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【摘 要】 以某工程压力管道安装为实例，介绍了带颈对焊法兰一级焊缝的无损检测工艺，为同类型管道焊接质量检测提供参考。
【关键词】 压力管道；工艺研究；法兰；探伤
引言
某工程压力管道安装，主材选用无缝钢管，而带颈对焊法兰是钢管连接必不可少的零部件。关于GC1级压力管道来讲，带颈对接法兰环向焊缝质量，一般焊接等级均需求为一级，其加工质量的好坏，直接影响到整条管道的安全性，因而，对带颈法兰环焊缝进行无损检测，其意义十分重要。
本技术适用于厚度不小于8mm的碳素钢，全焊透熔化焊对接焊缝选用脉冲反射法超声波查验的方法来检测。
一、法兰焊接的缺陷及产生的原因分析
现多个施工项目部向本公司技术部反映法兰双面焊接存在焊接缺點问题，具体情况如下：法兰焊接时为双面半V形坡口，焊接办法为单一的气体保护焊，工件原料为20#钢，焊接材料为天津金桥焊业公司生产的ER50-6，直径2.0mm。焊接工艺参数为：U=27～29V，I=120～140A。坡口内均为横焊方位单道单层圆周焊接，如图2所示。焊接完成后超声波显现探伤70%～80%不合格。
工件坡口构造剖析：此双面半V形坡口因为坡口较深，宽深比较小，焊接进程中简单致使指状结晶，呈现晶界裂纹。焊缝底部因为焊接电弧的熔深力有限，致使根部呈现假焊，形成整圈的未熔合。
焊接技术参数剖析：此规模关于厚壁件焊接较为适宜，但是在打底焊接时焊接技术参数过大单位时间熔敷金属过量，致使熔池较深，电弧关于母材的作用力不够，根部未熔合。
焊接操作剖析：焊接时因为焊缝较深，打底焊接时电弧很难对准安装空隙，操作稍有偏差致使焊缝底部虚焊表象。焊接时单层单道焊接简单致使熔合不良表象。
归纳因素剖析：因为法兰和工件厚度不一致，致使传热不一致，冷却进程中产生热差缩短应力，窄半V形坡口焊接时母材熔深过深，致使焊缝金属中C含量添加，块状、针状马氏体等脆性相呈现的机缘较高，加大了冷裂纹的呈现几率。
二、解决方案
根据焊接通用工艺参数，焊前对其预热200℃摆布，因为后热关于消除氢致裂纹作用较好，焊完后对这以后热200～300℃并用石棉布包裹保温缓冷。关于方位1存在问题，采纳一系列办法：
关于方位1，更改焊接坡口。将半V形坡口更改为半U形坡口，这样在打底焊接时可以让熔敷金属下沉，确保电弧对母材的作用力，确保根部熔深，坡口比较以前稍有加宽，这样改进了焊枪的可操作性和施焊空间。
对于焊接方位有限，将保护套压制成椭圆状，这种办法也是处理焊接方位限制时常用的一种办法，保证焊枪能摇摆到位。将打底层焊接选用稍小技术参数焊接，U=25～26V，I=100～120A，以削减母材熔化率。选用不摇摆方式保证根部熔合。假如条件能够选用氩弧焊打底更为理想。在焊接半途中止时，将焊接接头处打磨成滑润斜坡，引弧后快速回拖保证接头熔合彻底。每层焊道保证在3～4mm，焊枪视点为10°～20°。
将盖面焊接改为单层两道焊接，保证坡口边际熔合，防止呈现坡口边际的假焊。针对方位2焊接存在的问题，提出下列办法：
将电弧对准焊缝坡口，减小焊接技术参数（U=25～26V，I=110～130A），焊枪成10°视点对准安装空隙。后边两道选用单层单道焊接。盖面焊时选用单层两道焊接，保证坡口边际熔合杰出，操作方法如图5所示。
根据以上措施对工艺进行调整后，焊道中裂纹消失，气孔夹渣大大减小，焊缝超声波探伤达到国标Ⅱ级标准。
三、检测仪器的调校
1、探头：探头应按ZBY344《超声探伤用探头型号命名方法》标准的规定作出标志。晶片的有效面积不应超过500mm2，且任一边长不应大于25mm。声束轴线水平偏离角应不大于2°。
2、仪器性能：系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上。探伤仪、探头以及系统性能，需要按照标准规定时间检查一次。
3、试块：根据现有钢管塔管体壁厚，对比试块选用RB-1，适用于8～25mm壁厚检测。
四、检验等级及方法
1、检验等级：依据质量要求，查验等级分为A、B、C三级，查验的完善程度A级最低、B级通常、C级最高，查验作业的难度系数按A、B、C次序逐级增高，应按照工件的原料、构造、焊接方法、运用条件及接受载荷的不一样，合理选用查验等级。
2、探伤面：根据对压力管道一级焊缝的要求，选用双面双侧法进行探伤，如图1所示。
3、检测区域：检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域最小10mm，最大20mm。
4、探伤面处理：探头移动区应铲除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质，探伤外表应平坦润滑，便于探头的自在扫查，其外表粗糙度Ra<6.3μm，必要时应进行打磨。对于去除余高的焊缝，应将余高打磨到与附近母材平齐。
5、距离波幅曲线（DAC）的绘制：距离-波幅曲线由选用的仪器、探头体系在对较量块上的实测数据绘成，曲线由判废线RL、定量线SL和鉴定线EL构成。鉴定线以上至定量线以下为I区（弱信号鉴定区），定量线至判废线以下为Ⅱ区（长度鉴定区），判废线及以上区域为Ⅲ区（判废区）。依据压力管道一级焊缝的要求，检验标准为：判废线DAC-4dB；定量线DAC-10dB；鉴定线DAC-16dB。
6、检测：无损检测探伤人员应了解受检工件的原料、结构、曲率、厚度、焊接办法、焊缝型式、坡口方式、焊缝余高及反面衬垫、沟槽等状况，探伤灵敏度不低于鉴定线灵敏度，扫查速度不大于150mm/s，相邻两次探头移动间隔确保至少有探头宽度10%的堆叠。
7、检测结果：最大反射波幅不超越鉴定线的缺点，均评为1级。最大反射波幅超越鉴定线的缺点，检验者判定为裂纹等危害性缺点时，不管其波幅和尺度怎么，均鉴定为Ⅳ级。反射波幅坐落Ⅰ区的非裂纹性缺点，均评为Ⅰ级。反射波幅坐落Ⅲ区的缺点，不管其指示长度怎么，均鉴定为Ⅳ级。不合格的缺点，应予返修，修补后，返修部位及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验。 8、记录与报告：记录与报告主要内容包含：工件称号、合同号、编号、探伤办法、探伤部位示意图、探伤比例、检测规范、缺点状况、返修状况、探伤定论、检测人员及审核人员签字等，记录和报告应最少保留7年。
五、安装焊接质量控制措施分析
1、焊接材料控制：焊接材料对于焊接质量有重要的影响，从焊接材料的选材开始，到进料、验收、入库、存放以及烘干等环节，都需要严格的质量控制。
2、焊工技术控制：焊工的焊接技术水平直接影响到整个焊接工程的质量，所以对焊工的要求较高。在压力管道安装焊接工作中，应严格按焊接工艺规程施焊。
3、焊后热处理控制：根据焊接材料自身性能的不同，需要进行热处理才能够保证焊接的质量。在热处理工艺中，要做好全程的质量监控，编制合理的工艺流程，对操作过程中的温度、速度以及时间都要做好详细的记录，严格控制每个环节，为焊接质量创造有利的条件。
4、焊接检测控制：焊接检测分为焊缝外观检测和无损检测两种。
4.1焊缝外观检测：焊缝外观检测主要检查焊缝表面是否存在咬边、气孔、裂纹、烧穿、弧坑等焊接缺陷以及焊縫的尺寸是否符合标准等。
4.2无损检测：无损检测是指在不损坏试件前提下，以物理法对内部和表面结构进行检测。目前，主要采用射线检测（RT）技术。
5、对焊接质量的检验进行控制：对焊接质量进行检验是质量控制程序中非常重要的环节，对于压力管道的焊接质量有重要的影响。通过对焊接质量进行检验，可以及时的发现焊接中出现质量问题，针对问题及时提出解决的措施，减少问题的发生。
结束语
本探伤技术办法经某工程压力管道安装的实践验证，能完成一级焊缝无损检查质量的可控和能控。只需控制好检查技术参数，在检查设备正常作业的情况下，漏检率为零，因而，该办法值得在同类型压力管道安装焊接质量检查中推广应用。
参考文献：
[1]刘芝豹.带颈对焊法兰一级环焊缝探伤工艺研究[J].机械制造，2014，02：74-76.
[2]吴静.高强度柔性带颈锻造法兰的应用研究[J].建筑结构，2013，08：36-39+68.
[3]张立朋.法兰焊缝裂纹产生原因和整改方案[J].建材世界，2014，04：73-75.
【关键词】 压力管道；工艺研究；法兰；探伤
引言
某工程压力管道安装，主材选用无缝钢管，而带颈对焊法兰是钢管连接必不可少的零部件。关于GC1级压力管道来讲，带颈对接法兰环向焊缝质量，一般焊接等级均需求为一级，其加工质量的好坏，直接影响到整条管道的安全性，因而，对带颈法兰环焊缝进行无损检测，其意义十分重要。
本技术适用于厚度不小于8mm的碳素钢，全焊透熔化焊对接焊缝选用脉冲反射法超声波查验的方法来检测。
一、法兰焊接的缺陷及产生的原因分析
现多个施工项目部向本公司技术部反映法兰双面焊接存在焊接缺點问题，具体情况如下：法兰焊接时为双面半V形坡口，焊接办法为单一的气体保护焊，工件原料为20#钢，焊接材料为天津金桥焊业公司生产的ER50-6，直径2.0mm。焊接工艺参数为：U=27～29V，I=120～140A。坡口内均为横焊方位单道单层圆周焊接，如图2所示。焊接完成后超声波显现探伤70%～80%不合格。
工件坡口构造剖析：此双面半V形坡口因为坡口较深，宽深比较小，焊接进程中简单致使指状结晶，呈现晶界裂纹。焊缝底部因为焊接电弧的熔深力有限，致使根部呈现假焊，形成整圈的未熔合。
焊接技术参数剖析：此规模关于厚壁件焊接较为适宜，但是在打底焊接时焊接技术参数过大单位时间熔敷金属过量，致使熔池较深，电弧关于母材的作用力不够，根部未熔合。
焊接操作剖析：焊接时因为焊缝较深，打底焊接时电弧很难对准安装空隙，操作稍有偏差致使焊缝底部虚焊表象。焊接时单层单道焊接简单致使熔合不良表象。
归纳因素剖析：因为法兰和工件厚度不一致，致使传热不一致，冷却进程中产生热差缩短应力，窄半V形坡口焊接时母材熔深过深，致使焊缝金属中C含量添加，块状、针状马氏体等脆性相呈现的机缘较高，加大了冷裂纹的呈现几率。
二、解决方案
根据焊接通用工艺参数，焊前对其预热200℃摆布，因为后热关于消除氢致裂纹作用较好，焊完后对这以后热200～300℃并用石棉布包裹保温缓冷。关于方位1存在问题，采纳一系列办法：
关于方位1，更改焊接坡口。将半V形坡口更改为半U形坡口，这样在打底焊接时可以让熔敷金属下沉，确保电弧对母材的作用力，确保根部熔深，坡口比较以前稍有加宽，这样改进了焊枪的可操作性和施焊空间。
对于焊接方位有限，将保护套压制成椭圆状，这种办法也是处理焊接方位限制时常用的一种办法，保证焊枪能摇摆到位。将打底层焊接选用稍小技术参数焊接，U=25～26V，I=100～120A，以削减母材熔化率。选用不摇摆方式保证根部熔合。假如条件能够选用氩弧焊打底更为理想。在焊接半途中止时，将焊接接头处打磨成滑润斜坡，引弧后快速回拖保证接头熔合彻底。每层焊道保证在3～4mm，焊枪视点为10°～20°。
将盖面焊接改为单层两道焊接，保证坡口边际熔合，防止呈现坡口边际的假焊。针对方位2焊接存在的问题，提出下列办法：
将电弧对准焊缝坡口，减小焊接技术参数（U=25～26V，I=110～130A），焊枪成10°视点对准安装空隙。后边两道选用单层单道焊接。盖面焊时选用单层两道焊接，保证坡口边际熔合杰出，操作方法如图5所示。
根据以上措施对工艺进行调整后，焊道中裂纹消失，气孔夹渣大大减小，焊缝超声波探伤达到国标Ⅱ级标准。
三、检测仪器的调校
1、探头：探头应按ZBY344《超声探伤用探头型号命名方法》标准的规定作出标志。晶片的有效面积不应超过500mm2，且任一边长不应大于25mm。声束轴线水平偏离角应不大于2°。
2、仪器性能：系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上。探伤仪、探头以及系统性能，需要按照标准规定时间检查一次。
3、试块：根据现有钢管塔管体壁厚，对比试块选用RB-1，适用于8～25mm壁厚检测。
四、检验等级及方法
1、检验等级：依据质量要求，查验等级分为A、B、C三级，查验的完善程度A级最低、B级通常、C级最高，查验作业的难度系数按A、B、C次序逐级增高，应按照工件的原料、构造、焊接方法、运用条件及接受载荷的不一样，合理选用查验等级。
2、探伤面：根据对压力管道一级焊缝的要求，选用双面双侧法进行探伤，如图1所示。
3、检测区域：检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域最小10mm，最大20mm。
4、探伤面处理：探头移动区应铲除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质，探伤外表应平坦润滑，便于探头的自在扫查，其外表粗糙度Ra<6.3μm，必要时应进行打磨。对于去除余高的焊缝，应将余高打磨到与附近母材平齐。
5、距离波幅曲线（DAC）的绘制：距离-波幅曲线由选用的仪器、探头体系在对较量块上的实测数据绘成，曲线由判废线RL、定量线SL和鉴定线EL构成。鉴定线以上至定量线以下为I区（弱信号鉴定区），定量线至判废线以下为Ⅱ区（长度鉴定区），判废线及以上区域为Ⅲ区（判废区）。依据压力管道一级焊缝的要求，检验标准为：判废线DAC-4dB；定量线DAC-10dB；鉴定线DAC-16dB。
6、检测：无损检测探伤人员应了解受检工件的原料、结构、曲率、厚度、焊接办法、焊缝型式、坡口方式、焊缝余高及反面衬垫、沟槽等状况，探伤灵敏度不低于鉴定线灵敏度，扫查速度不大于150mm/s，相邻两次探头移动间隔确保至少有探头宽度10%的堆叠。
7、检测结果：最大反射波幅不超越鉴定线的缺点，均评为1级。最大反射波幅超越鉴定线的缺点，检验者判定为裂纹等危害性缺点时，不管其波幅和尺度怎么，均鉴定为Ⅳ级。反射波幅坐落Ⅰ区的非裂纹性缺点，均评为Ⅰ级。反射波幅坐落Ⅲ区的缺点，不管其指示长度怎么，均鉴定为Ⅳ级。不合格的缺点，应予返修，修补后，返修部位及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验。 8、记录与报告：记录与报告主要内容包含：工件称号、合同号、编号、探伤办法、探伤部位示意图、探伤比例、检测规范、缺点状况、返修状况、探伤定论、检测人员及审核人员签字等，记录和报告应最少保留7年。
五、安装焊接质量控制措施分析
1、焊接材料控制：焊接材料对于焊接质量有重要的影响，从焊接材料的选材开始，到进料、验收、入库、存放以及烘干等环节，都需要严格的质量控制。
2、焊工技术控制：焊工的焊接技术水平直接影响到整个焊接工程的质量，所以对焊工的要求较高。在压力管道安装焊接工作中，应严格按焊接工艺规程施焊。
3、焊后热处理控制：根据焊接材料自身性能的不同，需要进行热处理才能够保证焊接的质量。在热处理工艺中，要做好全程的质量监控，编制合理的工艺流程，对操作过程中的温度、速度以及时间都要做好详细的记录，严格控制每个环节，为焊接质量创造有利的条件。
4、焊接检测控制：焊接检测分为焊缝外观检测和无损检测两种。
4.1焊缝外观检测：焊缝外观检测主要检查焊缝表面是否存在咬边、气孔、裂纹、烧穿、弧坑等焊接缺陷以及焊縫的尺寸是否符合标准等。
4.2无损检测：无损检测是指在不损坏试件前提下，以物理法对内部和表面结构进行检测。目前，主要采用射线检测（RT）技术。
5、对焊接质量的检验进行控制：对焊接质量进行检验是质量控制程序中非常重要的环节，对于压力管道的焊接质量有重要的影响。通过对焊接质量进行检验，可以及时的发现焊接中出现质量问题，针对问题及时提出解决的措施，减少问题的发生。
结束语
本探伤技术办法经某工程压力管道安装的实践验证，能完成一级焊缝无损检查质量的可控和能控。只需控制好检查技术参数，在检查设备正常作业的情况下，漏检率为零，因而，该办法值得在同类型压力管道安装焊接质量检查中推广应用。
参考文献：
[1]刘芝豹.带颈对焊法兰一级环焊缝探伤工艺研究[J].机械制造，2014，02：74-76.
[2]吴静.高强度柔性带颈锻造法兰的应用研究[J].建筑结构，2013，08：36-39+68.
[3]张立朋.法兰焊缝裂纹产生原因和整改方案[J].建材世界，2014，04：73-75.