馬 鳴，劉智君，張德金，柳云天

(1.高效清潔燃煤電站鍋爐國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150046;2.哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046)

0 引言

角焊縫是在工程中廣泛應(yīng)用的焊接結(jié)構(gòu)[1]，而支管插套焊縫(亦稱承插焊縫,Socket Welds)結(jié)構(gòu)形式作為小口徑管連接焊縫之一，接頭設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1,2所示，即將外徑尺寸較小的支管插入內(nèi)徑較大的主管或法蘭(以下統(tǒng)稱為承管座)中，并在支管外圍施焊角焊縫連接，屬于一類特殊用途的角焊縫，最早應(yīng)用在化工領(lǐng)域，并通過(guò)工程應(yīng)用證明了接頭的可靠性，現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)工程及核電領(lǐng)域中的管道和壓力容器部件。鑒于在不同領(lǐng)域應(yīng)用的差異性和特殊性，本文整理和歸納國(guó)內(nèi)外不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管插套的應(yīng)用限制條件，并重點(diǎn)研究此類結(jié)構(gòu)在焊接試驗(yàn)過(guò)程中的焊接要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施，為產(chǎn)品在相應(yīng)工況下的安全、可靠及穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)參考。

圖1 插套焊結(jié)構(gòu)示意

圖2 插套焊試件1/4剖面

1 插套接頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和不足

1.1 與對(duì)接接頭相比具有的優(yōu)勢(shì)

(1)承管座對(duì)支管有補(bǔ)強(qiáng)作用，提高了插套接頭的承載能力和應(yīng)用范圍。

(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于裝配，簡(jiǎn)化了施焊過(guò)程，無(wú)對(duì)接焊坡口加工限制及常出現(xiàn)的錯(cuò)邊和背面焊縫成形不良的情況。

(3)施焊效率高。

(4)有研究[2]證明，改變插套焊的焊接工藝可以使其焊接質(zhì)量和同尺寸的對(duì)接焊相同，其疲勞強(qiáng)度也大致相當(dāng)。

1.2 與對(duì)接接頭相比存在的不足

(1)插套接頭截面的幾何尺寸形狀存在急劇變化，焊縫根部和焊趾處應(yīng)力集中大于對(duì)接接頭，承載力傳遞過(guò)程較為復(fù)雜。

(2)接頭根部產(chǎn)生缺陷比較隱蔽，常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方式不易發(fā)現(xiàn)。

(3)不易返工和補(bǔ)焊。

(4)在振動(dòng)疲勞的環(huán)境下服役容易導(dǎo)致插套焊縫失效。

2 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)插套焊接頭的限制條件

因標(biāo)準(zhǔn)體系不同，對(duì)插套焊接頭的設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求亦存在差異，現(xiàn)將涉及的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求簡(jiǎn)要?dú)w納如下。

2.1 承壓管道標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 20801系列標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)承壓管道領(lǐng)域中常用的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，其中涉及插套焊結(jié)構(gòu)應(yīng)用限制條件的引用標(biāo)準(zhǔn)共有5種，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 工業(yè)承壓管道標(biāo)準(zhǔn)對(duì)插套焊限制條件

1)第3～5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均引自GB/T 20801系列，但各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)插套焊結(jié)構(gòu)的名詞術(shù)語(yǔ)及相關(guān)符號(hào)存在差異，為辨識(shí)方便，現(xiàn)將其統(tǒng)一字母標(biāo)識(shí)；2)其引用的焊接工藝評(píng)定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)按JB 4708—2000《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》執(zhí)行，現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)已被NB/T 47014—2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》替代；3)其引用的焊工技能評(píng)定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)按《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》執(zhí)行，現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)已被TSG Z6002—2010《特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則》替代。

通過(guò)對(duì)比可得以下結(jié)論。

(1)應(yīng)用限制條件基本一致。

(2)焊接工藝評(píng)定方面未作特殊規(guī)定。當(dāng)忽略支管外徑較小、壁厚較薄情況對(duì)焊接工藝參數(shù)、實(shí)際操作難度等的影響時(shí)，僅按焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)原則，此類接頭可被對(duì)接或角焊縫的評(píng)定覆蓋，焊接工藝評(píng)定過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。

(3)焊工技能評(píng)定方面未作特殊規(guī)定，僅按焊接技能評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)原則，注意焊接位置、焊接方法和選用管徑、厚度來(lái)選擇合適的管板角焊縫施焊，獲得此類接頭的焊工資質(zhì)亦比較容易。

但無(wú)論是焊接工藝評(píng)定還是焊工技能評(píng)定過(guò)程，相關(guān)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)僅為基本的規(guī)定。就長(zhǎng)效保證產(chǎn)品使用壽命而言，當(dāng)產(chǎn)品制造首次使用此接頭時(shí)，建議附加滿足插套焊設(shè)計(jì)特點(diǎn)的接頭模擬試驗(yàn)，對(duì)于掌握插套焊縫焊接要點(diǎn)和質(zhì)控措施更有意義。

2.2 核電標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1 核級(jí)產(chǎn)品應(yīng)用方面

管插套焊結(jié)構(gòu)既是核電設(shè)備管路制造和安裝過(guò)程中的重要連接形式之一，也是核電設(shè)備中的薄弱環(huán)節(jié)，其焊縫質(zhì)量會(huì)影響到核安全。鑒于其在核電領(lǐng)域應(yīng)用的普遍性和重要性，核級(jí)產(chǎn)品應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)均已將其視為一類特殊結(jié)構(gòu)而提出更為嚴(yán)苛的限定，具體見(jiàn)表2。

表2 核級(jí)產(chǎn)品用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)插套焊限制條件

1)等邊角焊縫尺寸是指最大的內(nèi)接等腰直角三角形的直角邊長(zhǎng)；2)非等邊角焊縫尺寸是指角焊縫的橫斷面內(nèi)最大的內(nèi)接直角三角形的短直角邊長(zhǎng)；3)其他焊接要求則統(tǒng)一按ASME BPVC Ⅸ卷評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)角焊縫的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行；4)各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)插套焊結(jié)構(gòu)的名詞術(shù)語(yǔ)及相關(guān)符號(hào)存在差異，為辨識(shí)方便，現(xiàn)將其統(tǒng)一字母標(biāo)識(shí)。

通過(guò)對(duì)比可得以下結(jié)論。

(1)在應(yīng)用限制條件方面基本一致。相似之處是分兩種情況限制k，e和α之間的計(jì)算關(guān)系，并規(guī)定了焊前預(yù)留b；而區(qū)別主要在于，支管管徑(dn，d內(nèi))和e使用條件限制和焊接工藝評(píng)定及焊工技能評(píng)定過(guò)程的相關(guān)規(guī)定。另外，需注意的是，在2017版ASME B&PVC Ⅲ卷中對(duì)插套焊新增了“當(dāng)設(shè)計(jì)要求對(duì)焊縫修磨倒角時(shí)，角焊縫管子軸向的焊腳尺寸(k2)應(yīng)至少為徑向焊腳尺寸(k1)的2倍以及管子一側(cè)焊趾處不允許存在咬邊缺陷”的規(guī)定，此規(guī)定在實(shí)際生產(chǎn)中更為實(shí)用，其目的是減少插套焊縫上承受的應(yīng)力，從而提高抗疲勞能力，有效保證插套焊管件的使用壽命，而其他2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)尚未提及k2,k1的差異對(duì)結(jié)構(gòu)造成的影響。

(2)在焊接工藝評(píng)定方面差異較大。美國(guó)ASME規(guī)范以成熟的焊接工藝方法(ASME B&PVC Ⅸ)為前提，通常需結(jié)合產(chǎn)品制造篇(ASME B&PVC Ⅲ)的要求，以合理精簡(jiǎn)焊接工藝評(píng)定數(shù)量為原則，注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式、焊縫成形和焊接工藝相互之間的影響關(guān)系，綜合決定焊接工藝評(píng)定的方式、方法。標(biāo)準(zhǔn)雖未限定必須制作產(chǎn)品接頭模擬件進(jìn)行焊接工藝評(píng)定過(guò)程，亦未限定評(píng)定過(guò)程必須進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，但從長(zhǎng)效保證產(chǎn)品使用壽命情況看，當(dāng)首次使用此接頭的產(chǎn)品制造時(shí)，建議附加滿足插套焊設(shè)計(jì)特點(diǎn)的接頭模擬試驗(yàn)，以便更好地掌握插套焊縫焊接要點(diǎn)和質(zhì)控措施。我國(guó)核電焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)NB/T 20002.3—2013編制依據(jù)主要參考2007版法國(guó)核電標(biāo)準(zhǔn)RCC-M和我國(guó)實(shí)際情況演化而來(lái)[3]，且NB/T 20002.3 和法國(guó)RCC-M標(biāo)準(zhǔn)更重視此類接頭的施焊過(guò)程及工藝對(duì)其內(nèi)在質(zhì)量的影響，直接將其歸為一類特殊接頭形式進(jìn)行焊評(píng)驗(yàn)證，并規(guī)定了單道焊和多道焊評(píng)定不可相互覆蓋及無(wú)損檢測(cè)必須與產(chǎn)品要求保持一致等嚴(yán)苛的限制條件，評(píng)定過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，此處與ASME標(biāo)準(zhǔn)差異很大。

(3)限定焊工資質(zhì)要求。除另有規(guī)定外，國(guó)內(nèi)制造的核級(jí)產(chǎn)品需滿足HAF 603《核安全設(shè)備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定》標(biāo)準(zhǔn)取得相應(yīng)焊工資質(zhì)；2007年12月，國(guó)家核安全局升版了HAF 603法規(guī)，其中涉及插套焊變化較大的是調(diào)整了插套類焊工取證規(guī)定，即新增鎢極氬弧焊方法考試結(jié)果對(duì)于小于評(píng)定的焊絲直徑有效；母材和焊材的評(píng)定范圍由原來(lái)按照工藝評(píng)定覆蓋原則調(diào)整為按HAF 603法規(guī)的附件Ⅰ要求執(zhí)行；2010年2月，國(guó)家核安全局發(fā)布了國(guó)核安發(fā)[2010]28號(hào)文件對(duì)現(xiàn)行HAF 603法規(guī)進(jìn)行完善和補(bǔ)充，并規(guī)定將插套類焊工考試按Z4類專項(xiàng)考核，提高了法規(guī)的可操作性[2]。

2.2.2 在非核級(jí)的核電產(chǎn)品應(yīng)用方面

從一些資料查證可知，當(dāng)在非核級(jí)產(chǎn)品(如RCC-M標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的NC級(jí)別)上使用無(wú)插套焊限定條件的其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如NB/T 47003—2009《鋼制焊接常壓容器》等)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造時(shí)，使用者易將其視作普通套管結(jié)構(gòu)制造控制，即按文中第2.1(2)節(jié)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，按第2.1(3)節(jié)進(jìn)行焊工技能評(píng)定(標(biāo)準(zhǔn)未明確非核級(jí)產(chǎn)品必須執(zhí)行HAF 603法規(guī))，此法看似順理成章，實(shí)則存在技術(shù)漏洞，容易忽視此類特殊管座連接結(jié)構(gòu)在核電領(lǐng)域應(yīng)用的設(shè)計(jì)初衷和質(zhì)控要點(diǎn)，尤其是HAF 603法規(guī)與其他行業(yè)焊工資格考核體系存在很大差異且不可替代[2]，更應(yīng)審慎對(duì)待，否則可能造成產(chǎn)品焊縫失效。目前，行業(yè)內(nèi)亦有將非核級(jí)產(chǎn)品的所有焊接接頭一律按核級(jí)產(chǎn)品“從高就嚴(yán)”要求的案例，雖規(guī)避了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，卻造成產(chǎn)品制造成本的增加和周期的延長(zhǎng)，屬于矯枉過(guò)正情況，較合理的做法是及時(shí)反饋工程設(shè)計(jì)，確認(rèn)能否僅對(duì)特殊接頭從嚴(yán)要求。

3 質(zhì)控關(guān)鍵

為保證插套焊接頭結(jié)構(gòu)的可靠性，建議在焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證和焊工資質(zhì)考核過(guò)程中，宜結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品情況和下述質(zhì)控要點(diǎn)。

3.1 裝配質(zhì)量控制

軸向間隙b為此接頭關(guān)鍵尺寸之一，是指支管底部與承管座之間的垂直間距，須保證底部焊后仍留有間隙，其主要作用如下。

(1)調(diào)控焊接過(guò)程的收縮情況。

(2)使徑向間隙n與b連通，有利于封閉焊道時(shí)，從焊縫背面排氣，以預(yù)防氣孔。

(3)產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行時(shí)，管道中存在高溫液體流動(dòng)，受結(jié)構(gòu)限制，焊縫、支管和承管座處會(huì)產(chǎn)生不同的溫度梯度，若取消此間隙設(shè)計(jì)，易導(dǎo)致焊縫殘余應(yīng)力聚集而影響管道結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，故相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定此間隙應(yīng)由焊前裝配保證。

雖然“互聯(lián)網(wǎng)+”仍處在初級(jí)階段，但這個(gè)概念自提出就受到了各大領(lǐng)域和行業(yè)的關(guān)注和探索，尤其是那些傳統(tǒng)的行業(yè)開(kāi)始嘗試使銷售平臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)化，努力通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提升自身的價(jià)值和利益。而對(duì)于那些剛剛開(kāi)始起步的企業(yè)則不需要像傳統(tǒng)企業(yè)一樣轉(zhuǎn)型和升級(jí)，這些企業(yè)的項(xiàng)目大多都是直接和互聯(lián)網(wǎng)相連的。“互聯(lián)網(wǎng)+”伊始便得到了國(guó)家的重視，它站在了國(guó)家高度的戰(zhàn)略層面，政府和相關(guān)部門(mén)都盡力推動(dòng)其發(fā)展，并引導(dǎo)各個(gè)企業(yè)了解、認(rèn)識(shí)“互聯(lián)網(wǎng)+”。“互聯(lián)網(wǎng)+”的誕生省去了人力、財(cái)力和物力去研究傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展與轉(zhuǎn)型，大量互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目的誕生形成了一個(gè)新的趨勢(shì)，那就是傳統(tǒng)企業(yè)模式的“破”與“立”和“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)業(yè)的爆發(fā)。

受結(jié)構(gòu)限制，此軸向間隙不便直觀預(yù)置和檢查，須設(shè)計(jì)外置卡具或內(nèi)置專用樣板精準(zhǔn)定位、均勻定距。此外，當(dāng)產(chǎn)品規(guī)定進(jìn)行射線檢測(cè)(RT)時(shí)，也可借助底片檢查軸向間隙焊后變化情況(見(jiàn)圖3)。

圖3 插套焊試件的RT檢測(cè)情況

3.2 焊接方法選擇

插套焊常用焊接方法有焊條電弧焊(SMAW)、手工鎢極氬弧焊(TIG焊)和熔化極氣保焊(GMAW)3種。

相比其他方法，TIG焊適用于d外≤35 mm，e≤3.5 mm(即小口徑薄壁管插套焊結(jié)構(gòu))且對(duì)工件表面清潔度要求高(如不銹鋼材料)以及焊接位置復(fù)雜的結(jié)構(gòu)上，為保證焊縫連接強(qiáng)度，宜采用填絲焊道。此外，還應(yīng)注意保護(hù)氣體流量也會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量造成影響，流量過(guò)小電弧不穩(wěn)，排除周圍空氣能力弱，易出現(xiàn)氣孔；而流量過(guò)大易出現(xiàn)紊流，導(dǎo)致空氣混入而產(chǎn)生氣孔，造成氣體浪費(fèi)。

3.3 焊腳尺寸優(yōu)化

有文獻(xiàn)研究[4]證明焊腳尺寸的變化能顯著影響插套焊的疲勞性能，尤其是在高周疲勞時(shí)性能改善更明顯，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)k2(軸向焊腳尺寸)=2k1(徑向焊腳尺寸)時(shí)的焊喉尺寸a要比k2=k1時(shí)更大，可有效降低焊根處的應(yīng)力集中，增加角焊縫的有效厚度，提高焊根處的疲勞性能[5]。

然而，受結(jié)構(gòu)尺寸、焊接位置、焊道擺動(dòng)寬度、熔敷金屬填充效果及焊接熱輸入等因素限制，焊后很難保證k2=2k1，實(shí)際需采用機(jī)械加工和修磨方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，故ASME規(guī)范規(guī)定的k2≥2k1更貼合實(shí)際制造情況。

3.4 識(shí)別常見(jiàn)缺陷和應(yīng)對(duì)措施

3.4.1 未熔合、裂紋及凹坑

此類缺陷常出現(xiàn)在不銹鋼薄壁管插套焊縫的局部打底焊道上。經(jīng)分析，缺陷成因是由于插套焊縫截面形狀存在急劇變化，當(dāng)采用TIG填絲打底焊時(shí)，除起、收弧搭接點(diǎn)外，電弧在其他位置上無(wú)法做短暫停留，槍體運(yùn)擺和回轉(zhuǎn)過(guò)程既要保證根部熔透和焊絲填充及時(shí)，也要控制電弧穩(wěn)定，焊接操作難度增加，造成焊接過(guò)程存在不連續(xù)及不穩(wěn)定性而導(dǎo)致產(chǎn)生未熔合和裂紋缺陷[6-8]，如圖4所示。

圖4 插套焊打底焊道常見(jiàn)缺陷

圖4(a)示出的缺陷主要是電參數(shù)匹配或電弧作用位置不當(dāng)，造成支管與承管座熔化快慢程度不均所致，可通過(guò)調(diào)整焊槍姿態(tài)及電弧作用位置、增加擺幅調(diào)整兩側(cè)母材熔化速度來(lái)改善和消除；圖4(b)示出的缺陷是因?yàn)楹附訜彷斎朐黾佣a(chǎn)生的熱裂紋，即熔池冷卻速度高于熔敷金屬填充速度，導(dǎo)致根部焊道的熔合線形貌曲率變化較大，使焊道根部連接薄弱，受電弧吹力及液態(tài)熔敷金屬表面張力及附近熔池凝固收縮力等綜合影響，沿徑向間隙的末端向上擴(kuò)展形成開(kāi)裂情況，當(dāng)適當(dāng)增加擺幅、控制焊接速度使根部熔合線形貌曲率變化相對(duì)平緩時(shí)，則不易產(chǎn)生裂紋。

由于此裂紋具有隱蔽性，受焊接結(jié)構(gòu)、缺陷類型及位置限制，很難在施焊過(guò)程及無(wú)損檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，需通過(guò)剖面宏觀金相檢驗(yàn)確認(rèn)，尤其是當(dāng)e≤2 mm時(shí)，缺陷產(chǎn)生幾率將會(huì)顯著提高，有時(shí)還會(huì)在支管母材內(nèi)壁(焊縫背面)出現(xiàn)形狀不規(guī)則的凹坑，如圖5所示。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，此凹坑是當(dāng)電弧靠近支管外壁側(cè)停留時(shí)間稍長(zhǎng)，層、道間溫度高于50 ℃或背氣保護(hù)不良時(shí)，使支管局部母材過(guò)熱熔化或燒損造成的，此現(xiàn)象多見(jiàn)于采用恒流TIG焊的情況[9]。

圖5 支管內(nèi)壁出現(xiàn)凹坑的情況

推薦采用TIG自熔打底焊(見(jiàn)圖6)，施焊前增加背面保護(hù)氣，電弧作用位置稍偏向承管座一側(cè)，并壓低電弧使其集中作用于接頭根部，以保證熔透，焊工應(yīng)專注焊槍微擺和勻控焊接速度來(lái)控制焊縫成形質(zhì)量；同時(shí)嚴(yán)格控制打底層熱輸入，防止燒穿支管內(nèi)壁和根部產(chǎn)生熱裂紋，宜分4段施焊；為避免焊接溫度過(guò)高產(chǎn)生凹坑，建議待打底層焊道徹底冷卻至室溫后，采用?1.2 mm焊絲施焊面層。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，表3的參數(shù)可滿足要求，接頭合格率高且焊縫成形美觀，也可選擇脈沖TIG焊代替恒流TIG焊，效果更佳[10]。

圖6 插套焊合格接頭形貌

表3 e≤2 mm的不銹鋼管插套焊接參數(shù)

3.4.2 咬邊和下垂(俗稱塌陷)

插套焊縫易在面層焊道的焊趾處產(chǎn)生咬邊和焊道中心出現(xiàn)下垂(見(jiàn)圖7)，其成因是受焊接位置、槍擺幅度、電弧吹力、電弧停留時(shí)間、液態(tài)熔敷金屬表面張力及重力相互之間影響所致。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)焊絲略高于鎢極作用位置給送，并控制焊槍做小幅擺動(dòng)來(lái)勻填焊道和勻速施焊，可控制熔池形態(tài)舒展平緩、熔池邊緣與母材潤(rùn)濕飽滿，焊后亦可對(duì)其適當(dāng)修磨拋光，使之與周圍母材圓滑過(guò)渡，可有效避免上述缺陷的產(chǎn)生。

圖7 插套焊縫中心下垂和焊趾咬邊示意

3.5 推薦的無(wú)損檢測(cè)方法

盡管通過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范限定并結(jié)合焊接工藝評(píng)定、焊接技能評(píng)定甚至模擬件評(píng)定等試驗(yàn)過(guò)程確實(shí)可以作為產(chǎn)品質(zhì)量保證手段之一，但除個(gè)別核電標(biāo)準(zhǔn)提及此類焊縫應(yīng)執(zhí)行射線檢測(cè)外，其他標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范并未明確制定針對(duì)焊接過(guò)程的無(wú)損檢測(cè)方法，而實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用手工焊時(shí)，人因差異無(wú)法避免，產(chǎn)品管插套焊縫的質(zhì)量情況不易直觀顯現(xiàn)，因此對(duì)焊接過(guò)程檢查應(yīng)有所規(guī)定，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，提供參考建議如下。

(1)就此類接頭的表面無(wú)損檢測(cè)方式而言，PT比MT更實(shí)用，原因是由于角焊縫位置特殊，常規(guī)漏磁檢測(cè)受空間限制而存在角焊縫均勻磁化困難的問(wèn)題[1]，且不適用于不銹鋼材料，故目前業(yè)內(nèi)常采用打底焊后執(zhí)行VT+PT檢測(cè)，面層(一般不超過(guò)3層)焊后執(zhí)行VT+PT檢測(cè)，操作相對(duì)簡(jiǎn)單、方便[11]。

(2)對(duì)于小口徑薄壁支管，焊后可借助內(nèi)窺鏡來(lái)觀察支管內(nèi)壁有無(wú)凹坑缺陷和軸向間隙b變化情況。

(3)當(dāng)產(chǎn)品規(guī)定此類接頭需射線檢測(cè)時(shí)，為保證射線檢測(cè)的靈敏度和底片擺放成像，建議先完成插套焊縫并射線檢測(cè)合格后，再完成承管座與產(chǎn)品的焊接。另外，還可參考管子管板角焊縫射線檢測(cè)方式，嘗試研究采用專用棒樣極X射線管+特制工裝等對(duì)其接頭進(jìn)行檢測(cè)的方案[12]。

4 結(jié)論

對(duì)相關(guān)插套焊結(jié)構(gòu)應(yīng)用的不同標(biāo)準(zhǔn)和領(lǐng)域展開(kāi)深入研究，掌握了各自要點(diǎn)和質(zhì)控措施，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量和裝置良好穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)參考，簡(jiǎn)要總結(jié)如下。

(1)鑒于插套接頭的特殊性，當(dāng)首次使用于產(chǎn)品制造時(shí)，從長(zhǎng)效保證產(chǎn)品使用壽命情況看，建議在焊接工藝評(píng)定和焊工技能評(píng)定過(guò)程附加滿足插套焊設(shè)計(jì)特點(diǎn)的接頭模擬試驗(yàn)。

(2)對(duì)非核級(jí)產(chǎn)品，建議結(jié)合實(shí)際應(yīng)用工況及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)充明確插套焊的焊接相關(guān)考核要求，必要時(shí)，可增加焊腳尺寸限定、無(wú)損檢測(cè)和金相檢驗(yàn)方法。

(3)辨識(shí)常見(jiàn)焊接缺陷及分析成因，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)焊接e≤2 mm的不銹鋼接頭時(shí)，推薦采用手工TIG焊2層，首層采用自熔焊，面層采用?1.2 mm填絲施焊，并應(yīng)注意外觀成形和質(zhì)量，同時(shí)增加背面保護(hù)氣體等措施，有利于減少接頭缺陷。

(4)不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)插套焊縫的應(yīng)用限制條件、術(shù)語(yǔ)名稱、選用規(guī)則差異很大，使用時(shí)應(yīng)予以注意。