高級(jí)質(zhì)檢員X射線檢測(cè)考試典型缺陷圖譜分析

1、高級(jí)質(zhì)檢員X射線檢測(cè)考試典型 缺陷圖譜分析作者:日期: / 9高級(jí)質(zhì)檢員X射線檢測(cè)考試典型缺陷圖譜分析（2）2011.07.29 檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)中心 FJW提供奧氏體不銹鋼的焊接一、奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)? 奧氏體不銹鋼是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的金屬材料之一，其焊接性能良好， 但在焊接過程中也容易產(chǎn)生不少問題，主要表現(xiàn)為以下幾種：?1.1晶間腐蝕? 奧氏體不銹鋼焊接件容易在焊接接頭處發(fā)生晶間腐蝕，根據(jù)貧銘理論，其原因是焊接時(shí)焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450850 C溫度范圍停留一定時(shí)間的接頭部位，在晶界處析出高銘碳化物（Cr23C6 ）,引起晶粒表層含銘量降低，形成貧銘區(qū)，在腐蝕 介質(zhì)的作用下，晶粒

2、表層的貧銘區(qū)受到腐蝕而形成晶間腐蝕。這時(shí)被腐蝕的焊接接 頭表面無(wú)明顯變化，受力時(shí)則會(huì)沿晶界斷裂，幾乎完全失去強(qiáng)度。? 為防止和減少焊接接頭處的晶間腐蝕，一般采取的防止措施有：（1）采用低碳或超低碳的焊材，如 A002等，或采用含鈦、鋁等穩(wěn)定化元素的焊條，如 A137、A132 等；（2）由焊絲或焊條向焊縫熔入一定量的鐵素體形成元素，使焊縫金屬成為奧氏 體+鐵素體的雙相組織（鐵素體一般控制 4-12%） ; （ 3）減少焊接熔池過熱，選用較小的焊接電流和較快的焊接速度，加快冷卻速度；（4）對(duì)耐晶間腐蝕性能要求很高的焊件進(jìn)行焊后穩(wěn)定化退火處理。?1.2焊接熱裂紋? 熱裂紋產(chǎn)生的主要原因是焊縫中的樹

3、枝晶方向性強(qiáng)，有利于 S、P等元素的低熔點(diǎn) 共晶產(chǎn)物的形成和聚集。另外，此類鋼的導(dǎo)熱系數(shù)?。s為低碳鋼的1/3）,線脹系數(shù)大（比低碳鋼大 50%）,所以焊接應(yīng)力也大，加劇了熱裂紋的產(chǎn)生。其防止的 辦法是：?（1）選用含碳量低的焊接材料， 采用含適量Mo、Si等鐵素體形成元素的焊接材料，使焊縫形成奧氏體加鐵素體的雙相組織，減少偏析；?（2）盡量選用堿性藥皮的優(yōu)質(zhì)焊條，以限制焊縫金屬中S、P、C等的含量。?1.3應(yīng)力腐蝕開裂? 應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時(shí)所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn) 象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式，表現(xiàn) 為無(wú)塑性變形的脆性破壞。

4、? 應(yīng)力腐蝕開裂防止措施：（1）采取合適的焊接工藝，保證焊縫成形良好，不產(chǎn)生任何應(yīng)力集中或點(diǎn)蝕的缺陷，如咬邊等；采取合理的焊接順序，降低焊接殘余應(yīng)力水平；(2)合理選擇焊材，焊縫與母材應(yīng)有良好的匹配，不產(chǎn)生任何不良組織，如晶 粒粗化及硬脆馬氏體等；(3)消除應(yīng)力處理：焊后熱處理，如焊后完全退火或退火； 在難以實(shí)施熱處理時(shí)采用焊后錘擊或噴丸等。?1.4焊縫金屬的低溫脆化? 對(duì)于奧氏體不銹鋼焊接接頭，在低溫使用時(shí)，焊縫金屬的塑韌性是關(guān)鍵問題。此時(shí)，焊縫組織中的鐵素體的存在總是惡化低溫韌性。一般可以通過選用純奧氏體焊材和 調(diào)整焊接工藝獲得單一的奧氏體焊縫的方法來防止焊縫金屬的低溫催化。?1.5焊接接

5、頭的b相脆化? 焊件在經(jīng)受一定時(shí)間的高溫加熱后會(huì)在焊縫中析出一種脆性的b相，導(dǎo)致整個(gè)接頭脆化，塑性和韌性顯著下降。b相的析出溫度范圍 650-850 Co在高溫加熱過程中，b相主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。加熱時(shí)間越長(zhǎng)，b相析出越多。? 防止措施：?(1)限制焊縫金屬中的鐵素體含量(小于15%),采用超合金化焊接材料，即高饃焊材；?(2)采用小規(guī)范，以減小焊縫金屬在高溫下的停留時(shí)間；?(3)對(duì)已析出的(T相在條件允許時(shí)進(jìn)行固溶處理，使(T相溶入奧氏體。二、奧氏體不銹鋼的焊條選用原則? 不銹鋼主要用于耐腐蝕，但也用作耐熱鋼和低溫鋼。因此，在焊接不銹鋼時(shí)，焊條 的性能首先必須與不銹鋼的用途相符，其次不銹鋼

6、焊條還必須根據(jù)母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來選用。結(jié)合不銹鋼焊接過程中容易出現(xiàn)的問題以 及防止措施，焊條的選用原則一般有如下幾種：? 2.1 一般來說，焊條的選用可參照母材的材質(zhì)，選用與母材成分相同或相近的焊條。如：A102 對(duì)應(yīng) 0a19Ni9 , A137 對(duì)應(yīng) 1Ch8Ni9Ti 等。? 2.2奧氏體不銹鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能。這可以通過焊接工藝評(píng)定進(jìn)行驗(yàn)證。?2.3由于碳含量對(duì)不銹鋼的抗腐蝕性能有很大的影響，因此，一般選用熔敷金屬含碳量不高于母材的不銹鋼焊條。如316L必須選用A022焊條。?2.4對(duì)于在高溫工作的耐熱不銹鋼(奧氏體耐熱鋼)，所選用的焊條主要應(yīng)能滿足焊

7、縫金屬的抗熱裂性能和焊接接頭的高溫性能。?(1)對(duì)Cr/Ni 的奧氏體耐熱鋼，如1J18Ni9Ti等，一般均采用奧氏體-鐵素體不銹鋼焊條，以焊縫金屬中含 2-5 %鐵素體為宜。鐵素體含量過低時(shí)，焊縫金屬抗裂 性差;若過高，則在高溫長(zhǎng)期使用或熱處理時(shí)易形成b脆化相，造成裂紋。如A002、A102、A137 o在某些特殊的場(chǎng)合，可能要求采用全奧氏體的焊縫金屬時(shí)，可采用 比如A402、A407焊條等。?(2)對(duì)Cr/Ni1的穩(wěn)定型奧氏體耐熱鋼，如 Cr16Ni25Mo6等，一般應(yīng)在保證焊縫金屬具有與母材化學(xué)成分大致相近的同時(shí)，增加焊縫金屬中Mo、W、Mn等元素的含量，使得在保證焊縫金屬熱強(qiáng)性的同時(shí)，

8、提高焊縫的抗裂性。如采用A502、A507。? 2.5對(duì)于在各種腐蝕介質(zhì)中工作的耐蝕不銹鋼，則應(yīng)按介質(zhì)和工作溫度來選擇焊條，并保證其耐腐蝕性能(做焊接接頭的腐蝕性能試驗(yàn))。?(1)對(duì)于工作溫度在300 c以上、有較強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)，須采用含有Ti或Nb穩(wěn)定化元素或超低碳不銹鋼焊條。如A137或A002等。?(2)對(duì)于含有稀硫酸或鹽酸的介質(zhì)，常選用含Mo或含Mo和Cu的不銹鋼焊條如:A032、A052 等。?(3)對(duì)工作介質(zhì)腐蝕性弱或僅為避免銹蝕污染的不銹鋼設(shè)備，可采用不含Ti或Nb的不銹鋼焊條。為保證焊縫金屬的耐應(yīng)力腐蝕能力，采用超合金化的焊材，即焊縫 金屬中的耐蝕合金元素(Cr、Mo、Ni等)

9、含量高于母材。如采用00J18Ni12Mo2類型的焊接材料(如 A022 )焊接00519210焊件。?2.6對(duì)于在低溫條件下工作的奧氏體不銹鋼，應(yīng)保證焊接接頭在使用溫度的低溫沖擊韌性，故采用純奧氏體焊條。如 A402、A407。? 2.7也可選用饃基合金焊條。如采用 Mo達(dá)9 %的饃基焊材焊接 Mo6型超級(jí)奧氏體 不銹鋼。? 綜上所述，奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨(dú)特特點(diǎn)的，奧氏體不銹鋼焊接時(shí)焊條的選 用尤其值得注意，只有根據(jù)不同材料和工作條件選用不同的焊接方法和不同的焊接 材料，才能達(dá)到所預(yù)期的焊接質(zhì)量。三、在使用僦弧焊焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，由于各類偶然或必然因素的作用，難免會(huì)出 現(xiàn)一些焊接不良

10、的不合格品。分析其產(chǎn)生的原因并制定補(bǔ)救方法是提高成品率的一種手段。 本文就焊接時(shí)出現(xiàn)的一些不合格現(xiàn)象做出分析，并提出一些補(bǔ)救方法，以作參考。?3.1表面氣孔? 原因：產(chǎn)生表面氣孔的原因一般為使用了不符合要求的焊材或工件表面的清理未達(dá)到要求或操作時(shí)焊條角度不對(duì)或施工環(huán)境未達(dá)到要求等而引起的。? 預(yù)防：使用正確的焊材，焊前清理干凈工件，選擇合適的焊接角度。? 補(bǔ)救措施：用角向磨光機(jī)或焊工鑿子對(duì)缺陷進(jìn)行清理，如缺陷清除后焊縫表面成型 達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求時(shí)，必須重新進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊時(shí)必須考慮到引弧和熄弧的位置； 補(bǔ)焊完成后應(yīng)重新打磨清理焊縫，使之過渡圓滑。?3.2焊縫未填滿? 原因：產(chǎn)生焊縫未填滿的原因一

11、般為焊工責(zé)任心不強(qiáng)或工件坡口形式不當(dāng)而引起的。? 預(yù)防：選擇合適的工件坡口。? 補(bǔ)救措施：必須重新進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊前應(yīng)進(jìn)行必要的清理，補(bǔ)焊時(shí)必須考慮到引弧 和熄弧的位置；補(bǔ)焊完成后應(yīng)重新打磨清理焊縫，使之過渡圓滑。?3.3焊縫余高超標(biāo)? 原因：產(chǎn)生焊縫余高超標(biāo)缺陷的原因一般為操作方法不當(dāng)或?qū)娱g焊道布置不當(dāng)而引 起的。? 預(yù)防：合理布置層間焊道。? 補(bǔ)救措施：用角向磨光機(jī)或焊工鑿子對(duì)缺陷進(jìn)行打磨清理使之過渡圓滑，焊縫達(dá)到 標(biāo)準(zhǔn)要求。?3.4焊縫寬窄差超標(biāo)? 原因：產(chǎn)生焊縫寬窄超標(biāo)缺陷的原因一般為焊工技能水平不夠或責(zé)任心不強(qiáng)或坡口 形式不當(dāng)而引起的。? 預(yù)防：選擇合適的坡口。? 補(bǔ)救措施：用角向磨光

12、機(jī)或焊工鑿子對(duì)缺陷進(jìn)行打磨清理使之焊縫達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。 必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊前應(yīng)進(jìn)行必要的清理，補(bǔ)焊時(shí)必須考慮到引弧和熄弧的位 置；補(bǔ)焊完成后應(yīng)重新打磨清理焊縫，使之過渡圓滑。?3.5咬邊? 原因：產(chǎn)生咬邊缺陷的原因是焊工操作不當(dāng)或電流過大，或施焊時(shí)焊條、焊槍角度 不當(dāng)，使熔化的母材未被焊縫金屬所填滿。? 預(yù)防：防止措施，正確選擇電流、焊條（槍）角度和焊速，焊縫兩側(cè)適當(dāng)延長(zhǎng)停留 時(shí)間。? 補(bǔ)救措施：用角向磨光機(jī)或錘刀對(duì)咬邊缺陷進(jìn)行鋰、磨，對(duì)輕微咬邊，如缺陷清除 后，并且達(dá)到圓滑過渡和符合標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)則認(rèn)為合格，對(duì)較深咬邊，則應(yīng)在修磨后 進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊時(shí)應(yīng)注意引弧和滅弧、電流略增大，填滿咬邊凹坑。

13、補(bǔ)焊后的焊縫 仍需按規(guī)定進(jìn)行打磨，并圓滑過渡至母材。3.6裂紋? 原因：產(chǎn)生裂紋的原因一般為焊接工藝選擇不當(dāng)或焊接過程中工件沾到油、水等污物或工件在焊接時(shí)焊口處于較強(qiáng)外應(yīng)力狀態(tài)而引起的。? 預(yù)防：焊前徹底清理焊件表面。? 補(bǔ)救措施：用角向磨光機(jī)對(duì)缺陷進(jìn)行打磨清理，且進(jìn)行 PT著色試驗(yàn)檢查。確保無(wú)裂紋后進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊可用GTAW、SMAW兩種方法進(jìn)行；補(bǔ)焊前應(yīng)進(jìn)行必要的清 理，補(bǔ)焊時(shí)必須考慮到引弧和熄弧的位置；補(bǔ)焊完成后應(yīng)重新打磨清理焊縫，使之 過渡圓滑。? 必要時(shí)應(yīng)先對(duì)焊口進(jìn)行光譜檢查以確認(rèn)焊接工藝選擇是否正確，如焊接工藝選擇不當(dāng)時(shí)應(yīng)對(duì)焊口進(jìn)行割口重焊處理。?3.7接頭未熔合? 原因：產(chǎn)生接頭

14、未熔合缺陷的原因一般為清理不當(dāng)或操作接頭位置未到位引起的。? 預(yù)防：焊前清理工件，操作嚴(yán)格按照正確程序。? 補(bǔ)救措施：角向磨光機(jī)、鑿子對(duì)缺陷進(jìn)行打磨清理，確認(rèn)無(wú)缺陷后進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊 前應(yīng)進(jìn)行必要的清理；補(bǔ)焊時(shí)必須考慮到引弧和熄弧的位置；補(bǔ)焊完成后應(yīng)重新打 磨清理焊縫，使之過渡圓滑。? 3.8焊口內(nèi)部氣孔、夾渣等非根部的圓形缺陷? 原因：產(chǎn)生氣孔、夾渣等非圓形缺陷的原因一般為層間清理未達(dá)到要求或焊材未符 合要求或操作方法不當(dāng)或工藝參數(shù)選擇不當(dāng)或施工環(huán)境未達(dá)到要求而引起的。? 預(yù)防：正對(duì)以上項(xiàng)目進(jìn)行改正。? 補(bǔ)救措施：用角向磨光機(jī)、鑿子或碳弧氣刨對(duì)缺陷進(jìn)行打磨清理，確認(rèn)無(wú)缺陷后進(jìn) 行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊前應(yīng)

15、進(jìn)行必要的清理；補(bǔ)焊時(shí)必須考慮到引弧和熄弧的位置并進(jìn)行必 要的層間清理；補(bǔ)焊完成后應(yīng)打磨清理焊縫，使之過渡圓滑。? 3.9焊口內(nèi)部未焊透、根部未熔合、根部?jī)?nèi)凹、夾絲等根部缺陷? 原因：產(chǎn)生未焊透、根部未熔合、根部?jī)?nèi)凹、夾絲等缺陷的原因一般為工藝參數(shù)選 擇不當(dāng)或坡口角度鈍邊厚度不當(dāng)或操作方法不當(dāng)?shù)纫鸬摹? 預(yù)防：選擇合適的工藝參數(shù)及坡口。? 補(bǔ)救措施：用角向磨光機(jī)、鑿子或碳弧氣刨對(duì)缺陷進(jìn)行打磨清理，打磨清理前應(yīng)對(duì) 焊口缺陷位置及焊口受力狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，必要時(shí)應(yīng)用外力改變焊口受力狀態(tài)；還可 在缺陷的對(duì)稱位置用磨光機(jī)開一個(gè)小窗以便確認(rèn)缺陷是否已清除。確認(rèn)無(wú)缺陷后進(jìn)行補(bǔ)焊。特殊情況下可對(duì)焊口進(jìn)行割口重

16、焊處理。補(bǔ)焊時(shí)必須考慮到引弧和熄弧的 位置并進(jìn)行必要的層間清理，補(bǔ)焊完成后應(yīng)打磨清理焊縫，使之過渡圓滑。?3.10焊口內(nèi)部裂紋等非圓形缺陷? 原因：產(chǎn)生裂紋等非圓形缺陷的原因一般為工藝參數(shù)選擇不當(dāng)或?qū)娱g清理未達(dá)到要 求或焊材未符合要求或操作方法不當(dāng)或施工環(huán)境未達(dá)到要求或焊接過程中工件沾到 油、水等污物或工件焊接時(shí)焊口處于較強(qiáng)外應(yīng)力狀態(tài)而引起的。? 預(yù)防：從以上各項(xiàng)目改正。? 補(bǔ)救措施：對(duì)近根部的裂紋、條形夾渣、條形氣孔的返工應(yīng)使用角向磨光機(jī)、電磨 或碳弧氣刨清理，清理前必須對(duì)焊口的受力位置進(jìn)行確認(rèn)，盡量使焊縫在無(wú)處應(yīng)力 狀態(tài)下進(jìn)行返工，以防止在清理過程中再次產(chǎn)生裂紋；必要時(shí)還應(yīng)用電鉆打上止裂 孔。對(duì)貫穿性的裂紋在清除后還應(yīng)對(duì)焊口缺陷位置做PT試驗(yàn)檢查。確認(rèn)缺陷消除后可進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊時(shí)必須考慮到引弧和熄弧的位置并進(jìn)行必要的層間清理，補(bǔ)焊 完成后應(yīng)打磨清理焊縫，使之過渡圓滑。?3.11割口重焊類? 原因：焊口須做割口重焊處理一般因?yàn)楹缚谟袊?yán)重的未焊透、內(nèi)凹、密集性氣孔等 缺陷或焊接工藝方法選擇錯(cuò)誤或管路安裝錯(cuò)誤而引起的。? 預(yù)防：從以上各項(xiàng)目改正。? 補(bǔ)救措施：使用角向磨光機(jī)、 電鋸