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焊縫檢測的國內外標準對比分析

1.概述

    對于日常工件的無損檢測而言，標準是最重要的工作依據。從工件的檢測方法選擇、檢測過程的注意事項，到工件的最終評定、報告的參數出具，往往都需要遵循一定的、供需雙方均認可的標準規范。

    隨著國際合作的不斷加強，我們和國外的交流也日益廣泛。其中，涉及到產品質量驗收時，應該遵循何種標準、采取怎樣的驗收級別，這往往是供需雙方討論的焦點之一。因此，將國內焊接構件焊縫無損檢測標準和國外、國際標準進行一定的對比，分析其在日常生活中的應用，對于我們的工作，也是非常有好處的。

    2. 國內、外焊縫無損檢測標準

    鋼結構焊縫的無損檢測在國內已有成熟標準，以鍋爐壓力容器部門運用最為廣泛，如GB/T 11345、NB/T 47013、GB/T 3323和TB/T 1558等。近來鋁合金輕量化材料的使用，使鋁合金焊接結構的探傷檢驗也變得越來越重要，由于國內起步較晚，實用標準還不是很多。隨著航空航天和高鐵技術的發展，鋁合金焊接結構件越來越多。如高速動車組全部采用鋁合金車體，大量使用預制型材、板材以焊接方式連接，如法國阿爾斯通的全鋁焊接車體，德國克諾爾的鋁合金焊接風缸等，由于國內尚無成熟檢驗標準，不得不按外方要求采用國際標準進行檢驗，因此關于鋁合金焊接結構件的無損檢測標準的研究正在開展之中。

    國內外關于焊接結構件的無損檢測主要有下列所示標準：

   GB/T 14693 焊縫無損檢測符號

   GB/T 3323 金屬熔化焊焊接接頭射線照相

   GB/T 12605 鋼管環縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質量分級

   GB/T 11345 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級

   GB/T 15830 鋼制管道對接環焊縫超聲波探傷方法和檢驗結果的分級

   JB/T 9212 常壓鋼質油罐焊縫超聲波探傷

   JB/T 6061 焊縫磁粉檢驗方法和缺陷磁痕的分級

   JB/T 6062 焊縫滲透檢驗方法和缺陷磁痕的分級

   NB/T 47103 承壓設備無損檢測

   TB/T 1558 對接焊縫超聲波探傷

   ISO 5817 焊縫 鋼、鎳、鈦及各自合金熔化焊接頭（除波束焊外）不完整性質量分級

   ISO 10042 焊縫 鋁及其合金弧焊接頭不完整性質量分級

   ISO 17636-1 焊縫無損檢測 射線檢測X和伽馬射線膠片技術

   ISO 17636-2 焊縫無損檢測 射線檢測X和伽馬射線電子成像技術

   ISO 10675-1 焊縫的無損檢測 第1部分 鋼、鎳、鈦及其合金制品射線檢測的評價可接受水平

   ISO 10675-2 焊縫的無損檢測第2部分 鋁合金制品射線檢測的評價可接受水平

   ISO 17640 焊縫無損檢測 超聲波檢測 檢測技術、驗收等級和結果評估

   ISO 11666 焊縫無損檢測 焊接接頭超聲波檢測 驗收等級

   ISO 17638 焊接無損檢測 焊接接頭磁粉檢測

   ISO 23278 焊縫的無損檢測焊接接頭磁粉檢測驗收等級

   ISO 3452 無損檢測 滲透檢測

   ISO 23277 焊縫無損檢測 焊縫滲透檢測 驗收等級

   JIS Z3105 鋁焊縫的射線照相檢驗方法和底片評級方法

   JIS Z3080 鋁焊縫超聲波斜角探傷方法及檢驗結果的等級分類方法

   JIS Z3081 鋁管焊縫超聲波斜角探傷方法及檢驗結果的等級分類方法

   ASTM E1032 焊接件的射線透照檢測方法

   ASTM E390 鋼熔化焊射線檢驗標準底片

   ASTM E1648 用于鋁熔焊檢驗的射線照相參考底片

   3. 國內、外焊縫檢驗標準對比分析

   由于ASTM標準中關于焊縫檢驗需要采用相應的圖譜進行比對，這種方式對于要求較高的焊縫而言，相對難以評判，因此國內若無特殊需求一般很少采用。國內鍋爐壓力容器行業主要采用NB/T 47013進行檢驗。鐵路行業中，由于以前主要以鋼結構為主，一般采用GB/T 3323及GB/T 11345進行射線和超聲波探傷，隨著高速鐵路與國外的交流與合作及高速動車組的成功研制，目前有很多已轉換到要求按ISO 5817及ISO 10042要求進行相應的檢驗，同時，成體系的ISO17636-1也大量使用（GB/T 3323）也是基本等同的這個標準，除了驗收部分）。由于國際標準在大量采用，對焊接檢驗要求也相應地逐步提高。

   國際焊接體系標準，是以ISO 5817及ISO 10042為核心制定的一系列關于射線、超聲波、磁粉及滲透探傷標準。這兩個標準僅設定了驗收等級，并沒有涉及具體的檢測方法，而很多條款并不一定完全適用于某種方法，如根部未熔合，標準中涉及到了未熔合的部分的厚度，這在我們的常規無損檢測方法中可能是無法做到的，需要使用者根據情況來選擇方法和對應條款。在ISO 5817及ISO 10042中，按檢驗嚴格的等級分為B、C、D三個級別，B級要求最高。從標準內容來看，比目前國內標準要求檢驗項點更多，如增加關于蠕蟲狀氣孔的規定，對缺陷要求控制焊道面投影方向的大小及焊道橫截面方向的尺寸，尤其是B級要求中對缺陷的控制比國內標準要求更為嚴格，如單個氣孔不大于0.2s（s—焊接層厚度），因此在6mm以下薄板焊縫中要求明顯比國內標準高。

   射線檢驗時對薄板要求更高，ISO標準按A , B 兩種像質等級和三種透照布置——單壁單影、雙壁雙影和雙壁單影分別規定了透照不同厚度要求達到的像質指數。對雙壁雙影和雙壁單影法, 又按像質計放置位置——射線源側或膠片側分別規定了像質要求。

   ISO標準確定像質要求, 單壁單影法是按單壁厚度,而雙壁雙影和雙壁單影法是按雙壁厚度(國標均按單壁厚度) , 這與確定曝光條件所依據的厚度達到統一。但實際上, 就被檢焊縫厚度來說, 雙壁透照法所得IQI靈敏度總是單壁透照法的一半。ISO標準對192 Ir源的使用, 在某些厚度范圍內對像質要求作了放寬處理, 如A 級: T = 10～ 24mm ,可低2 個指數; T > 24～ 30mm , 可低1個指數；B級: T = 12～ 40mm , 可低1個指數(以上均指單壁單影法)。這是因為源透照厚度越小, 像質損失越大。標準放寬要求, 是承認某像質水平降低的事實。之前國內線型靈敏度像質計采用16組細絲，而ISO標準中采用19組細絲計，增加了三組細絲以加強薄板檢驗的透照要求，厚度< 2mm 時, ISO標準有像質指數17～19 (相應絲徑0.080mm，0.063mm 和0.050mm ) 的要求, 國標中需補充相應的像質計形式。

   對焊縫缺陷評定和質量驗收條件, ISO 5817及ISO 10042適用于對接焊縫、填角焊縫和分支連接(如T 型接頭) ，但具體級別的選用則由有關規程或產品制造技術條件決定。這份通用性標準的目的是要對工業產品焊接質量水平進行分級控制, 以適應不同的需要。它是基于長期工業生產實踐經驗和一定理論依據的質控性標準, 而不是基于斷裂力學, 需要根據缺陷性質、位置、尺寸、使用條件進行安全壽命理論預測的所謂適用性標準。前者的容限水平顯然高于后者, 前者是后者的基礎和保證。該標準適用于填角焊縫的質量評定, 這正是目前國內鐵路、鍋爐、壓力容器行業急需填補的一項空白, 應結合國情及時消化、吸收和轉化。

   ISO標準可在焊接缺陷質量評定諸多方面為修訂、完善我們自己的國標和行標提供借鑒, 特別是角接焊縫、單面焊和小徑管缺陷的評定。歐洲國家對焊接缺陷評定合格與否, 主張參照缺陷性質、數量、大小、位置等數據綜合決定。特別是對RT 和U T 缺陷定量提出了挑戰性要求, 這也是我國急需解決的問題。

    4. 結語

    從上文可以看出，隨著國際貿易的發展，國內標準和國外先進標準的的交流也日趨頻繁。而現在新制訂或換版的國內標準，包括國家和行業標準，大量的等同、等效或部分等效國外的各種先進標準，這也是國內標準的一個普遍趨勢。學習國外的先進經驗，對于我們標準的發展，對于整個工業的發展，也是不無裨益的。而我們在工作中，也可以將這些結合起來，從而大大提高我們的檢測效率。

    另外，現有的標準體系中，ISO標準大都和EN標準的繼承性非常強，相關度很高，而美國標準如ASTM自成體系，和前面二者在很多方面有著顯著的不同，大家各有千秋。而日本的JIS標準體系，相對于前面那些標準在國內的日益推廣，相對使用的并不廣泛。所以，我們在工作中，因為不同的標準往往具備一定的差異，不能完全的等效。所以，當使用某些標準時，當可行時，選擇或建議選擇相同的標準體系，可以大大降低工作強度。

    從標準的總覽可以看出，國外標準，如ASTM或EN等，各個標準相互協調，各自覆蓋不同的區域，如有的描述通用的檢測方法、有的描述具體類別的工件、有的描述驗收規則、有的描述檢測材料的驗收等等，進而形成一個完備的體系。而國內標準在這方面還任重道遠。