承压类设备检验及焊缝射线检测问题解决措施

输气管道焊接工艺评定和焊缝射线检测存在问题及对策

夏锋社

陕西省锅炉压力容器检验所

1　前　言

从2003年8月起，我所对靖（边）西（安）输气管道扩建工程压力管道安装进行安全性能监督检验。通过近几年的监检实践，我们认为，目前在输气管道焊接工艺评定及焊缝射线检测方面尚存在一些问题，必须引起管道的设计、安装施工、监理和建设单位的重视。

2　焊接工艺评定

按照GB50251－2003《输气管道工程设计规范》（以下简称GB50251），管道焊接工艺评定和质量验收执行现行国家标准GB50236－98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（以下简称GB50236）。然而，在该工程项目中，设计要求按照SY/T4103－1995《钢质管道焊接及验收》（以下简称SY/T4103）执行。长输管道的焊接工艺评定究竟执行哪个标准，长输管道的焊接工艺评定如何规定，需要长输管道的设计、施工、监理及建设单位来认真考虑。

下面从焊接工艺评定对接试件检验质量要求方面对GB50236和SY/T4103进行分析对比。

（1）在外观检查和无损检测方面，虽然不是焊接工艺评定的目的，却是衡量试件焊接质量的重要指标。GB50236中表11.3.2对此有明确规定，按产品要求，焊缝质量不应低于Ⅱ级，而SY/T4103对此并无规定，但规定刻槽锤断检查断面缺陷。

（2）在拉伸、弯曲试验方面，GB50236规定的拉伸试样为紧凑型试样，弯曲试验D＝4a，180°，SY/T4103规定的拉伸、弯曲试样数量与管子外径有关，拉伸试样是长试样，弯曲试验D≥7a，180°，拉伸时若断于母材还需检查断面缺陷。可见，SY/T4103的弯曲试验要求显然低于GB50236。

（3）在冲击试验方面，GB50236予以考虑，“当设计文件和相关标准要求进行冲击试验时”应取样进行试验，“冲击试验的合格指标应符合设计文件的规定。”SY/T4103则不考虑冲击试验，而是规定要做刻槽锤断试验，以检查焊缝断面焊透与熔合，以及气孔、加渣缺陷尺寸，但这并非焊接工艺评定的目的，检查上述缺陷，进行射线检测即可。可见，当长输管道工程设计图样中要求冲击韧性试验时，由于SY/T4103根本不考虑冲击试验的焊接工艺评定因素，试件也不做冲击试验，该长输管道工程焊缝的冲击韧性如何保证，令人担忧。(www.xing528.com)

3　射线检测标准与缺陷评定

焊接是长输管道施工中主要的连接方式，焊缝质量检验是保证焊接质量的重要手段，射线检测又是焊缝质量检验的主要手段。按照GB50251－2003，管道焊缝射线探伤现行国家标准GB3323－87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（以下简称GB3323）执行，Ⅱ级为合格。但设计文件提出焊缝表面质量按SY0401《输油输气管道线路工程施工及验收规范》的规定执行；焊缝射线探伤按SY4056－93《石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级》（以下简称SY4056）要求进行，Ⅱ级合格。事实上，GB3323与SY4056在许多方面存在着不一致。

下面从焊缝质量分级的标准上进行分析对比。对不计点数的圆形缺陷和根部内凹的评定，SY4056比GB3323趋于合理些；对计点数的圆形缺陷评级SY4056比GB3323降低一个等级（5＜T≤10时）；对条状缺陷评定，SY4056比GB3323放宽了近50％；对根部未焊透，GB3323对其长度按周长百分比控制，SY4056对其总长度是在300mm长度范围内控制，由于错口形成的单侧根部未焊透，GB3323是按对根部未焊透对待，而SY4056将其单列，其单个长度指标是根部未焊透的50％，总长度指标是根部未焊透的25％，与GB3323相比，SY4056中根部未焊透的长度放宽太多。综合分析得知，SY4056与GB3323在焊缝质量分级的标准上，条状缺陷和根部未焊透这两种线性缺陷的差距尤为明显。虽然，在评定根部未焊透时，要求每张底片上都放置沟槽式测深计，以判定根部未焊透和内凹的深度，但在薄壁管的透照中，很难从沟槽式测深计的黑度差上来判定根部是否焊透和内凹的深度。

另外，在射线底片审查时发现个别焊缝存在着严重的内咬边，甚至在300mm长度范围内，内咬边达到150mm长。由于GB3323与SY4056标准将咬边（包括内咬边）视为焊缝外观质量检查项目考虑，而未作为内部缺陷考虑，造成了在实际评片时由于无评定标准仅凭经验做出判断，致使少数较严重的咬边被评为Ⅱ级（合格）。而在长输管道焊接施工中，内咬边是不可避免的，并且出现内咬边后，是很难（大多是不可能）处理的，咬边的危害类似于裂纹，其危害程度可想而知，若不严格控制，势必留下安全隐患。

4　对策及建议

（1）冲击韧性是输气管道工程设计图样中的重要性能，应在施工规范中予以保证，SY/T4103不考虑冲击试验，因而不能用于有冲击试验要求的长输管道焊接工艺评定，况且，GB50251中也未规定按SY/T4103进行焊接工艺评定。国家经贸委发布的SY/T0452－2002《石油天然气金属管道焊接工艺评定》，适用于陆上石油天然气工程。该标准参照了JB4708－2000《压力容器焊接工艺评定》、GB50236，比SY/T4103更进了一步，明确提出影响冲击试验的焊接工艺评定因素及评定规则，规定了冲击试验的要求。在管道安装监检中，对焊接工艺评定报告中缺少冲击韧性试验结果的，我们督促安装单位补做了冲击韧性试验。

（2）输气管道所选用的材料大多为低合金高强钢，其壁厚一般为6～12mm，而现场施工条件为野外露天作业，条件恶劣。要保证焊接质量，除把好材料、焊接工艺评定和焊工的技术素质关外，再就是焊缝的无损检测。对大直径的薄壁管道对接焊缝射线探伤不失为一种比较直观、有效和可靠的检测手段。在评定射线探伤结果时，对具有一定危险性的线性缺陷不应放得太宽。通过近年实践，在对输气管道对接焊缝射线探伤结果评定时，应严格把握条状缺陷、根部未焊透以及根部内凹这几种线性缺陷的评定；根据黑度对比，对黑度较大的气孔（柱状气孔）也应从严判定。同时对射线底片中存在的内咬边要引起重视，对内咬边的评定可参照SY/T4103标准执行。在管道安装监检中，通过督促检测单位采取上述措施，有效地控制了焊接质量。

（3）建议制定统一的输气管道焊接工艺评定标准和射线检测标准，以保证输气管道焊接和射线检测质量。

（注：该论文发表于《特种设备安全技术》2006年第2期）