06Ni9DR钢焊接对接接头的射线底片评定

2015-01-11张辉宇谢建桥刘金栋郭长法

无损检测 2015年9期

张辉宇，谢建桥，张涛，刘金栋，郭长法

（中石化集团胜利石油管理局海上石油工程技术检验中心，东营 257000）

LNG（液化天然气）储罐罐体材料为06Ni9DR（简称9Ni钢），焊材使用ENiCrMo－6镍基焊条；罐体材料Ni含量占9%，焊材Ni含量占60%，壁厚为12～27mm，坡口形式为X 型坡口。

由于射线对焊材和罐体材料各成分的吸收和散射不同，很难在一张底片上将两种材料的黑度控制在标准黑度2.0～4.0之间；所以，射线检测前需将焊缝的余高磨平，并采用双胶片照射，即一次透照两张底片，一张观察焊缝，一张观察母材，通过增感屏厚度和曝光量来调整底片黑度，保证两张底片满足标准要求［1］。采用胶片为AGFA C7。射线检测执行JB／T 4730－2005《承压设备无损检测》标准。

LNG 储罐罐体内温度为零下162 ℃。焊接工艺评定显示，9Ni钢焊接接头屈服强度为515 MPa，抗拉强度为695 MPa，材料具有足够的低温机械性能。由于9Ni钢强度很高，焊接性能很差，极易产生裂纹缺陷。笔者采用射线检测法对其进行检测，介绍了如何识别9Ni钢焊缝射线底片上的缺陷影像及伪缺陷影像。

1 9Ni钢焊缝射线底片伪缺陷影像

1.1 常见伪缺陷影像

在检测中常见的伪缺陷影像有：水迹、底片掉膜、底片划伤、显影液污染、Ni合金含量不同显示等。以上伪缺陷影像底片在评定时，需要重拍得到质量合格的底片。

图1为底片上水迹，产生的原因是胶片在晾晒前，脱水剂（洗洁精）使用剂量不够，造成在底片上留下水的影像即水迹。图2为底片掉膜，是底片质量不合格造成的。

图3为显影液污染，其原因主要是显影液在配置后需要停滞24h后才能使用，洗片时间不够就容易出现这种影像，或者显影温度过高也会出现这种影像。图4为底片划伤，是在洗片中经常出现的伪缺陷，有的明显有的浅淡，需要利用光线的反光来判别确认。

图5为洗片水污染，主要是现场使用的水不干净，在配显影、定影和冲洗底片时，使用不干净的水就易造成不合格影像。图6 为底片灰雾度大、发“花”，产生原因是由于曝光量大或者显影温度过高，显影时间过短，形成底片灰雾度大，底片颗粒度在底片上显示不均匀，使底片发“花”造成的。

图7 洗片前滴上显影液

图7为底片在洗片前滴上定影液，是洗片过程中粗心大意造成的。

1.2 焊材和罐体材料Ni含量不同的伪缺陷

由于焊材和罐体材料Ni含量不同，造成熔合区分界影像（注：9Ni钢的底片中大量出现），如图8所示。

图8 焊材和罐体材料Ni含量不同，造成熔合区分层

对于熔合区分界影像，作了如下试验：

①首先对焊缝熔合区分界影像处进行修磨，然后做渗透检测，并未发现任何缺陷。

②对焊缝熔合区分界影像处，采用合DCC－2000合金分析仪进行合金分析试验。

从合金分析取点位置图9和表1中可以看出，焊缝的Ni含量最高，其他部位合金中的Ni呈现不同的含量，尤其在焊缝熔合区最为复杂。从而形成射线检测中不规则的线性影像。

考虑罐体材料对焊缝金属的稀释作用，仍有足够高的奥氏体组织避免熔合线出现硬脆的马氏体组织［2］。所以，图8出现的“带状显示”不是缺陷。

图9 合金分析取点位置

表1 各采样点的合金分析数据

2 9Ni钢焊缝射线底片缺陷影像

9Ni钢焊接焊缝存在焊接缺陷，尤其是熔合区因存在合金含量不同而形成“带状显示”影像，故区分焊接的坡口未熔合缺陷非常困难，需要仔细分辨。

属于焊缝内部的缺陷主要有：裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、和气孔等。裂纹缺陷在底片上的影像特点为黑色细纹、轮廓分明、端头细尖、中间稍大等。裂纹缺陷主要有冷裂纹、热裂纹、延时裂纹。罐体材料为06Ni9DR，含 C 量为0.06%；焊材为ENiCrMo－6，镍基焊条，含C 量为0.07%。虽然Ni含量不同，但焊材、罐体材料的含C 量一致。在焊接冶金反应和热循环作用下线膨胀系数相同，从而避免热胀冷缩的影响。控制含氢量（对焊剂加强烘干、坡口预热），减少坡口的淬硬组织，冷裂纹发生倾向减少［3］。

图10（a）为现场发现的裂纹，该裂纹属于热裂纹，是焊接结束前，焊缝并未完全冷却，在外力的作用下形成的。图10（b）为打磨后，渗透检测显示出的裂纹缺陷。