液壓支架結構件常見缺欠國內外標準對比解析

李福永　楊高　白海明

摘要：逐一對比解析液壓支架結構件常見的缺欠標準ISO 5817和MT/T 587，主要包括缺欠類別、相應的檢測等級和驗收等級。國內外標準主要差異性表現為：（1）缺欠驗收僅是MT/T 587的一部分，其適用范圍廣于ISO 5817，但沒有ISO 5817系統、具體和全面;（2）MT/T 587僅對表面缺欠和幾何形狀缺欠有具體規定，但未對內部缺欠詳細解釋，僅要求缺欠驗收符合GB/T 11345規定;（3）關于表面缺欠和幾何形狀缺欠，MT/T587-Ⅰ類比ISO5817-C級評定更為苛刻。最后，制定了常見缺欠的應對措施：（1）為降低應力集中，宜采取焊趾打磨;（2）兩標準均允許內部氣孔和夾雜缺欠存在，但應滿足評定極限值;（3）幾何形狀缺欠雖然降低了接頭的承載力，但可增加焊縫厚度進行補償。

關鍵詞：液壓支架;缺欠標準;對比解析;差異性;應對措施

中圖分類號：TG457 文獻標志碼：C 文章編號：1001-2303（2020）01-0088-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.01.16

0 前言

隨著煤礦開采技術的迅速崛起，液壓支架積極地向智能化和無人化開采目標邁進。高端類液壓支架工作阻力高達26 000 kN，要求結構件循環使用壽命60 000～80 000次。為保障液壓支架安全、可靠和高效地開采，標準的貫徹和落實尤為重要[1]。近年來，各企業逐漸引進ISO3834-2國際焊接企業管理體系，從而保證了質量等級能與國際接軌。本文將常見的液壓支架結構件缺欠質量等級、相應的檢測等級和驗收等級的歐洲（國際）標準和煤炭行業標準進行對比解析。具體來說，ISO 5817是歐洲（國際）缺欠驗收的總則性標準，與其相對應的驗收標準是ISO 17635。MT/T 587是國家煤炭行業發布的關于液壓支架結構件制造技術條件，但未具體規定焊縫內部缺陷驗收等級，僅要求驗收標準符合GB/T 11345規定。

由于考核的出發點和側重點不同，因此兩標準ISO 5817和MT/T 587對表面缺欠的具體衡量指標有所不同。通過對比解析，尋找常見焊縫缺欠的差異性并提出相應的解決措施，從而更好地為液壓支架結構件制造提供安全、可靠和高效的保障。

1 標準對比

涉及出口產品，液壓支架結構件焊縫缺欠質量等級采用國際標準ISO 5817-2014（簡稱ISO 5817），它是缺欠驗收的總則性標準，規定了三個質量等級，其中B級質量最高、C級次之、D級質量最低。缺欠種類包括：表面缺欠、內部缺欠、幾何形狀缺欠和多種缺欠。國際標準ISO17635-2010（簡稱ISO 17635）是焊縫無損檢測方法驗收等級標準，列出了質量標準和無損檢測標準的檢測技術、檢測等級以及可接受水準之間的關系。ISO 17635附錄C（資料性）給出了外觀、表面及內部檢驗相應方法的驗收等級，如表1所示。此外，ISO 5817附錄C對焊縫的疲勞等級C63（c）、B90（c）和B125做出了附加要求，這為結構件循環使用壽命提供了參考依據。

涉及內銷產品，液壓支架結構件焊接缺欠質量等級采用行業標準MT/T 587-2011（簡稱MT/T 587），是液壓支架結構件制造技術規范。適用范圍：下料、焊接、返修和檢驗。焊縫等級分為Ⅰ類焊縫和Ⅱ類焊縫，其中Ⅰ類焊縫質量級別較高。國標GB/T 29712-2013（簡稱GB/T 29712）規定了鐵素體全熔透焊接接頭超聲波檢測-國標GB/T 11345-2013（簡稱GB/T 11345）的驗收等級，如表2所示。

ISO 5817質量等級中B級焊縫要求最高，液壓支架結構件絕大多數焊縫達到C級即可滿足工作阻力和疲勞壽命要求。液壓支架結構件的重要受力部件的焊縫等級為MT/T 587-Ⅰ類，其余部位的焊縫等級為MT/T 587-Ⅱ類。通過對比解析得出，ISO5817-C級與MT/T 587-Ⅰ類焊縫質量等級相當，ISO5817-D級與MT/T 587-Ⅱ類焊縫質量等級相當。

2 缺欠類別

為保證焊接質量管理水平能與國際接軌，現將液壓支架結構件中典型缺欠類別逐一梳理，并進行分類對比解析。

2.1 焊縫術語

符號詳見ISO 2553，具體含義解釋如表3所示。

2.2 缺欠類別

關于裂紋、未完全熔合和翻邊（焊瘤）等表面缺欠，國內外標準評定均較嚴格，如表4所示。關于表面氣孔、蓋面咬邊和弧坑縮孔等表面缺欠，MT/T 587-Ⅰ類評定等級比ISO 5817-C級更為苛刻。

MT/T 587未具體解釋內部缺欠，僅要求檢驗等級符合GB/T 11345 至少A級規定，驗收按照GB/T 29712的3級執行。ISO5817-C級允許焊縫均布氣孔和局部密集氣孔存在，這雖然會對接頭性能有一定的影響，但若滿足表5所允許的缺欠極限值范圍內，并不會降低液壓支架工作阻力和結構件的循環使用壽命。

關于未焊透缺欠，常見的液壓支架結構件未焊透類型為T型接頭，該缺欠會縮小焊縫的有效面積，降低力學性能，且會成為裂紋源，如表5所示。

常見的幾何形狀缺欠類型為錯邊和角焊縫根部間隙，雖然減少了焊縫的有效承載厚度，降低了力學性能，但都可通過增加焊縫厚度進行補償。MT/T 587-Ⅰ類要求比ISO 5817-C更為苛刻，如表6所示。

3 差異性

尋找ISO 5817和MT/T 587中焊縫缺欠質量等級的差異性，以期為生產提供更可靠和安全依據。

（1）應用范圍：MT/T 587應用范圍比ISO 5817廣，但沒有ISO 5817系統、具體和全面。此外，ISO

5817附錄C額外提出了焊縫的疲勞等級。

（2）評定等級：一般來說，ISO5817-C級與MT/T 587-Ⅰ類焊縫質量等級相當，ISO5817-D級與MT/T 587-Ⅱ類焊縫質量等級相當。但由于考核的出發點和側重點不同，MT/T587-Ⅰ類要求表面缺欠和幾何形狀缺欠評定級別比ISO 5817-C級更為苛刻。

（3）詳盡程度：MT/T 587僅對表面缺欠和幾何形狀缺欠有規定，但未對內部缺欠具體解釋，僅要求驗收符合GB/T 11345。

4 應對措施

為提高液壓支架的工作阻力和循環使用壽命，鄭州煤礦機械集團公司逐漸引進ISO 3834-2國際焊接企業管理體系，促進了焊接質量水準與國際接軌，生產中涉及的缺欠類別宜參考的應對措施[8-9]為：

（1）涉及高端產品的表面缺欠和幾何形狀缺欠，建議選取兩標準較為嚴格的評定級別。關于內部缺欠，MT/T 587未具體解釋部分可參照ISO 5817執行。

（2）為降低應力集中，提高接頭的循環使用壽命，宜采取焊趾打磨和TIG熔修方法。實際施工時以焊趾打磨為主，并利用HJC40型焊縫檢尺測量深度。

（3）在允許的缺欠極限值內，ISO 5817和MT/T 587允許內部氣孔和夾雜缺欠存在，并不會降低結構件的循環使用壽命和工作阻力。

（4）幾何形狀缺欠減少了焊縫的有效厚度、降低了接頭的承載力，可通過增加焊縫厚度進行補償。

5 結論

本文對比解析了國際標準ISO 5817和行業標準MT/T 587中常見的表面缺欠、內部缺欠和幾何形狀缺欠類型，并提出采取的應對措施：

（1）表面缺欠和幾何形狀缺欠評定所允許的極限值不同，MT/T 587-Ⅰ類比ISO 5817-C級要求更為苛刻。涉及高端產品，建議選取較為嚴格的評定級別。

（2）為提高結構件的循環使用壽命和工作阻力，宜采取焊趾打磨消除表面缺陷以降低應力集中，并利用HJC40型焊縫檢尺測量。

（3）MT/T 587未具體解釋內部缺欠檢測方法，僅要求檢驗等級符合GB/T 11345至少A級，驗收標準符合GB/T 29712-3級。

（4）ISO 5817和MT/T 587均允許內部氣孔和夾雜缺欠存在，但在允許極限值范圍內，并不會降低結構件的循環使用壽命。此外，幾何形狀缺欠降低了接頭承載力，但可通過增加焊縫厚度來補償。

參考文獻：

[1] 張定堂，陳戈. 液壓支架標準化、系列化研究[J]. 煤礦機械，2013，34（12）：46-48.

[2] ISO 5817：2014，焊接—鋼、鎳、鈦及其合金的熔化焊接頭（束焊除外）—缺欠質量等級[S].

[3] ISO 17640：2010，焊縫無損檢測 超聲檢測 技術、檢測等級和評定[S].

[4] ISO 17635：2010，焊縫無損檢測 金屬材料應用通則[S].

[5] MT/T 587-2011，液壓支架結構件制造技術條件[S].

[6] GB/T 11345-2013，焊縫無損檢測 超聲檢測 技術、檢測等級和評定[S].

[7] GB/T 29712-2013，焊縫無損檢測 超聲檢測 驗收等級[S].

[8] 劉書麟. 焊接工藝對液壓支架鋼結構焊縫性能的影響[J].電焊機，2014，44（12）：111-114.

[9] 張豫，武昆昆，高建光. 高端液壓支架焊接工藝[J]. 熱加工工藝，2012，41（21）：185-186.