閥門與管道焊接坡口處缺陷原因分析

2013-06-25 符明海 上海特種設備監督檢驗技術研究院

  分析了低溫不銹鋼截止閥與管道對焊連接后,焊縫靠近閥門側的熱影響區和母材區域出現缺陷的原因,探討了鑄件射線探傷標準對缺陷評定的影響。

1、概述

  在對某地液化天然氣(LNG)接收站項目進行管道安裝監檢時發現,從國外進口的一批低溫不銹鋼截止閥與管道對焊連接后,焊縫靠近閥門側的熱影響區和母材區域經射線檢測,有大量的條形和圓形缺陷。本文就缺陷產生的原因,進行分析。

2、問題的提出

  液化天然氣接收站工程中使用的低溫不銹鋼管道材料為304L,輸送介質為液化天然氣,設計壓力為1.85MPa。項目中規定的主要閥門設計和制造標準為ASME B16.25、ASME B16.34和BS 1873鋼制截止閥和止回閥(法蘭和對焊端)等。根據資料審核和現場查看,該批從國外進口的閥門為低溫不銹鋼截止閥,規格型號為6in1(150mm)-150Lb和8in1(200mm)-150Lb,材料為CF8,總數量為73臺。在確認閥門和管道材料均為合格產品后,對閥門和管材進行了組對焊接,并對焊接接頭進行100%X射線檢測(RT),按照JB/T 4730.2-2005標準,評定級別II級,結果有約30%底片中的有效評定區域內,閥門側的熱影響區和母材區域存在大量的條形和圓形超標缺陷,而管道一側及焊縫熔合區的缺陷符合標準范圍(圖1)。

圖1 焊縫檢測結果

3、原因分析

  從閥門供應商提供的射線檢測報告分析,閥門部件是按ASME B16.34(參考ASTM E-446)進行評定的,該批閥門的鑄件(閥體、閥蓋)質量合格。在排除因焊接產生缺陷的原因后,對閥門鑄鋼件所采用的無損檢驗標準進行了分析。

  目前閥門鑄鋼件RT標準有許多種(表1)。而ASMEB16.34-2004(參考ASTM E-446)采用的是比較圖片法,標準中對各類缺陷有各種圖片,用戶通過將RT底片與標準片比較,進行缺陷定級。對焊接坡口,無等級規定,也采用鑄件評級標準。如果按表1對閥門焊接坡口部位進行驗收,則各類缺陷的等級為2~4級。根據現場施工的經驗,一般焊接式的鑄鋼閥門其坡口處如按照ASMEB16.34-2004進行RT檢驗,控制等級為1~2級才能滿足管道施焊的要求。

表1 缺陷判斷

  目前國內閥門鑄件的標準為GB/T 12230-2005和JB/T 7248-1994。其中引用的無損探傷標準為GB/T 5677和JB/T 6440-1992。JB/T 6440中規定,鑄鋼件不允許有裂紋及內冷鐵、泥芯撐未熔合缺陷存在。鑄鋼件RT合格等級應不低于表2規定。該標準中還規定,對于與管道焊接連接的閥門,即焊接坡口的驗收等級,應提高一級或根據供需雙方協議執行。供需雙方有協議時,鑄鋼件的RT等級按協議執行。

表2 合格等級

4、處理

  分析表明,由于選用標準體系的不同,造成對焊接缺陷的評定出現較大的差異。因此該批閥門焊接坡口處如果按ASME B16.34-2004進行RT檢測,適用的控制等級應定為1級~2級。如果按JB/T 6440標準進行RT檢測,適用的等級為氣孔1級、夾砂或夾渣2級、線狀縮孔縮松1級及樹枝狀縮孔縮松2級。

  根據實際情況對該批進口閥門進行現場返修或退貨。由供應商進行補焊。補焊后重新進行RT檢測,達到評定標準的予以接收。補焊只允許進行一次。

5、結語

  由于API 600、API 6D和BS 1873等閥門設計、制造標準對閥門焊接坡口的RT檢驗等級無特殊規定,在采購訂貨時,尤其是從國外進口時,必須在采購合同中明確相關的無損探傷方法、部位、標準、驗收等級等技術條件。還應控制鑄鋼閥門端口20mm范圍內缺陷的尺寸。滿足焊接后焊縫射線檢測標準的要求。同時建議對進口閥門制訂完整的驗收規范和標準。