正确判断手工焊球罐焊缝缺陷位置的探讨

随着石油化工工业的不断发展，大型球罐的使用越来越普遍。球罐的使用与制造在我国的历史还不长，一般的石油化工厂已经广泛的应用，球罐是一个大型、复杂的焊接壳体结构，球罐的焊接设备将直接影响其使用安全性。如何正确的检验出球缶的焊接缺隐位置，不仅能保证设备的安全运行，而且从消除这些缺陷上来看，从节约人力、材料能源、缩短工期，也有一定的经济价值。

通过几年来对球罐无损检验工作的经验积累，我们把这些问题在实践上进行了一些粗浅的研究，对如何正确判断球缶手工焊焊接缝中的缺陷及位置，收到了一定效果。

一、问题的提出

到目前为止，压力容器在焊接过程中的检验方法，仍是常规的X射线检验、超声波检验、磁粉检验和着色检验。对于焊接内部缺陷，主要还是依靠X射线检验和超声波检验。虽然超检验存在着一定的优点，但是如何正确的判断缺陷的性质、量的大小及位置尚没被人们完全掌握。虽然这种方法有广泛发展和使用的前途，但在目前阶段还不能取代于射线检验。在国内外一些重要的压力容器，特别是大型球罐，还都是以射线检验结果为准。用X射线检验，采用微粒胶片用铅薄增感法可以获得较高的检验灵敏度。例如：检验五十毫米厚钢板的对接焊缝可以达到百分之一的灵敏度。再加上磁粉检验和着色检验来补充表面开口缺陷的检验，可以得到比较可靠的检验结果。

从目前来看大多数球罐的焊接还是采用手工电弧焊，这种方法本身就是要多层焊接成型，焊接过程中所产生的缺陷确定其埋藏深度，就是射线检验法的不足之处。如何确定缺陷的埋藏深度，不仅关系到返修次数，焊接质量、还关系到容器经过多次返修后是否报废的大问题。所以如何正确的判断缺陷的埋藏深度，减少返修次数，保证焊接质量，是检验工作中的一个重要环节。

如何正确的通过X光照片来判断缺陷的埋藏深度，可以通过焊接位置，坡口型式，X光照片的几何不清晰度、三种方法综合来确定缺陷的埋藏深度，可以取得较准确的结果。

二、焊接位置坡口型式与缺陷关系的探讨

1、焊接的位置和缺陷关系

在焊接过程中影响焊接质量的因素很多，比如焊接设备、焊接工艺的选择，焊工的技术水平，都能直接设备、焊接工艺的选择，焊工的技术水平，都能直接影响焊接质量。正确的分析这些因素和焊接质量的关系，可以掌握缺陷产生的原因。对于球罐的制造来说，上述三方面的因素都要严格进行控制。焊接设备及焊接工艺，可以通过培训和考核控制，但是焊接位置就无法控制，特别是大型球罐。焊接位置是焊接条件好坏的一个重要方面。焊接条件好，施焊时操作方便，便于观查就容易保证焊接质量，可以杜绝连续条状夹渣、未熔合、未焊透等危害性缺陷。一般情况下平焊就以属于这种情况。反之仰脸焊不同，是焊接条件最差的一个位置，由于操作困难，焊工容易疲倦又不便于观查，同时在焊接前的清根处理前的清根处理也比较困难，所以非常容易出现条状夹渣、未焊透、未熔合等缺陷。

横焊比较仰脸焊，焊接条件要好些，但容易在焊缝的上边缘产生条状夹渣和未溶合，原因是从观查条件来看，上边缘不便于观查，同时焊条与上边缘的焊接角度也难以控制因此很容易产生条状夹渣和未熔合，原因是从观查条件来看，上边缘不便于观查，同时焊条与上边缘的焊接角度也难以控制因此很容易产生条状夹渣和未熔合一类的缺陷，焊接时焊条与坡口边缘的角度难以控制因此就难以保证焊接质量。

根据上述的焊接位置与产生缺陷的关系和反应在X光照片上的缺陷位置联系起来分析，就可以准确的确定缺陷的位置和埋藏深度了。

2、坡口型式和条状缺陷关系

为了保证手工电弧焊焊接质量，都开坡口，而常采用的双面焊坡口为X型单面焊为V。不管是X型还是V型坡口都不是一次焊成的，由坡口角度和每次焊接深度的限制，从而确定了每次焊接焊缝的宽度，如果焊接过程中产生了条状缺陷（条状夹渣和未熔合）那么在X光照片上，就可以明显的显示出缺陷到最外层焊缝边缘（熔合线）间的距离，通过这个距离的大

小和每次焊接的深度就可确定出缺陷位置，对单面焊更为准确。

对于双面X型坡口用这种方法确定缺陷的埋藏深度时、需借助于缺陷深度不同在X光照片上的几何不清晰度也不同的道理，再来确定在里面还是外面。也可以达到较准确的定位目的。

三、缺陷深度在X光照片上的投影和几何不清晰度的关系

首先看一下几何不清晰度和板厚及缺陷埋藏深度的关系。

几何不清晰的公式：Ug=

式中：b-被透工件的厚度。

d-光源直径

f-光源到胶片的距离。（焦距）

从式中可以看出，一般情况下d是常数（X光光源大小是固定的）。F也可以固定。在这两个常数固定的情况下，那么影响几何不清晰的主要因素就是板厚。板越厚那么缺陷埋藏深度范围就越大，也就是说，缺陷与胶片的距离变化就越大，那么缺陷距离胶片近的就要比缺陷距离胶片远的几何清晰度好。

通过上述情况所以用几何不清晰度来确定缺陷的埋藏深度也是有道理的。但就这种办法在薄板中使用就比较困难了。

上述的焊接位置与缺陷的关系、坡口型式的缺陷的关系，通过缺陷深度不同在X光照片上投影的几何不清晰度关系的论述，并利用这三种关系和缺陷在X光照片上的投影位置来确定中厚板焊接缺陷的埋葬深度，基本上是可靠的。

由于影响焊接质量的因素很多，薄板透照时几何不清晰度的反映又不十分明显。所以这种方法尚存在着一些不足之处，还需要进一步研究和探讨。同时也可以借助于超声波探伤法来确定缺陷埋藏深度，来弥补这种方法的不足就更为可靠。