清理、焊道間表面質(zhì)量的檢查、焊道之間的過渡、槽的深度和形狀等。

（3）ASME BPVC-Ⅰ及ASME B31.1中沒有對(duì)焊接過程中的質(zhì)量要求進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。

鑒于焊接過程中的焊縫表面成型質(zhì)量與最終焊縫的質(zhì)量密切相關(guān)，認(rèn)為歐標(biāo)對(duì)焊接過程中焊縫的外觀質(zhì)量規(guī)定更科學(xué)，對(duì)保障最終焊縫質(zhì)量更有利。

1.6 成型焊縫的質(zhì)量要求

（1）GB/T 16507規(guī)定：對(duì)接焊縫高度應(yīng)當(dāng)不低于母材表面，焊縫與母材應(yīng)當(dāng)平滑過渡，焊縫和熱影響區(qū)表面無裂紋、夾渣、弧坑和氣孔；鍋筒、集箱的縱、環(huán)縫及封頭的拼接焊縫無咬邊，其余焊縫咬邊深度不超過0.5 mm。管子焊縫兩側(cè)咬邊總長度不超過管子周長的20%，且不超過40 mm。

（2）EN 17637中對(duì)成型焊縫的規(guī)定較為細(xì)致，包括焊縫表面的清理和修磨要求、焊縫外形尺寸的要求、成型焊縫的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等，其中驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為：如無特殊規(guī)定，鰭片與管子的連接焊縫的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)按EN 12952-5及EN ISO 5817執(zhí)行，其余焊縫的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)按EN 12952-6及EN ISO 5817執(zhí)行。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)在制造生產(chǎn)中可能遇到的各自典型缺陷進(jìn)行了規(guī)范定義，并就對(duì)應(yīng)缺陷允許的要求進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。

（3）ASME BPVC-Ⅰ規(guī)定：①對(duì)接焊縫：焊縫錯(cuò)邊及焊縫余高不得超過PW-33.1及PW-35.1的規(guī)定，咬邊深度不得少于1/32 in.（0.8 mm）或厚度的10%兩者中的較小值，并且不得陷入該截面所要求的厚度內(nèi)。②其余焊縫：在受壓件上的咬邊不得大于1/32 in.（0.8 mm）或所連接表面厚度的10%，取兩者中的較小值。焊縫表面不應(yīng)該有表面不規(guī)則或縮溝等缺陷，并且應(yīng)當(dāng)與所連接的表面平滑過渡。焊縫表面允許有內(nèi)凹，但不得使所需要的焊縫厚度因?yàn)橛袃?nèi)凹而有所減少。ASME B31.1規(guī)定：焊縫及熱影響區(qū)表面不允許存在裂紋、深度大于1.0 mm的咬邊或者咬邊區(qū)域母材厚度小于設(shè)計(jì)要求的最小厚度，表面未融合，未焊透（只適用于能接近的表面），任何長度大于5.0 mm的線性缺陷指示，具有尺寸大于3/16 in.（5.0 mm）的圓形指示縮孔或者等于或多于4個(gè)分散的圓形指示，其邊緣相隔間距在任何方向等于或小于1/16 in.（2.0 mm）。圓形指示為圓形或長度小于三倍的寬度的橢圓形指示。

比較而言：國標(biāo)和美標(biāo)僅就焊縫表面是否圓滑過渡、焊縫余高、焊縫錯(cuò)邊量的要求，焊縫咬邊要求、焊縫表面不允許存在的缺陷等進(jìn)行了描述，而歐洲標(biāo)準(zhǔn)則囊括了生產(chǎn)制造過程所遇到的所有典型缺陷，并就要求進(jìn)行了規(guī)定，對(duì)焊縫成型質(zhì)量要求更加的詳細(xì)、完善。

1.7 目視檢測(cè)報(bào)告的規(guī)定

（1）NB/T 47013.7要求應(yīng)按檢測(cè)工藝規(guī)程的要求記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)或信息，并按相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和（或）合同要求保存所有記錄，并對(duì)檢測(cè)報(bào)告包括的內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定。

（2）EN 17637要求（所有鍋爐受壓部件）并不一定要保存檢查的記錄，但如合同等文件中有規(guī)定時(shí)，則必須保存檢查記錄，以顯示在每個(gè)階段所做的目測(cè)檢查項(xiàng)目，并對(duì)檢測(cè)報(bào)告包括的內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定。

（3）ASME B31.1及ASME BPVC-V沒有規(guī)定必須對(duì)檢查的記錄進(jìn)行保存，但對(duì)檢測(cè)報(bào)告的內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定。

三者規(guī)定類似，且均未強(qiáng)制要求保存相應(yīng)的目視檢查記錄。

2 焊縫無損檢測(cè)方法對(duì)比分析

不同標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于對(duì)接焊縫及管座角焊縫無損檢測(cè)方法的規(guī)定如表1所示。

備注：EN 12952因未規(guī)定汽水分離器的探傷方法，本文將其作為汽包分析。

2.1 汽包、儲(chǔ)水罐、汽水分離器、集箱等對(duì)接焊縫無損檢測(cè)方法

（1）GB 16507中要求，對(duì)壁厚小于20 mm的焊接接頭應(yīng)當(dāng)采用射線檢測(cè)，壁厚大于等于20 mm時(shí)可采用超聲波檢測(cè)方法，超聲波檢測(cè)宜采用數(shù)字式可記錄儀器，如果采用模擬式超聲波檢測(cè)儀，應(yīng)當(dāng)附加20%局部射線檢測(cè)。

（2）EN 12952中規(guī)定汽包對(duì)接焊縫表面檢測(cè)應(yīng)采用磁粉檢測(cè)方法，對(duì)于鐵素體鋼對(duì)接焊縫體積檢測(cè)，應(yīng)優(yōu)先考慮超聲檢測(cè)，且EN 12952沒有強(qiáng)制規(guī)定超聲波檢測(cè)為可記錄超聲波檢測(cè)，但增加了對(duì)焊縫表面探傷的要求。

（3）ASME BPVC-Ⅰ、ASME BPVC-Ⅴ對(duì)超聲波檢測(cè)要求也均為可記錄超聲波檢測(cè)?？捎涗洺暡z測(cè)是指設(shè)備連接編碼器，可詳細(xì)記錄焊縫水平和深度位置信息，形成數(shù)字檢測(cè)圖譜，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)回放。TOFD和相控陣檢測(cè)屬于可記錄超聲波檢測(cè)，目前國內(nèi)對(duì)TOFD和相控陣都有相關(guān)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，且已運(yùn)用到國內(nèi)制造的產(chǎn)品無損檢測(cè)中，但ASME中僅規(guī)定了可記錄超聲波檢測(cè)的操作方法，沒有明確具體的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。因此ASME標(biāo)準(zhǔn)中的體積型檢測(cè)只有射線檢測(cè)適用。

2.2 管子對(duì)接焊縫無損檢測(cè)方法

（1）GB16507中對(duì)于連接管、管道對(duì)接焊縫超聲波探傷要求與集箱對(duì)接焊縫超聲波探傷要求一致，需采用可記錄式超聲波檢測(cè)或采用模擬式超聲波檢測(cè)儀，附加20%局部射線檢測(cè)。

（2）EN 12952中對(duì)于廠內(nèi)的小口管對(duì)接焊縫規(guī)定的無損檢測(cè)方法是RT或UT（異種鋼為RT），且引用的RT無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為EN 1435，該標(biāo)準(zhǔn)為膠片射線檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，不包含X射線實(shí)時(shí)成像，且EN 12952對(duì)部分焊縫增加了表面無損檢測(cè)的要求。

（3）ASME BPVC-Ⅰ、ASME BPVC-V中涉及的連接管和管道對(duì)超聲波檢測(cè)要求也均為可記錄超聲波檢測(cè)。

2.3 汽包、汽水分離器、集箱、管道管座角焊縫無損檢測(cè)方法

（1）GB 16507根據(jù)管外徑大小提出了不同的探傷方法，未考慮是否焊透。

（2）EN 12952是根據(jù)壁厚及是否全焊透提出了不同的探傷方法，且汽包要求進(jìn)行超聲檢測(cè)和磁粉檢測(cè)，當(dāng)管座外徑0＜142 mm時(shí)，不要求進(jìn)行體積檢測(cè)。

（3）ASME BPVC-Ⅰ及ASME BPVC-V未對(duì)管座角焊縫的探傷進(jìn)行規(guī)定。

3 小結(jié)

對(duì)比中國、美國及歐盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍋爐焊接質(zhì)量檢測(cè)的要求，認(rèn)為總體技術(shù)水平基本相當(dāng)，但國外標(biāo)準(zhǔn)特別是歐盟標(biāo)準(zhǔn)的完整性及系統(tǒng)性更高，對(duì)外觀檢測(cè)相當(dāng)重視，與其他無損探傷方法處在同樣重要的地位，鑒于焊縫的外觀成型與整體質(zhì)量密切相關(guān)，這一點(diǎn)尤其值得借鑒。同時(shí)，歐盟檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)操作細(xì)則的規(guī)定較為詳細(xì)，更加具有可操作性。

[1]GB/T 16507－2013，水管鍋爐第5部分：制造[S].

[2]GB/T 16507－2013，水管鍋爐第6部分：檢驗(yàn)、試驗(yàn)和驗(yàn)收[S].

[3]NB/T 47013，承壓設(shè)備無損檢測(cè)第7部分：目視檢測(cè)[S].

[4]EN 12952-5: 2011，Water-tube boiler and auxiliary installations-Part5:Workmanship and construction of pressure parts of the boiler[S].

[5]EN 12952-6: 2011，Water-tube boiler and auxiliary installation-6: Inspection during construction; documentation and marking of pressure parts of the boiler[S].

[6]EN ISO 17637-2011，Non-destructive testing of welds-Visual testing of fusion-welded joints[S].

[7]EN ISO 5817，Welding-Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding excluded)-Quality levels for imperfections[S].

[8]BS EN473-2008，Non-destructive testing-Qualification and certification of NDT personnel-General principles[S].

[9]ASME BPVC-I-2015，Rules for Construction of Power Boilers[S].

[10]ASME BPVC-Ⅴ-2015，Nondestructive Examination[S].

[11]ASME B31.1-2012，Power Piping[S].

Comparison Research on Standards Pertaining to Inspection of Welds of Tubular Boiler Components

LI Huiping，WANG Jing，TANG Qidong，Yang Yi

( Dongfang Boiler Group Co.,Ltd., DEC, Zigong 643001, China )

Different standards issued by different countries have different requirements concerning quality inspection of the welds of tubular boilers. The requirements in respect of quality inspection of the welds of tubular boilers in EU standard system, American standard system and Chinese standard system are compared and analyzed and the principal features of each of these standard system and the main discrepancies among are briefed, helping in better understanding the requirements for controlling the welds quality of tubular boiler components. Through comparison study, it is believed that there is still a gap between the national standards and the foreign standards in the aspect of welds quality inspection of tubular boilers and the Chinese standards can be further improved in their completeness and operability.

tubular boiler；welding quality inspection；comparative analysis of standard

U671.84

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.03.016

1006－0316 (2018) 03－0061－05

2017－06－27

李慧平（1987－），女，四川內(nèi)江人，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橘|(zhì)量檢驗(yàn)。