焊接管的焊縫爆破檢驗

摘 要：本文通過對夾具的加壓桿施加壓力，加壓桿下壓管內填充物，填充物被壓后產生形變，變形后的填充物向焊縫部位施壓直至爆裂，檢測焊縫準確受壓的強度檢測方法研究，通過對夾具的設計、填充物尺寸、硬度、材料和合適試驗速度進行試驗測定。

關鍵詞：焊縫；爆破檢驗；填充物

1.引言

目前核電發展方向為高燃耗、長周期、低泄漏。焊接件在堆內安全運行很關鍵，焊縫的密封性及強度直接影響組件質量和堆內安全，對焊縫進行準確的強度檢測，以判定其是否滿足耐壓設計要求，將為產品的質量提供有力保障。

目前在國際上對管焊縫檢測采用微觀金相、腐蝕試驗和爆破試驗等破壞性試驗來保證焊縫的質量。目前國內普遍采用氣體爆破，液體爆破檢驗方法，這兩種爆破檢驗方法安裝樣品過程復雜，耗時較長，作為生產過程質量檢驗控制，檢驗效率較低。本文通過對夾具的加壓桿施加壓力，加壓桿下壓管內填充物，填充物被壓后產生形變，變形后的填充物向焊縫部位施壓直至爆裂，檢測焊縫準確受壓的強度。經過試驗驗證，檢測數據穩定可靠，該檢測方法在安全性、操作效率及成本控制上具有很大優勢。

2.方法原理

2.1方法原理

試驗機壓頭對爆破夾具的加壓桿施加壓力，加壓桿向下壓縮爆破填充物，填充物被擠壓后產生形變，變形后的填充物向焊縫部位施壓。為此，專門設計了一種爆破檢驗用的夾具，爆破檢驗夾具包括管的護套、墊圈、加壓桿、加壓頭、填充材料、堵頭。

圖1爆破試驗原理圖

2.2設備及輔具和材料

壓力試驗機、固定樣品的夾具、焊接樣品、潤滑劑、軟塑膠圓柱塊、密封片。

2.3試驗步驟

將涂適量潤滑劑的軟圓柱塊放入管內，將密封片放置在軟塑膠圓柱塊上，把管放在夾具的護套里，試驗機施加壓力，破裂時的最大壓縮力作為檢測到樣品焊縫的爆破力。

2.4試驗方案

查閱相關材料，如法國、德國采用軟朔膠圓柱塊，試驗速度不易過快，塑膠塊長度與爆破樣品長度相適應，材料硬度適中。對影響檢驗的一些參數如填充物尺寸、硬度和試驗速度等參數進行試驗

3.測試結果分析

3.1爆破試驗結果分析

試驗方案1的設計，主要用來驗證試驗速度對結果可能產生的影響，試驗結果如圖2所示。

由圖2的對比可以看出，試驗選擇的6個點，其最大壓力和變形區長度沒有規律性變化或趨勢，說明試驗速度對實驗結果沒有起到明顯的影響作用，在操作方便安全的情況下選擇速度大一點做爆破試驗，檢測速度能快一點，有利于生產需要。

試驗方案2采用不同的填充物硬度作為試驗點，以尋找填充物合適的硬度范圍。試驗結果如表3所示。

從圖3可以看出，隨著填充物硬度的逐漸增大，爆破檢驗后，爆破壓力和變形區域沒有明顯的變化。但是在填充物的硬度達到一定程度時，爆破壓力有點增大，但變形區的變化比較明顯，并且管與整個堵頭分離，并且放在護套里的管也嚴重變形，這是由于填充物硬度過高，在壓縮時，其端部出現墩粗回卷變形，而且沿軸向發生扭曲變形，這些就導致了破裂點的錯位及管變粗，所以填充物硬度不易過大，不適用于做爆破試驗的爆破材料。

試驗方案3，采用相同的試驗速度、不同填充物長度的試驗，爆破檢測數據無明顯差異，試驗后填充物的形貌如圖4所示。

圖4 不同硬度爆破填充物試驗后樣貌圖

按照胡克定律，填充物在彈性限度內發生形變時，其形變量跟引起形變的外力成正比。從圖4中填充物缺口看出，在合適的硬度情況下，硬度低的材料變形大，其爆破后切割缺口寬度較大，這也是符合理論規律。

材料硬度不同，則倔強系數不同，這樣在爆破時需要發生的形變不一樣。但如圖4所示的對比可以看出，填充物的不同長度可以滿足不同硬度條件下的試驗，這說明填充物長度只要能夠保證足夠的形變，都是合適的。

4.結論

4.1使用固體爆破檢測具有很寬的適用條件，試驗速度條件比較寬，建議不要太大，試驗速度太大存在安全隱患，試驗速度太小導致檢測效率低。

4.2 填充物長度只要能夠保證足夠的形變，都是合適。

4.3 爆破材料硬度不能過高，會導致爆破材料不規則變形，影響爆破結果。

參考文獻：

[1]ANF-4010 132室USW樣品的內壓試驗。

[2]GB/T 7314-2005金屬材料室溫壓縮試驗方法。