不锈钢焊管的检验项目一列出来,很多人就晕:液压、气密、涡流、射线、超声、压扁、弯曲,到底哪些是必做、哪些可以选、互相能不能替?买管子的人和做管子的人,常常在这上面谈不拢。
其实这一堆项目分两大类:一类管管子漏不漏,叫密实性试验;另一类管焊缝里有没有缺陷,叫无损检测。把这两类的分工理清,再对照 GB/T 12771-2019 的规定,选型就清楚了。
密实性试验查的是「漏不漏」,用液压或者气密,给管子内部加压,看有没有渗漏。无损检测查的是「焊缝内部好不好」,用涡流、射线或者超声,找出裂纹、未熔合、未焊透、气孔这一类缺陷。这两类查的根本不是一件事,谁也替不了谁的话,就得两边都做。
还有一类容易被算进来的,是压扁、弯曲、卷边、拉伸这些工艺性能试验。它们查的是焊缝和母材的塑性和强度够不够,也不属于无损检测。三类各有各的用处,订货时要说清做哪几项。
按 GB/T 12771-2019,不锈钢焊管的液压试验是逐根做的,试验方法按 GB/T 241。试验压力按公式 P 等于 2SR 除以 D 计算,其中 R 取钢管规定塑性延伸强度的 50%,试验压力上限是 10 兆帕,稳压时间不少于 5 秒,管子不应出现渗漏。
对特别细的管子,标准给了一条替代路径。外径不大于 50.8 毫米的钢管,可以采用逐根水下气密性试验代替液压试验,试验压力不小于 1.0 兆帕,试验介质是压缩空气,加压后把管子完全浸入水中,稳压时间不少于 10 秒,不出现渗漏才算合格。小口径管用水下气密,比灌水打压更现实,也更容易看清漏点。
还有一条更省事的口径:经供需双方协商并在合同里注明,供方可以用其他无损检测方法代替液压试验,方法及合格等级由双方协商确定。这一条给了灵活性,但前提是写进合同,没写就不能默认替代。
不锈钢焊管用得最多的无损检测是涡流。涡流探伤逐根进行,标准是 GB/T 7735-2016《无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管缺欠的自动涡流检测》。它的原理是利用涡流对导电材料表面和近表面缺陷的敏感,速度快、容易实现自动化,很适合在产线上做整根快速筛查。
涡流探伤的关键,在对比样管。按 GB/T 12771-2019,涡流检测时对比样管的人工缺陷应符合 GB/T 7735-2016 中验收等级 E4H 或 E4 的规定。这句话的意思是,探伤的灵敏度不是口头商量的,要靠对比样管上的人工缺陷来标定;验收等级选 E4H 还是 E4,直接影响能检出多小的缺陷,合同里要写清。
涡流的局限也很明确:它对表面和近表面的缺陷灵敏,对深层缺陷灵敏度低。所以涡流查得出焊缝表面的裂纹、划伤,但焊缝深处的未熔合,它未必能看住。要求高的场合,涡流要和射线或超声配合使用。
射线探伤的成本和节拍都比涡流高,所以它不是全做,做多少由钢管的类别决定。这一点在 GB/T 12771-2019 里规定得很清楚。
按制造方法和射线检测,钢管分成六类:I 类是双面自动焊、焊缝 100% 全长射线探伤;II 类是单面自动焊、100% 全长射线探伤;III 类是双面自动焊、局部射线探伤;IV 类是单面自动焊、局部射线探伤;V 类是双面自动焊、不做射线探伤;VI 类是单面自动焊、不做射线探伤。也就是说,选 I 类或 II 类,就是要求焊缝全长拍片;选 III 类或 IV 类,是局部抽查。
局部探伤也不是随便抽。标准要求,合同规定做局部射线检测时,应注明检测比例和位置,而且位置至少要包含两个管端。管端是后续焊接和安装的接口,最容易出问题,所以标准专门把两个管端圈了进来。
检测方法和判定等级也有口径。射线检测可以按 GB/T 3323、NB/T 47013.2 或者 NB/T 47013.11,用胶片或实时成像方法检测和判定;技术等级应符合 NB/T 47013.2 或 NB/T 47013.11 中 AB 级的规定,或者 GB/T 3323 中 A 级的规定;结果评定和质量等级应符合 GB/T 3323 或 NB/T 47013.2 中 II 级的规定。经协商并在合同中注明,也可以规定其他技术等级和质量等级。还有一条实用规定:射线检测可以在热处理之前进行。
超声探伤擅长查焊缝内部的未熔合、裂纹、分层,定位定量比涡流准,本身是很成熟的方法。但它用在不锈钢焊管上有一个先天限制:奥氏体不锈钢焊缝晶粒粗大,超声在这种粗晶组织里传播时衰减大、噪声重,信噪比不好,小缺陷容易被噪声淹没。所以不锈钢焊管上,超声不如在碳钢焊管上那么好用,通常只在特定场合、配合专用探头和工艺才用。
实际生产里更常见的组合是:涡流做逐根快速筛查,把表面和近表面的问题挑出来;对要求高的管子,再按类别用射线做全长或局部探伤,看焊缝内部。两个方法一个管快、一个管深,搭配起来覆盖面比较全。
无损检测排完,还有一组试验不能和它混为一谈,那就是压扁和弯曲,查的是焊缝和母材的塑性。
压扁试验针对外径不大于 168 毫米的钢管,方法按 GB/T 246。试验时焊缝要放在与受力方向成 90° 的位置,让焊缝经受最苛刻的变形;经热处理的钢管,试样压至钢管外径的三分之一,未经热处理的压至外径的三分之二;压扁后不应出现裂缝和裂口。同样是合格,两种交货状态的严苛程度差了一截,这也是合同要写清 +H 还是 +T 的原因。
焊缝横向弯曲试验针对外径大于 168 毫米的钢管,方法按 GB/T 2653。弯曲试样从钢管或焊接试板上截取,焊接试板要与钢管同一牌号、同一炉号、同一焊接工艺和同一热处理制度;一组弯曲试验通常包含一个正弯和一个背弯,让外焊缝和内焊缝分别处于最大弯曲表面;弯芯直径为三倍试样厚度,弯曲角度 180°,弯曲后焊缝区域不应出现裂缝和裂口。
外径不小于 168 毫米的钢管,还要做焊接接头的横向拉伸试验,方法按 GB/T 2651,试样的焊缝位于中心并与轴线垂直,接头的抗拉强度要符合母材抗拉强度的规定。焊缝的强度就是在这项试验里被标定住的,不能只测母材不测接头。
卷边试验和焊接接头冲击试验属于协商项目,需要方提出、经双方协议并在合同中注明才做,分别按 GB/T 245 和 GB/T 2650。这些项目平时不做,但有的工况(比如管端要翻边)就非做不可,订货时要提前想到。
第一栏,钢管类别。I 到 VI 类对应不同的射线检测比例,直接决定焊缝拍不拍片、拍多少。这是最容易被忽略、又最影响成本的一栏。
第二栏,无损检测的方法和验收等级。涡流要写清验收等级是 E4H 还是 E4;射线要写清技术等级和质量等级,以及局部探伤的比例和位置。
第三栏,密实性试验的方式。是用液压,还是外径 50.8 毫米以下改用水下气密;如果要用无损检测代替液压,也要在合同里写明。
第四栏,组批与复验。按 GB/T 12771-2019,每批由同一牌号、同一炉号、同一尺寸、同一焊接工艺和同一热处理制度的钢管组成,批量上限按外径分档:外径不大于 57 毫米的不超过 400 根,大于 57 不大于 219 毫米的不超过 200 根,大于 219 毫米的不超过 100 根。复验与判定规则按 GB/T 2102 执行,抽检不过关时怎么复验、怎么判,都在这本里。
第五栏,补焊后的检测。焊缝允许修补,但同一位置的补焊不应超过 3 次,补焊焊缝长度不应超过焊缝总长度的 20%;以热处理状态交货的钢管补焊后要进行热处理;有射线检测要求的钢管,补焊后要重新做局部射线检测。这三条在验收时经常被漏掉。
数据来源:来自公开网络。
钢管动力,关联公众号:钢标控。
不锈钢焊管的涡流探伤和水压试验,能不能互相代替?
两者查的不是一回事,原则上不能简单互相代替。液压试验属于密实性试验,给管内加压看漏不漏;涡流属于无损检测,查焊缝表面和近表面的缺陷。GB/T 12771-2019 给了一条替代口径:经供需双方协商并在合同里注明,供方可以用其他无损检测方法代替液压试验,检测方法及合格等级由双方协商确定。也就是说,涡流可以代替液压,但前提是合同写明了,没写就不能默认替代。而且替代时要一并约定合格等级,比如涡流按 GB/T 7735-2016 的 E4H 或 E4 级,不能只口头说一句「涡流代替水压」。
射线探伤只抽一部分,怎么保证没有漏检?
靠类别和合同约定来控制覆盖面。GB/T 12771-2019 按制造方法和射线检测把钢管分成六类,I 类和 II 类是焊缝 100% 全长射线探伤,III 类和 IV 类是局部射线探伤,V 类和 VI 类不做射线探伤。选全额还是局部,在下单时就确定了。局部探伤也不是随便抽,标准要求合同注明检测比例和位置,位置至少应包含两个管端,因为管端是后续对接安装的接口,最容易出问题。想要覆盖面更高,就选 I 类或 II 类,把焊缝全长纳入探伤,同时在合同里写清技术等级和质量等级。
不锈钢焊管为什么很少用超声探伤?
因为奥氏体不锈钢焊缝晶粒粗大。超声探伤擅长查焊缝内部的未熔合、裂纹和分层,定位定量比涡流准,但它依赖声波在材料里的传播;不锈钢焊缝粗大的晶粒会让声波衰减大、噪声重,信噪比变差,小缺陷容易被噪声淹没,判读难度大。所以不锈钢焊管上,超声不如在碳钢焊管上那么好用,一般只在特定场合配合专用探头和工艺才使用。实际产线更常见的组合是涡流做逐根快速筛查,要求高的管子再按类别用射线做全长或局部探伤,一个管快、一个管深,覆盖面更全。
细管为什么可以不做水压,改做气密性试验?
这是标准给的替代路径,针对的是小口径管。GB/T 12771-2019 规定,外径不大于 50.8 毫米的钢管可以采用逐根水下气密性试验代替液压试验,试验压力不小于 1.0 兆帕,介质是压缩空气,加压后把管子完全浸入水中,稳压时间不少于 10 秒,不出现渗漏才算合格。细管灌水打压操作起来麻烦,水也不容易排净,水下气密用压缩空气加压、看气泡,更直观也更容易看清漏点。口径大一些的管子还是要按 P 等于 2SR 除以 D 做液压试验,试验压力上限 10 兆帕,稳压不少于 5 秒。
不锈钢焊管验收,探伤和组批这两块要核哪些?
探伤这块核三项:钢管类别(I 到 VI 类,对应射线全长、局部或不做),涡流或射线的验收和质量等级(涡流按 GB/T 7735-2016 的 E4H 或 E4,射线技术等级 AB 级或 A 级、质量等级 II 级),以及局部探伤的比例和位置是否包含两个管端。组批这块按 GB/T 12771-2019 核:每批由同一牌号、同一炉号、同一尺寸、同一焊接工艺和同一热处理制度的钢管组成,批量上限为外径不大于 57 毫米不超过 400 根、大于 57 不大于 219 毫米不超过 200 根、大于 219 毫米不超过 100 根。复验与判定按 GB/T 2102。补焊过的管子还要单独核:同一位置补焊不超过 3 次,补焊长度不超过焊缝总长 20%,热处理态补焊后要重新热处理,有射线要求的补焊后要重新局部射线检测。