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(中車西安車輛有限公司，西安 710086)

1 無損檢測工藝性審查的作用及內(nèi)容

無損檢測的主要作用是保證產(chǎn)品質(zhì)量，防止零件或材料在使用過程中達(dá)不到設(shè)計(jì)的功能要求。無損檢測對產(chǎn)品質(zhì)量的保障程度取決于無損檢測的可靠性。影響無損檢測可靠性的因素很多，其中第一個環(huán)節(jié)就是產(chǎn)品的無損檢測工藝性。

無損檢測工藝性就是產(chǎn)品的零部件適應(yīng)無損檢測工藝的能力，即零部件按照無損檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工藝方法，得到合格產(chǎn)品的可能性或難易程度。

包含無損檢測要求的產(chǎn)品圖紙初步完成時，一般應(yīng)經(jīng)過無損檢測工程師進(jìn)行無損檢測工藝性審查。無損檢測工藝性審查主要有三個方面內(nèi)容：① 檢測部位、檢測方法、檢測比例是否符合相關(guān)產(chǎn)品法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；② 產(chǎn)品采用的無損檢測標(biāo)準(zhǔn)、檢測技術(shù)等級、合格級別是否正確；③ 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料等能否按照圖紙規(guī)定的方法進(jìn)行無損檢測。

無損檢測工藝性審查人員應(yīng)了解產(chǎn)品執(zhí)行的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系，熟悉無損檢測標(biāo)準(zhǔn)和各種無損檢測方法的能力范圍、局限性。因此各單位一般都由無損檢測3級人員來實(shí)施無損檢測工藝性審查。

2 LNG鐵路罐車簡介

LNG(液化天然氣)鐵路罐車是中車西安車輛有限公司為滿足液化天然氣鐵路運(yùn)輸而設(shè)計(jì)的一種新型鐵路罐車，其主要由罐體裝配、加排系統(tǒng)、底架裝配、鉤緩制動裝配、轉(zhuǎn)向架、操作間等部分組成(見圖1)，其中無損檢測工藝審查的重點(diǎn)為罐體裝配和加排系統(tǒng)。

圖1 LNG鐵路罐車結(jié)構(gòu)示意

圖3 罐車外罐焊縫編號

LNG鐵路罐車罐體裝配采用高真空絕熱結(jié)構(gòu)，主要由內(nèi)罐體、外罐體、夾層管路、內(nèi)外罐體支撐組成。內(nèi)罐體設(shè)計(jì)溫度為-196 ℃，外罐體設(shè)計(jì)溫度為-40 ℃～50℃。加排系統(tǒng)是液態(tài)LNG的進(jìn)出通道，由直徑14～76 mm的管路和測量裝置組成，管路材料為S30408不銹鋼，管路中的幾十個對接接頭需要進(jìn)行射線檢測。

3 工藝性審查發(fā)現(xiàn)的問題及改進(jìn)措施

3.1 底架中梁對接焊縫超聲檢測

罐體底架除了承受罐體重力外，還傳遞列車牽引力，屬于受力鋼結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)人員參照以前的圖紙，將無損檢測技術(shù)要求規(guī)定為：“中梁對接焊接完成24小時后，對焊接接頭按GB/T 11345規(guī)定的B級進(jìn)行超聲檢測，1級合格?！?/p>

無損檢測人員不清楚執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》還是GB/T 11345-2013《焊縫無損檢測 超聲檢測 技術(shù)、檢測等級和評定》，咨詢設(shè)計(jì)人員，回應(yīng)是執(zhí)行GB/T 11345的新版標(biāo)準(zhǔn)。由于部分設(shè)計(jì)人員不了解GB/T 11345-2013里面沒有規(guī)定焊縫質(zhì)量驗(yàn)收等級，與GB/T 11345-2013配套的GB/T 29712-2013《焊縫無損檢測 超聲檢測 驗(yàn)收等級》標(biāo)準(zhǔn)里面驗(yàn)收等級沒有1級，只有驗(yàn)收等級2和驗(yàn)收等級3，于是無損檢測工藝性審查人員向設(shè)計(jì)人員說明了GB/T 11345標(biāo)準(zhǔn)的更新情況，并提出修改建議。

后來，設(shè)計(jì)人員將中梁對接接頭無損檢測技術(shù)要求修改為：“中梁對接焊縫焊接完成24小時后，按GB/T 11345-2013進(jìn)行超聲檢測，檢測技術(shù)等級為B級。中梁對接接頭超聲檢測按照GB/T 29712-2013驗(yàn)收，驗(yàn)收等級為2級?！?/p>

3.2 外罐封頭對接焊縫無損檢測

鐵路罐車外罐端部封頭(見圖2)材料為16MnDR，由兩塊板拼接后冷壓而成，設(shè)計(jì)要求對該拼接焊縫進(jìn)行100%射線檢測。

圖2 LNG鐵路罐車外罐封頭

無損檢測工藝性審查人員查閱質(zhì)檢總局相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范[1]，規(guī)定該對接接頭還應(yīng)進(jìn)行磁粉檢測。與設(shè)計(jì)人員溝通后，設(shè)計(jì)圖紙補(bǔ)充了對封頭拼接接頭進(jìn)行100%磁粉檢測的要求。

3.3 外罐端環(huán)縫超聲檢測

按照質(zhì)檢總局安全技術(shù)規(guī)范，LNG鐵路罐車外罐體對接焊縫需要進(jìn)行射線檢測或者超聲檢測，而由于外罐體筒體與封頭連接的端環(huán)縫B11及B17(見圖3)焊接時內(nèi)罐已經(jīng)組裝，無法進(jìn)行射線檢測，只能考慮超聲檢測。該對接焊縫結(jié)構(gòu)如圖4所示，其筒體側(cè)板厚為6 mm，封頭側(cè)板厚為8 mm，墊板厚度為5 mm。筒體與封頭焊接時，墊板與罐體環(huán)縫在整個周長范圍內(nèi)的熔合情況存在3種可能：完全熔合、部分熔合、沒有熔合。

圖4 外罐封頭與筒體連接端環(huán)縫結(jié)構(gòu)示意

該焊接接頭超聲檢測的難點(diǎn)有：端環(huán)縫封頭直邊段長度只有40 mm，當(dāng)薄板采用大角度探頭時，探頭移動范圍不足；從筒體側(cè)探傷時，超聲波會進(jìn)入墊板與筒體角焊縫，存在部分檢測盲區(qū)；環(huán)縫與墊板部分熔合，在未結(jié)合部位可能存在反射，影響缺陷判定；超聲波通過環(huán)焊縫進(jìn)入熔合的墊板時，無法采用二次波檢測。由于超聲檢測存在檢測盲區(qū)，除了采用特定的超聲檢測工藝外，還建議采用磁粉檢測作補(bǔ)充。

設(shè)計(jì)人員了解端環(huán)縫超聲檢測的難點(diǎn)后，對端環(huán)縫增加了磁粉檢測的要求。

3.4 帶墊圈的管子環(huán)向?qū)咏宇^射線檢測

LNG鐵路罐車加排系統(tǒng)上有多個帶墊圈的管子對接接頭(見圖5)，墊圈長度為40 mm，圖中斜箭頭表示射線檢測時射線透照的方向。按照射線檢測標(biāo)準(zhǔn)[2]規(guī)定，小徑管對接焊縫進(jìn)行射線檢測時，一般采用雙壁雙影透照的方式，橢圓開口間距在1倍焊縫寬度左右。因?yàn)榄h(huán)縫是橢圓成像，因此焊縫影像會重疊在環(huán)縫周圍的母材上。如果墊圈過短，一部分焊縫影像會疊加在墊圈上，一部分焊縫影像會疊加在墊圈以外的母材上。由于有墊圈和無墊圈部分厚度不一樣，因此兩部分的檢測靈敏度不一樣，底片黑度也不一樣，射線透照時難以確定工藝參數(shù)，且影像評定困難，建議設(shè)計(jì)部門將墊圈長度增加至焊縫中心兩側(cè)各25 mm。經(jīng)射線檢測工藝驗(yàn)證，當(dāng)小徑管環(huán)縫兩側(cè)的墊圈長度各達(dá)到25 mm時，焊縫的橢圓透照影像就會全部疊加在墊圈上，有利于射線檢測底片黑度控制及缺陷評定。

設(shè)計(jì)人員了解射線檢測工藝情況后，將墊圈長度增加至焊縫中心兩側(cè)各25 mm。

圖5 加排系統(tǒng)帶墊圈的管子環(huán)向?qū)咏宇^結(jié)構(gòu)示意

3.5 三通管子環(huán)向?qū)咏宇^射線檢測

LNG鐵路罐車加排系統(tǒng)中，有幾個φ76 mm×3 mm(直徑×壁厚)三通管子環(huán)向?qū)咏宇^(見圖6)，環(huán)縫一側(cè)管子壁厚為3 mm，環(huán)縫另一側(cè)厚度接近10 mm。由于過渡部分長度較短，橢圓成像時焊縫影像會疊加在厚度為10 mm的側(cè)母材上面。當(dāng)焊縫兩側(cè)壁厚不一致時，應(yīng)按照壁厚較薄一側(cè)厚度選擇檢測工藝參數(shù)[3]。而按照3 mm厚度選擇的射線檢測參數(shù)，無法穿透10 mm側(cè)母材，導(dǎo)致10 mm側(cè)焊縫黑度及靈敏度過低，滿足不了射線檢測標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖6 三通管子環(huán)向?qū)咏宇^結(jié)構(gòu)示意

建議設(shè)計(jì)部門重新選擇三通結(jié)構(gòu)，使環(huán)縫兩側(cè)厚度基本一致。設(shè)計(jì)部門采納建議，重新選擇三通結(jié)構(gòu)后，射線檢測難題迎刃而解。

4 結(jié)語

無損檢測工藝性審查人員在產(chǎn)品無損檢測工藝性審查過程中，發(fā)現(xiàn)無損檢測技術(shù)要求存在不明確、不完整的地方，或者零部件結(jié)構(gòu)無法按圖紙規(guī)定方法進(jìn)行無損檢測時，應(yīng)向設(shè)計(jì)人員反饋意見。只有圖紙中零部件結(jié)構(gòu)具有可探性、無損檢測技術(shù)要求正確，才能在產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)制定出合格的無損檢測工藝，從而提高無損檢測的可靠性。