分析了復雜載荷條件下止回閥焊縫的應力分布,研究了焊接模擬試件的拉伸性能、沖擊韌性、斷裂韌性、疲勞性能、疲勞裂紋擴展速率和門檻值等性能,采用國際上應用的安全評定體系BS 7910對止回閥環焊縫中存在的未熔合缺陷進行了安全評定。

1、概述

　　焊接安裝在核島一回路管道系統中的某止回閥為永久部件,運行期間不進行更換和拆卸。止回閥鍛焊結構的焊縫在運行調試前檢查發現了未熔合缺陷。如果進行焊縫缺陷返修,技術難度大,費用高,因此采用安全評定對缺陷進行評估,若未熔合缺陷的存在不影響系統的正常運行,則可以不返修,這樣也可避免因設備返修延時造成損失。反之則必須進行返修,可以防止設備盲目帶問題運行。因此,對止回閥結構焊縫中存在的缺陷進行安全評定具有十分重要意義。

2、缺陷分析

　　采用超聲波探傷和射線探傷相結合的方法,確定了止回閥焊縫缺陷中危險性最大的兩處缺陷為未熔合(圖1) 。一處是長度為100mm 的缺陷(焊縫1) ,另一處是長度為60mm的缺陷(焊縫2) ,根據其尺寸和空間位置均可簡化為埋藏缺陷(圖2) 。缺陷采用a (缺陷深度的一半) 、c (缺陷長度的一半) 、B缺陷處結構的厚度) 、p (埋藏缺陷距表面的最短距離)和W (缺陷所在位置結構的寬度)等參數進行表征。焊縫1缺陷可表征為a = 115mm, c = 50mm的埋藏缺陷, 焊縫2 缺陷可表征為a = 115mm, c =30mm的埋藏缺陷。

圖1　止回閥

(a)穿透缺陷(必需的尺寸: 2a、B) 　(b)埋藏缺陷(必需的尺寸: 2c、p、2a、B) 　(c)表面缺陷(必需的尺寸: 2c、a、B) 　(d)焊址缺陷(必需的尺寸: 2c、a、B) 　(e)孔中缺陷(必需的尺寸: c、a、B)

圖2　缺陷類型

7、結語

　　通過按照設計工況估算設計壽命期間缺陷的疲勞擴展狀態, 確定了焊縫1和焊縫2缺陷擴展后,仍為埋藏缺陷。按照水平1和水平2的評定程序對焊縫1和焊縫2缺陷進行斷裂評定, 結果表明, 在設計工況和設計壽命期間帶缺陷止回閥焊縫是安全的。鑒于止回閥的安全性十分重要, 實際工況也存在不確定性, 建議在檢修維護的適當時機, 對已存在的焊接缺陷進行無損檢測, 檢查缺陷實際狀況。

參考文獻
　　〔1〕　BS 7910 - 1999, 金屬結構中缺陷驗收評定方法導則〔S〕