高杰，王盈，烏永祥，梁鑫亮，孫亞云，李錦

（1.陜西省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，陜西 西安 710048；2.西安信息職業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710125）

某壓力容器制造單位制造一臺(tái)硅粉過(guò)濾器，筒體及錐形封頭材料均為S30408奧氏體型不銹鋼。設(shè)計(jì)壓力1.0MPa，工作壓力0.7MPa，設(shè)計(jì)溫度200℃，工作溫度150℃，工作介質(zhì)H2，設(shè)計(jì)要求A、B類(lèi)焊縫100%射線檢測(cè)，C、D類(lèi)焊縫100%滲透檢測(cè)，筒體與錐形封頭對(duì)接焊縫標(biāo)記為B1。

錐形封頭為外購(gòu)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(cè)合格，并且經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)乇O(jiān)督檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)合格。

該壓力容器制造單位按照焊接工藝規(guī)程對(duì)硅粉過(guò)濾器進(jìn)行施焊，并且依據(jù)設(shè)計(jì)文件對(duì)所有焊縫無(wú)損檢測(cè)合格后，將無(wú)損檢測(cè)工藝、記錄與報(bào)告、射線檢測(cè)底片提交監(jiān)檢員審查，監(jiān)檢員審查后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題如下：

（1）射線檢測(cè)報(bào)告中的焊縫探傷編號(hào)圖中未標(biāo)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(bào)告中未標(biāo)記。

（2）審查射線底片時(shí)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(jiǎn)稱(chēng)固容規(guī)），射線檢測(cè)記錄與報(bào)告、射線底片審查定為“C”類(lèi)項(xiàng)目，監(jiān)檢人員通過(guò)審查受檢單位的射線檢測(cè)記錄與報(bào)告、射線底片，確認(rèn)該項(xiàng)目是否符合要求，確認(rèn)這些項(xiàng)目合格后，制造單位才能進(jìn)行后續(xù)的熱處理或者耐壓試驗(yàn)工序。

2 射線底片抽查的重要性和針對(duì)性

2.1 重要性

通過(guò)焊接的方式連接壓力容器的各個(gè)部件是我國(guó)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(guò)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(dá)標(biāo)往往是主要原因。

本文中硅粉過(guò)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(dǎo)熱系數(shù)較小，在施焊過(guò)程中，焊縫易產(chǎn)生過(guò)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(guò)程中，可形成較大的拉應(yīng)力，而焊縫熔池金屬在凝固過(guò)程中存在較大拉應(yīng)力時(shí)易產(chǎn)生熱裂紋；奧氏體不銹鋼及其焊縫的合金組成較復(fù)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(jìn)熱裂紋的形成；焊接過(guò)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(lái)少量的δ鐵素體等，將造成焊接接頭塑性和韌性的降低，導(dǎo)致焊接接頭脆化。并且硅粉過(guò)濾器中的介質(zhì)是H2，屬于易爆介質(zhì)，一旦出現(xiàn)泄漏，會(huì)給周?chē)h(huán)境帶來(lái)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(dá)標(biāo)，故而顯得射線檢測(cè)及射線底片抽查工作尤為重要。

2.2 針對(duì)性

金屬材料焊接接頭區(qū)域力學(xué)性能的變化和在焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋的敏感性通常作為評(píng)價(jià)材料可焊性的主要指標(biāo)，而焊接性能差的材料易出現(xiàn)各類(lèi)缺陷（裂紋、未熔合、未焊透等），此外應(yīng)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(guò)2次，如果超過(guò)2次，返修前應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)制造單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，由此可見(jiàn)，返修部位的焊縫質(zhì)量也是需要審查的重點(diǎn)。所以應(yīng)有針對(duì)性的審查應(yīng)力集中（如交叉焊縫、錯(cuò)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(kuò)探部位、采用不可記錄的脈沖反射法超聲檢測(cè)而附加的局部射線檢測(cè)底片必須審查。而硅粉過(guò)濾器采用100%射線檢測(cè)合格，沒(méi)有返修及擴(kuò)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(cè)由于拍攝角度等問(wèn)題對(duì)裂紋類(lèi)面積型缺陷檢測(cè)靈敏度不是很高，所以底片評(píng)定人員和底片審查人員應(yīng)更加仔細(xì)地觀察交叉焊縫底片是否存在超標(biāo)缺陷。

3 案例問(wèn)題分析

3.1 問(wèn)題分析

監(jiān)檢員認(rèn)真查閱相關(guān)資料并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢驗(yàn)情況，最后，與該壓力容器制造單位對(duì)監(jiān)檢員發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)問(wèn)題認(rèn)真分析后，得出如下結(jié)論：

（1）錐形封頭為外購(gòu)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(cè)合格，并且錐形封頭經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)乇O(jiān)督檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)合格，符合出廠條件，所以該壓力容器制造單位無(wú)須再次對(duì)錐形封頭上的拼接焊縫進(jìn)行射線檢測(cè)，故而射線檢測(cè)工藝及射線檢測(cè)報(bào)告均未標(biāo)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(chǎng)射線檢測(cè)拍片人員和底片評(píng)定人員為不同的兩組人，現(xiàn)場(chǎng)射線檢測(cè)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(píng)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(wú)法辨認(rèn)（如圖2所示），致使底片評(píng)定人員在底片評(píng)定時(shí)不能有針對(duì)性地仔細(xì)觀察這3條交叉焊縫是否存在缺陷，所以底片評(píng)定人員在報(bào)告中也未標(biāo)記這3條交叉焊縫（默認(rèn)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(wú)法辨認(rèn)，極易造成漏評(píng)、漏檢，一旦造成漏評(píng)、漏檢就屬于無(wú)損檢測(cè)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(yù)防措施

（1）壓力容器制造單位（若是無(wú)損檢測(cè)對(duì)外委托，則為無(wú)損檢測(cè)單位）應(yīng)如實(shí)在射線檢測(cè)報(bào)告中的焊縫探傷編號(hào)圖中標(biāo)記外購(gòu)件的所有焊縫，并注明外購(gòu)件上的那些焊縫已經(jīng)做過(guò)射線檢測(cè)。

（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(chǎng)射線檢測(cè)時(shí)，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(biāo)記重合，這樣在射線底片上會(huì)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(píng)定人員及監(jiān)檢員在評(píng)定及審查射線底片時(shí)，應(yīng)掌握容器現(xiàn)場(chǎng)母材和焊縫表面質(zhì)量及焊縫分布情況。

4 結(jié)語(yǔ)

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(duì)性，并舉例說(shuō)明了底片評(píng)定人員和監(jiān)檢員在射線底片評(píng)定及審查時(shí)容易漏評(píng)和漏檢的容器與外購(gòu)件焊接后形成的交叉焊縫，并且從三個(gè)方面提出了行之有效的預(yù)防措施。