水管鍋爐焊縫質量檢測標準對比研究

李慧平，王婧，唐啟冬，楊祎

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水管鍋爐焊縫質量檢測標準對比研究

李慧平，王婧，唐啟冬，楊祎

（東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司，四川 自貢 643001）

不同國家標準體系對水管鍋爐焊縫的質量檢測要求有所不同，就中國標準體系、美國標準體、歐盟標準體系對水管鍋爐焊縫質量檢測的要求進行了對比分析，簡要闡述了不同標準體系的主要特點及各自的異同點，有利于更加深入地理解水管鍋爐焊縫質量檢測要求。通過對比分析，認為在水管鍋爐焊縫檢測規(guī)定方面，中國標準與國際先進標準體系有一定差異，在系統(tǒng)性及可操作性上與國際同類先進標準相比尚有可改進之處。

水管鍋爐；焊縫檢測；標準對比

隨著國際合作的不斷加強，在鍋爐制造領域合作中涉及產品質量驗收時應采用何種驗收標準，往往成為供需雙方討論的焦點。不同的驗收標準對產品的要求有所不同，因此為更加深入理解鍋爐焊接質量控制的要求，有必要對國內外的水管鍋爐焊接質量控制的檢測要求進行比較分析。

生產中對水管鍋爐焊接質量的控制主要通過外觀檢查和無損檢測手段實現(xiàn)。目前，國內采用GB/T 16507《水管鍋爐》，國際上較通用且有影響力的主要有歐洲標準EN 12952及美國標準ASME BPVC-I、ASME B31.1。本文就上述三種標準對焊縫外觀目視檢測及無損檢測的要求及其之間的差異進行分析及比較。

1 焊縫外觀目視檢測標準對比分析

1.1 適用范圍

（1）國標GB/T 16507中對受壓元件焊接接頭（包括非受壓元件與受壓元件焊接的接頭）的外觀提出了要求，但沒有規(guī)定相關檢測要求，如檢測方法及按何種標準執(zhí)行等。對承壓設備焊縫的UT等無損檢測明確規(guī)定執(zhí)行標準為NB/T 47013。而NB/T 47013中對承壓設備焊縫目視檢測的方法進行了單獨的規(guī)定，但該標準沒有明確具體驗收要求，且制造標準沒有應用并強制要求執(zhí)行。

（2）歐標EN 12952要求對所有焊縫必須執(zhí)行目視檢測，規(guī)定了設備焊縫表面缺陷的驗收要求，且明確規(guī)定所有的焊縫需按照EN 17637的要求執(zhí)行目視檢測，該檢測標準對焊縫外觀目視檢測方法進行了單獨的規(guī)定。

（3）美標ASME BPVC-I規(guī)定了承壓設備焊縫的外觀要求，但沒有規(guī)定相關焊縫目視檢測的要求，僅美國動力管道制造標準ASME B31.1規(guī)定了焊縫目視檢測的要求。

比較而言：中國標準雖然規(guī)定了焊縫目視檢測的方法，但鍋爐制造標準中并未應用且未強制要求執(zhí)行，標準之間的銜接、完整性有所欠缺；美國及歐洲的相關制造標準對目視檢查要求都進行明確的規(guī)定，包括驗收要求、執(zhí)行標準、適用范圍等。

1.2 焊縫目視檢查人員資質

（1）GB/T 16507中沒有涉及關于焊縫目視檢測人員的資質要求，且國內并無相關目視檢查人員的考核取證機構。NB/T 47013中規(guī)定：從事承壓設備無損檢測的人員，應按照國家特種設備無損檢測人員考核的相關規(guī)定取得相應無損檢測人員資格，無損檢測人員資格分為I級（初級）、II級（中級）和III級（高級）。

（2）EN 17637中規(guī)定：目視檢測和焊縫的最終評估結果需由經過評定合格的有相關能力的人員進行，人員評定應符合ISO 9712或相當?shù)钠渌I(yè)有關標準。EN 12952中規(guī)定焊縫目視檢測人員應具有豐富的焊接技術知識，能夠充分理解歐洲標準，且能夠識別和解釋發(fā)生在焊縫表面和熱影響區(qū)的缺陷，但沒有強制要求必須取得焊縫目視檢驗資格證。

（3）ASME BPVC-Ⅴ要求指定鑒定合格的人員完成相應目視檢測，ASME BPVC-I中沒有強制要求目視檢測人員資質需符合ASME BPVC-Ⅴ。ASME B31.1強制要求目視檢測人員資質需符合ASME BPVC-Ⅴ，同時規(guī)定了檢查人員資格評定的要求比較而言：僅美國ASME B31.1強制要求取得目視檢查人員資格證書后才能實施相應的目視檢測。

1.3 對目視檢測人員視力的規(guī)定

（1）NB/T 47013.7中要求目視檢測人員需滿足：未經矯正或經過矯正的近（距）視力和遠（距）視力不應低于5.0（小數(shù)記錄值為1.0），檢測人員應每12個月檢查一次視力。如果檢測可能對辯色力有特殊要求，經各方同意，檢測人員宜補充辯色力測試。

（2）EN 473中要求目視檢測人員需滿足：30 cm以上距離讀出Times New Roman 4.5或同等大小的字母（分辨率0.3528 mm），色覺滿足相關NDT方法涉及的顏色對比；復查時間為12個月檢查一次視力。

（3）ASME B31.1中要求目視人員至少有一只眼睛在自然或矯正的近距離視力能在距離不少于305 mm的情況下認出JaegerⅠ的字母；能識別和區(qū)分目視檢驗方法中所用顏色襯度；視力檢查每年進行一次，且檢驗結果應在資格有效期內存檔保存。

比較而言，對視力要求基本相當，但ASME B31.1和EN 473都對目視檢測人員的辯色力進行了要求，NB/T 47013.7僅針對有特殊要求、且經雙方同意時才增加對辯色力的測試要求。

1.4 焊前準備

GB/T 16507、ASME BPVC-Ⅰ及EN 17637都對待焊表面和相關文件的符合性進行了相應的規(guī)定，無明顯差異。

1.5 焊接過程質量控制

（1）GB/T 16507及NB/T 47013中沒有對焊接過程中的質量要求進行詳細規(guī)定，僅規(guī)定焊道表面應清理干凈。

（2）EN 17637中對焊接過程中的質量要求進行了詳細的規(guī)定，包括焊道間的清理、焊道間表面質量的檢查、焊道之間的過渡、槽的深度和形狀等。

（3）ASME BPVC-Ⅰ及ASME B31.1中沒有對焊接過程中的質量要求進行詳細規(guī)定。

鑒于焊接過程中的焊縫表面成型質量與最終焊縫的質量密切相關，認為歐標對焊接過程中焊縫的外觀質量規(guī)定更科學，對保障最終焊縫質量更有利。

1.6 成型焊縫的質量要求

（1）GB/T 16507規(guī)定：對接焊縫高度應當不低于母材表面，焊縫與母材應當平滑過渡，焊縫和熱影響區(qū)表面無裂紋、夾渣、弧坑和氣孔；鍋筒、集箱的縱、環(huán)縫及封頭的拼接焊縫無咬邊，其余焊縫咬邊深度不超過0.5 mm。管子焊縫兩側咬邊總長度不超過管子周長的20%，且不超過40 mm。

（2）EN 17637中對成型焊縫的規(guī)定較為細致，包括焊縫表面的清理和修磨要求、焊縫外形尺寸的要求、成型焊縫的驗收標準等，其中驗收標準為：如無特殊規(guī)定，鰭片與管子的連接焊縫的驗收標準按EN 12952-5及EN ISO 5817執(zhí)行，其余焊縫的驗收標準按EN 12952-6及EN ISO 5817執(zhí)行。兩個標準對在制造生產中可能遇到的各自典型缺陷進行了規(guī)范定義，并就對應缺陷允許的要求進行了詳細的規(guī)定。

（3）ASME BPVC-Ⅰ規(guī)定：①對接焊縫：焊縫錯邊及焊縫余高不得超過PW-33.1及PW-35.1的規(guī)定，咬邊深度不得少于1/32 in.（0.8 mm）或厚度的10%兩者中的較小值，并且不得陷入該截面所要求的厚度內。②其余焊縫：在受壓件上的咬邊不得大于1/32 in.（0.8 mm）或所連接表面厚度的10%，取兩者中的較小值。焊縫表面不應該有表面不規(guī)則或縮溝等缺陷，并且應當與所連接的表面平滑過渡。焊縫表面允許有內凹，但不得使所需要的焊縫厚度因為有內凹而有所減少。ASME B31.1規(guī)定：焊縫及熱影響區(qū)表面不允許存在裂紋、深度大于1.0 mm的咬邊或者咬邊區(qū)域母材厚度小于設計要求的最小厚度，表面未融合，未焊透（只適用于能接近的表面），任何長度大于5.0 mm的線性缺陷指示，具有尺寸大于3/16 in.（5.0 mm）的圓形指示縮孔或者等于或多于4個分散的圓形指示，其邊緣相隔間距在任何方向等于或小于1/16 in.（2.0 mm）。圓形指示為圓形或長度小于三倍的寬度的橢圓形指示。

比較而言：國標和美標僅就焊縫表面是否圓滑過渡、焊縫余高、焊縫錯邊量的要求，焊縫咬邊要求、焊縫表面不允許存在的缺陷等進行了描述，而歐洲標準則囊括了生產制造過程所遇到的所有典型缺陷，并就要求進行了規(guī)定，對焊縫成型質量要求更加的詳細、完善。

1.7 目視檢測報告的規(guī)定

（1）NB/T 47013.7要求應按檢測工藝規(guī)程的要求記錄檢測數(shù)據(jù)或信息，并按相關法規(guī)、標準和（或）合同要求保存所有記錄，并對檢測報告包括的內容進行了規(guī)定。

（2）EN 17637要求（所有鍋爐受壓部件）并不一定要保存檢查的記錄，但如合同等文件中有規(guī)定時，則必須保存檢查記錄，以顯示在每個階段所做的目測檢查項目，并對檢測報告包括的內容進行了規(guī)定。

（3）ASME B31.1及ASME BPVC-V沒有規(guī)定必須對檢查的記錄進行保存，但對檢測報告的內容進行了規(guī)定。

三者規(guī)定類似，且均未強制要求保存相應的目視檢查記錄。

2 焊縫無損檢測方法對比分析

不同標準關于對接焊縫及管座角焊縫無損檢測方法的規(guī)定如表1所示。

備注：EN 12952因未規(guī)定汽水分離器的探傷方法，本文將其作為汽包分析。

2.1 汽包、儲水罐、汽水分離器、集箱等對接焊縫無損檢測方法

（1）GB 16507中要求，對壁厚小于20 mm的焊接接頭應當采用射線檢測，壁厚大于等于20 mm時可采用超聲波檢測方法，超聲波檢測宜采用數(shù)字式可記錄儀器，如果采用模擬式超聲波檢測儀，應當附加20%局部射線檢測。

（2）EN 12952中規(guī)定汽包對接焊縫表面檢測應采用磁粉檢測方法，對于鐵素體鋼對接焊縫體積檢測，應優(yōu)先考慮超聲檢測，且EN 12952沒有強制規(guī)定超聲波檢測為可記錄超聲波檢測，但增加了對焊縫表面探傷的要求。

（3）ASME BPVC-Ⅰ、ASME BPVC-Ⅴ對超聲波檢測要求也均為可記錄超聲波檢測。可記錄超聲波檢測是指設備連接編碼器，可詳細記錄焊縫水平和深度位置信息，形成數(shù)字檢測圖譜，實現(xiàn)動態(tài)回放。TOFD和相控陣檢測屬于可記錄超聲波檢測，目前國內對TOFD和相控陣都有相關的驗收標準，且已運用到國內制造的產品無損檢測中，但ASME中僅規(guī)定了可記錄超聲波檢測的操作方法，沒有明確具體的驗收標準。因此ASME標準中的體積型檢測只有射線檢測適用。

2.2 管子對接焊縫無損檢測方法

（1）GB16507中對于連接管、管道對接焊縫超聲波探傷要求與集箱對接焊縫超聲波探傷要求一致，需采用可記錄式超聲波檢測或采用模擬式超聲波檢測儀，附加20%局部射線檢測。

（2）EN 12952中對于廠內的小口管對接焊縫規(guī)定的無損檢測方法是RT或UT（異種鋼為RT），且引用的RT無損檢測標準為EN 1435，該標準為膠片射線檢測標準，不包含X射線實時成像，且EN 12952對部分焊縫增加了表面無損檢測的要求。

（3）ASME BPVC-Ⅰ、ASME BPVC-V中涉及的連接管和管道對超聲波檢測要求也均為可記錄超聲波檢測。

2.3 汽包、汽水分離器、集箱、管道管座角焊縫無損檢測方法

（1）GB 16507根據(jù)管外徑大小提出了不同的探傷方法，未考慮是否焊透。

（2）EN 12952是根據(jù)壁厚及是否全焊透提出了不同的探傷方法，且汽包要求進行超聲檢測和磁粉檢測，當管座外徑0＜142 mm時，不要求進行體積檢測。

（3）ASME BPVC-Ⅰ及ASME BPVC-V未對管座角焊縫的探傷進行規(guī)定。

3 小結

對比中國、美國及歐盟相關標準對鍋爐焊接質量檢測的要求，認為總體技術水平基本相當，但國外標準特別是歐盟標準的完整性及系統(tǒng)性更高，對外觀檢測相當重視，與其他無損探傷方法處在同樣重要的地位，鑒于焊縫的外觀成型與整體質量密切相關，這一點尤其值得借鑒。同時，歐盟檢測標準對操作細則的規(guī)定較為詳細，更加具有可操作性。

[1]GB/T 16507－2013，水管鍋爐第5部分：制造[S].

[2]GB/T 16507－2013，水管鍋爐第6部分：檢驗、試驗和驗收[S].

[3]NB/T 47013，承壓設備無損檢測第7部分：目視檢測[S].

[4]EN 12952-5: 2011，Water-tube boiler and auxiliary installations-Part5:Workmanship and construction of pressure parts of the boiler[S].

[5]EN 12952-6: 2011，Water-tube boiler and auxiliary installation-6: Inspection during construction; documentation and marking of pressure parts of the boiler[S].

[6]EN ISO 17637-2011，Non-destructive testing of welds-Visual testing of fusion-welded joints[S].

[7]EN ISO 5817，Welding-Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding excluded)-Quality levels for imperfections[S].

[8]BS EN473-2008，Non-destructive testing-Qualification and certification of NDT personnel-General principles[S].

[9]ASME BPVC-I-2015，Rules for Construction of Power Boilers[S].

[10]ASME BPVC-Ⅴ-2015，Nondestructive Examination[S].

[11]ASME B31.1-2012，Power Piping[S].

Comparison Research on Standards Pertaining to Inspection of Welds of Tubular Boiler Components

LI Huiping，WANG Jing，TANG Qidong，Yang Yi

( Dongfang Boiler Group Co.,Ltd., DEC, Zigong 643001, China )

Different standards issued by different countries have different requirements concerning quality inspection of the welds of tubular boilers. The requirements in respect of quality inspection of the welds of tubular boilers in EU standard system, American standard system and Chinese standard system are compared and analyzed and the principal features of each of these standard system and the main discrepancies among are briefed, helping in better understanding the requirements for controlling the welds quality of tubular boiler components. Through comparison study, it is believed that there is still a gap between the national standards and the foreign standards in the aspect of welds quality inspection of tubular boilers and the Chinese standards can be further improved in their completeness and operability.

tubular boiler；welding quality inspection；comparative analysis of standard

U671.84

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.03.016

1006－0316 (2018) 03－0061－05

2017－06－27

李慧平（1987－），女，四川內江人，本科，工程師，主要研究方向為質量檢驗。