GIS殼體焊縫質量問題分析與對策

張 杰，俞培祥，王炯耿，毛水強，吳良建

（1.國網浙江省電力公司電力科學研究院，杭州 310014；2.國網浙江省電力公司，杭州 310007；3.國網浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華 321017）

GIS殼體焊縫質量問題分析與對策

張 杰1，俞培祥2，王炯耿1，毛水強3，吳良建3

（1.國網浙江省電力公司電力科學研究院，杭州 310014；2.國網浙江省電力公司，杭州 310007；3.國網浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華 321017）

對近年來浙江省電力系統金屬監督中發現的GIS殼體焊縫制造的主要缺陷進行總結，介紹了這些缺陷對設備運行的危害，并從管理和技術兩方面分析了產生這些缺陷的原因，在此基礎上提出了提高GIS設備焊縫質量的相應對策。

GIS；殼體；焊縫質量；缺陷；對策

1 GIS設備殼體焊縫缺陷基本情況

根據浙江省電力系統近年來金屬技術監督情況，發現GIS設備殼體焊縫缺陷問題較為突出。2012—2014年，隨著基建階段GIS設備殼體焊縫質量抽檢范圍逐漸擴大，以及先進檢測手段的引入，提高了檢測效率，檢查發現的GIS設備殼體焊縫缺陷數量亦呈上升趨勢。2012年發現存在超標缺陷的焊縫9條，2013年達23條，2014年這一指標增至162條。缺陷的類型主要為裂紋、未融合及未焊透；缺陷GIS設備電壓等級包括1 000 kV，500 kV，220 kV和110 kV；幾乎涉及了所有的GIS制造廠家。

裂紋、未融合和未焊透，這3類缺陷均為線性缺陷。雖然制造廠在出廠前進行過水壓或氣壓試驗，但只能檢測出已經穿透或即將穿透的缺陷，對于內部潛在的危險性缺陷不一定能檢測到。在電力行業中，這3種缺陷因危害大而均被列為不可接受缺陷。裂紋是金屬材料所有缺陷中危害最大的，裂紋的出現和擴展會使材料的機械性能明顯變差。未焊透和未融合造成的危害是：明顯減小焊縫的有效承載面積，使接頭強度下降；造成應力集中，可能成為裂紋源。這些缺陷若未被檢出，GIS罐體經過若干年運行將很可能泄漏，對電網造成重大危害。

2 GIS設備殼體焊縫缺陷原因分析

對部分GIS殼體制造廠商進行調研及分析，發現發生GIS設備產生焊縫缺陷的原因可以歸結為管理和技術2個方面。

2.1 管理存在漏洞

部分制造廠未厘清GIS設備殼體生產時應該執行的制造標準和檢驗標準，同時也存在對標準的理解錯謬、誤區。GIS設備殼體生產應執行的標準如下：

（1）GIS設備殼體生產企業應取得國家質量監督檢疫總局核發的《中華人民共和國特種設備制造許可證》，才有資格從事GIS設備殼體的合法生產。

2003年3月11日，中華人民共和國國務院令第373號公布《特種設備安全監察條例》[1]，規定特種設備的生產（含設計、制造、安裝、改造、維修）、使用、檢驗檢測及其監督檢查，應當遵守本條例。特種設備生產單位，應當依照本條例規定以及國務院特種設備安全監督管理部門（即國家質量監督檢驗檢疫總局下屬的特種設備安全監察局）制訂并公布的安全技術規范的要求，進行生產活動。在國家檢驗檢疫總局于2009年8月31日頒布的TSG-R0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》[2]（以下簡稱《固容規》）中，規定電力行業專用的全封閉式組合電器（如電容壓力容器）應滿足本規程總則、設計、制造要求。壓力容器的設計、制造（含現場組焊，下同）、安裝、改造、維修、檢驗檢測，均應當嚴格執行本規程的規定。

（2）根據《固容規》第3.16條規定，壓力容器設計單位應當根據本規程、本規程的引用標準和JB/T 4730《承壓設備無損檢測》的要求在設計圖樣上規定所選擇的無損檢測方法、比例、質量要求及其合格級別。其中，《固容規》的引用標準包括：GB 150《鋼制壓力容器》、JB 4732《鋼制壓力容器-分析設計標準》、JB/T 4734《鋁制壓力容器》。在第4.5.2條中規定，壓力容器制造單位或無損檢測機構應當根據設計圖樣和JB/T 4730《承壓設備無損檢測》要求制定壓力容器的無損檢測工藝。

另外，GB/T 28819-2012《充氣高壓開關設備用鋁合金殼體》、DL/T 617-2010《氣體絕緣金屬封閉開關設備技術條件》等國家和行業標準對GIS設備的檢測也有規定。如GB/T 28819-2012《充氣高壓開關設備用鋁合金殼體》第7.4.1.2條規定：包括對接焊接的鍛造支管在內的所有完全熔透對接焊縫長度的至少10%都應由射線方法或超聲波來檢測。DL/T 617-2010《氣體絕緣金屬封閉開關設備技術條件》第8.8條規定：所有的金屬焊縫均應進行X射線探傷，對無法實現的部位，可用超聲波和熒光著色方法探傷。可以看出，國家標準和行業標準的相關規定與前面所提及的法律、法規相關要求并沒有任何沖突，均應執行。

而據了解和現場調研，GIS殼體制造廠并未嚴格執行上述法律法規，多數廠家自行規定焊縫檢測方法和檢測比例，且未嚴格執行焊接工藝，圖紙要求焊透的焊縫實際并未焊透。無損檢測工藝的執行也大打折扣，應100%射線檢測的部分實際執行中抽檢率不到20%，C類、D類焊縫未進行無損檢測的現象比較嚴重。

綜上所述，《固容規》是特種設備中壓力容器管理法規兼指導性文件，GIS設備殼體的設計、制造等應嚴格遵照執行。按照該規程要求，GIS設備殼體的A類、B類對接接頭應全部進行無損檢測，檢測方法采用射線檢測或者超聲檢測。企業從事GIS設備殼體設計、制造時應執行GB 150《鋼制壓力容器》、JB 4732《鋼制壓力容器-分析設計標準》、JB/T 4734《鋁制壓力容器》等標準，無損檢測應執行JB/T 4730《承壓設備無損檢測》。因制造廠未嚴格執行上述法律、法規、標準，管理上存在漏洞，產品未按照標準要求進行生產，從而導致產品質量達不到要求。

2.2 技術水平欠缺

在金屬監督過程中，發現部分廠家焊接工藝條件和無損檢測工藝水平達不到要求，導致缺陷產生的原因如下：

（1）縱縫開X型坡口時，坡口角度過大，造成X射線檢測存在困難。

（2）焊接時未及時進行清根，導致縱縫X型坡口處易造成缺陷。

（3）廠內的工業電視儀器老化，分辨率和靈敏度較低，灰霧度較大，難以清晰地辨別缺陷。

（4）在進行無損探傷時，未能正確運用超聲探傷和X射線探傷相結合的方法。對一些適合使用超聲探傷的缺陷，依然使用X射線和著色探傷相結合的方法，導致缺陷的檢出率較低。

另外，針對根部未焊透和未融合發生率高的情況進行分析，發現導致這一情況的原因主要是焊縫根部在進行最后一道重熔之前未進行打磨清根，沿焊道出現寬窄不等的間隙，導致熔滴在未全部流入間隙之前就已凝結，造成未熔合。

3 對策與建議

針對目前金屬監督工作中發現的GIS設備焊縫質量問題，提出以下對策和建議，以期加強對制造廠的監督，從而提高設備制造質量。

（1）將GIS設備殼體焊縫質量的檢測逐步納入金屬技術監督檢測的常態化檢測項目。

（2）嚴格執行金屬監督管理制度，對已發現有超標缺陷的GIS設備，全部由制造廠家盡快進行消缺處理，并經有資質的無損檢測人員復測合格后方允許進行安裝。

（3）督促各GIS設備制造廠家加強企業生產管理，嚴格執行相關法律法規，按照相關要求進行GIS殼體的設計和生產，尤其要對焊接工藝的執行情況、檢測手段的有效性等嚴格要求，務必使GIS設備殼體質量滿足標準要求。

[1]特種設備安全監察條例[M]．北京：中國法制出版社，2009．

[2]TSG－R0004－2009固定式壓力容器安全技術監察規程[S]．北京：新華出版社，2009．

[3]GB/T 28819－2012充氣高壓開關設備用鋁合金殼體[S]．北京：中國標準出版社，2012．

[4]DL/T 617－2010氣體絕緣金屬封閉開關設備技術條件[S]北京：中國電力出版社，2010．

（本文編輯：徐 晗）

Analysis and Countermeasures of GIS Tank Welding Quality Problems

ZHANG Jie1，YU Peixiang2，WANG Jionggeng1，MAO Shuiqiang3，WU Liangjian3
（1.State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.State Grid Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310007，China；3.State Grid Jinhua Power Supply Company，Jinhua Zhejiang 321017，China）

The paper summarizes GIS tank welding defects discovered in metal supervision of Zhejiang electric power system in recent years and analyzes harm of the defects to equipment operation.In addition，the paper analyzes the causes of the defects in terms of management and technology and proposes corresponding measures to improve welding quality of GIS devices.

GIS；tank；welding quality；defects；countermeasure

TM405

B

1007-1881（2015）04-0033-02

2014-10-22

張 杰（1980），男，高級工程師，從事電網設備材料檢驗、試驗及研究工作。