在用工业管道未焊透评定及应用

《在用工业管道未焊透评定及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、在用工业管道未焊透缺陷评定及应用1.前言未焊透减少了对接接头的有效截面积，使接头强度下降。未焊透还会引起应力集中，可能成为裂纹源，严重降低对接接头的疲劳强度，是造成对接接头破坏的重要原因。压力管道未焊透缺陷常与焊缝平行，沿管道周向分布，通常为根部未焊透。严重的根部未焊透是焊接金属没有进入母材根部而形成的沟槽，轴向宽度为坡口直边段的对口宽度，一般为2~3mm，在射线底片上的影像呈2~3mm的规则粗实线，端部不尖锐。具体特征见图1图1未焊透形成部位及影像特点国内外对压力管道未焊透缺陷进行过很多研究，形成了大量的研究成果，评定方法也各有特点，但有部分成果运用过程较复杂，以下就两种简单有效

2、的方法进行实例说明。2.管道未焊透缺陷安全等级评定实例对某公司在用工业管道进行X射线检测发现，所抽查对接接头全部存在未焊透现象。该条管道于2007年11月开始使用，管道外径为273mm，设计壁厚为7.0mm，材质为304不锈钢，设计压力为4.0MPa，管道级别划分为GC2。未焊透部位为直管段对接接头，长度最大为整圈焊缝，利用1#一般对比试块对未焊透深度进行测定，发现未焊透缺陷深度最大为1.2mm。2.1利用《在用工业管道定期检验规程（试行）》对管道评级依据《在用工业管道定期检验规程（试行）》对管道安全等级进行评级。304不锈钢相当于最新国家标准中的0Cr18Ni9，属于奥氏体不锈钢

3、，故所检管道未焊透缺陷应按局部减薄定级。《在用工业管道定期检验规程（试行）》对GC2和GC3管道所允许的局部减薄深度最大值规定见表2。表2　GC2或GC3管道所允许的局部减薄深度的最大值(mm)项目P＜0.3PL00.3PL0＜P≤0.5PL02级3级2级3级B/(πD)≤0.250.33t－C0.40t－C0.20t－C0.25t－C0.25＜B/(πD)≤0.750.25t－C0.33t－C0.15t－C0.20t－C0.75＜B/(πD)≤1.000.20t－C0.25t－C注：表中D为缺陷附近管道外径实测最大值，mm；　　　　t为缺陷附近壁厚的实测最小值减去至下一检验周期的

4、腐蚀量的2倍，mm；　　　　B为缺陷环向长度实测最大值，mm；　　　　P为管道最大工作压力，MPa；　　　　PL0为管道极限内压，PL0=，MPa；　　　　Rel为管道材料的屈服强度，MPa；　　　　C为至下一检验周期局部减薄深度扩展量的估计值，mm。所检管道外径实测最大值为273mm；壁厚测量值为6.51mm，介质对管道具有一定的腐蚀性，腐蚀速率c=（7－6.51）/5=0.098mm/年，假设下一检验周期为3年，可得周期腐蚀量为0.294mm；故t=6.51－2×0.234=5.922mm；B=π（273－6.51+1.2）=840.97mm，B/πD=0.981；查阅GB15

5、0.1-2011可知0Cr1Ni9的屈服强度为205MPa；计算得管道极限内压PL0=10.50MPa，0.3PL0=3.15MPa；管道最大工作压力P为2.0MPa；P＜0.3PL0；估计未焊透不扩展，C=0。0.20t－C=1.184mm，0.25t－C=1.481mm，未焊透深度为1.2mm，故受检管道安全等级评为3级，检验周期可定为3年。2.1利用压力管道直管段体积缺陷安全评定方法进行评定GB/T19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》中给出了压力管道直管段体积缺陷安全评定方法，该方法是对在内压和弯矩的组合载荷作用下，含气孔、夹渣和局部减薄等体积缺陷及特定未焊透缺

6、陷的钢制在役压力管道直管段的安全评定方法。利用该方法对受检管道未焊透缺陷评定如下。2.2.1缺陷部位管道尺寸的确定根据实际情况确定缺陷附近管道的计算壁厚T和外径R0。管道的计算壁厚应取管道实测壁厚与至下一个检验周期末的腐蚀量之差。管道周期腐蚀量为0.294mm，计算壁厚T取6.51－0.294=6.216mm。外径为273mm。2.2.2缺陷的规则化及无量纲化处理对经检验查明的未焊透缺陷，根据其实际位置、形状和尺寸，按图2所示，将其规则化为轴向半长A、环向半长B、深度C的表面缺陷图2未焊透缺陷表征示意图相对轴向长度a=A/。未焊透缺陷宽度为1.2mm，故A取0.6mm，计算得a=0

7、.0146；相对环向长度b=0.981；相对深度c=C/T，C取1.2mm，T取6.216mm，计算得c=0.19312.2.3材料性能数据的确定在评定工况下材料的屈服强度Rel为205MPa。非焊缝区材料的流动应力σ＇等于Rel，焊缝区材料的流动应力σ＇等于焊接接头φ与σ的乘积。2.2.1免于评定的判别如果未焊透缺陷能同时满足下列条件，则该未焊透缺陷可免于评定：⑴管道结构符合设计制造要求；⑵Pmax/PLO≤0.3；⑶局部减薄或未焊透相对深度c0不超过表3规定的容限