压力容器制造监检工作中的射线底片抽查

高杰，王盈，乌永祥，梁鑫亮，孙亚云，李锦

（1.陕西省特种设备检验检测研究院，陕西 西安 710048；2.西安信息职业大学，陕西 西安 710125）

某压力容器制造单位制造一台硅粉过滤器，筒体及锥形封头材料均为S30408奥氏体型不锈钢。设计压力1.0MPa，工作压力0.7MPa，设计温度200℃，工作温度150℃，工作介质H2，设计要求A、B类焊缝100%射线检测，C、D类焊缝100%渗透检测，筒体与锥形封头对接焊缝标记为B1。

锥形封头为外购件，该锥形封头由三块S30408奥氏体型不锈钢钢板拼接而成，由于制造锥形封头的单位在旋压封头前必须将锥形封头上的所有焊缝打磨至与母材平齐，否则，旋压工艺和旋压质量难以保证。该单位将锥形封头焊缝打磨至与母材平齐、旋压成形后焊缝100%射线检测合格，并且经过当地监督检验单位检验合格。

该压力容器制造单位按照焊接工艺规程对硅粉过滤器进行施焊，并且依据设计文件对所有焊缝无损检测合格后，将无损检测工艺、记录与报告、射线检测底片提交监检员审查，监检员审查后发现问题如下：

（1）射线检测报告中的焊缝探伤编号图中未标注锥形封头上的3条拼接焊缝，交叉焊缝总数有误（未包含环焊缝B1与锥形封头拼接焊缝形成的3条交叉焊缝），并且这3条交叉焊缝在报告中未标记。

（2）审查射线底片时未找到环焊缝B1与锥形封头上的拼接焊缝形成的3条交叉焊缝。

1 射线底片抽查的依据

依据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG 21-2016）（以下简称固容规），射线检测记录与报告、射线底片审查定为“C”类项目，监检人员通过审查受检单位的射线检测记录与报告、射线底片，确认该项目是否符合要求，确认这些项目合格后，制造单位才能进行后续的热处理或者耐压试验工序。

2 射线底片抽查的重要性和针对性

2.1 重要性

通过焊接的方式连接压力容器的各个部件是我国目前制造压力容器最常用的方法，而焊缝是压力容器制造过程中的薄弱环节，在压力容器的失效分析中，焊缝质量不达标往往是主要原因。

本文中硅粉过滤器的筒体及锥形封头材料均为S30408奥氏体型不锈钢，而奥氏体不锈钢的导热系数较小，在施焊过程中，焊缝易产生过热现象，易形成粗大的奥氏体组织，从而降低焊缝的抗裂性能；奥氏体不锈钢的线膨胀系数较大，在焊接局部加热和冷却条件下，焊缝在冷却过程中，可形成较大的拉应力，而焊缝熔池金属在凝固过程中存在较大拉应力时易产生热裂纹；奥氏体不锈钢及其焊缝的合金组成较复杂，不仅有S、P、Sn、Sb等杂质可以形成易熔夹层，一些合金元素因溶解有限，也能形成有害的易熔夹层，从而促进热裂纹的形成；焊接过程可能引起奥氏体不锈钢形成铸态组织、析出碳化物、晶粒粗大或带来少量的δ铁素体等，将造成焊接接头塑性和韧性的降低，导致焊接接头脆化。并且硅粉过滤器中的介质是H2，属于易爆介质，一旦出现泄漏，会给周围环境带来巨大的安全隐患。而射线底片可以直观显示并记录焊缝缺陷的大小和性质，有利于判断焊缝质量是否达标，故而显得射线检测及射线底片抽查工作尤为重要。

2.2 针对性

金属材料焊接接头区域力学性能的变化和在焊接时产生裂纹的敏感性通常作为评价材料可焊性的主要指标，而焊接性能差的材料易出现各类缺陷（裂纹、未熔合、未焊透等），此外应力集中的部位易出现裂纹、未熔合等缺陷。依据《固容规》，压力容器焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次，如果超过2次，返修前应当经过制造单位技术负责人批准，由此可见，返修部位的焊缝质量也是需要审查的重点。所以应有针对性的审查应力集中（如交叉焊缝、错边量较大的焊缝）、可焊性差、返修部位焊缝的射线底片。

依据《固容规》，交叉焊缝、返修及扩探部位、采用不可记录的脉冲反射法超声检测而附加的局部射线检测底片必须审查。而硅粉过滤器采用100%射线检测合格，没有返修及扩探部位，所以交叉焊缝射线底片必须全部100%审查。而射线检测由于拍摄角度等问题对裂纹类面积型缺陷检测灵敏度不是很高，所以底片评定人员和底片审查人员应更加仔细地观察交叉焊缝底片是否存在超标缺陷。

3 案例问题分析

3.1 问题分析

监检员认真查阅相关资料并结合现场实际检验情况，最后，与该压力容器制造单位对监检员发现的两个问题认真分析后，得出如下结论：

（1）锥形封头为外购件，锥形封头上的拼接焊缝经锥形封头制造单位100%射线检测合格，并且锥形封头经过当地监督检验单位检验合格，符合出厂条件，所以该压力容器制造单位无须再次对锥形封头上的拼接焊缝进行射线检测，故而射线检测工艺及射线检测报告均未标注锥形封头上的3条拼接焊缝。

（2）该压力容器制造单位的现场射线检测拍片人员和底片评定人员为不同的两组人，现场射线检测拍片人员虽然清楚环焊缝B1与锥形封头上的拼接焊缝形成了3条交叉焊缝，但是，底片评定人员不清楚锥形封头上是否存在拼接焊缝，并且锥形封头上的拼接焊缝已经打磨至与母材平齐（如图1所示），在射线底片上根本无法辨认（如图2所示），致使底片评定人员在底片评定时不能有针对性地仔细观察这3条交叉焊缝是否存在缺陷，所以底片评定人员在报告中也未标记这3条交叉焊缝（默认锥形封头整体成形）。

（3）依据《固容规》，环焊缝B1与锥形封头拼接焊缝形成的3条交叉焊缝射线底片必须审查，由于根本无法辨认，极易造成漏评、漏检，一旦造成漏评、漏检就属于无损检测相关人员和监检员的失职。

图1 焊缝打磨至与 母材平齐的锥形封头

图2 交叉焊缝的射线底片

3.2 预防措施

（1）压力容器制造单位（若是无损检测对外委托，则为无损检测单位）应如实在射线检测报告中的焊缝探伤编号图中标记外购件的所有焊缝，并注明外购件上的那些焊缝已经做过射线检测。

（2）为了能在射线底片上观察分辨到打磨平齐至母材的焊缝，现场射线检测时，可以在打磨平齐的交叉焊缝两侧加上铅条，注意铅条不能与胶片上的其他标记重合，这样在射线底片上会形成两条明亮的白线，而夹在两条白线中间的区域就包含了被打磨平齐的焊缝投影。

（3）底片评定人员及监检员在评定及审查射线底片时，应掌握容器现场母材和焊缝表面质量及焊缝分布情况。

4 结语

本文结合S30408奥氏体型不锈钢焊接后，易产生热裂纹等缺陷及工作介质H2易爆的特性，阐明了压力容器制造监检工作中的射线底片抽查的依据、重要性和针对性，并举例说明了底片评定人员和监检员在射线底片评定及审查时容易漏评和漏检的容器与外购件焊接后形成的交叉焊缝，并且从三个方面提出了行之有效的预防措施。