APIRP2X缺陷評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

APIRP2X缺陷評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)8.1概述a.基于實(shí)踐的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)分為以下三個(gè)級(jí)別。這些級(jí)別只是作為范例，并非作為規(guī)范來(lái)執(zhí)行。A級(jí)——工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)該級(jí)別與構(gòu)件的適用性并沒(méi)有內(nèi)在的聯(lián)系。而是建立在焊工通常所能達(dá)到的焊接質(zhì)量以及檢驗(yàn)手段力所能及的基礎(chǔ)上。在用未指明斷裂控制的材料來(lái)設(shè)計(jì)和建造重要結(jié)構(gòu)時(shí)，常用這個(gè)級(jí)別。C級(jí)——以合于使用為基礎(chǔ)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)該級(jí)別基于疲勞、脆性斷裂和拉伸破壞不穩(wěn)定性的總體考慮，并且準(zhǔn)備應(yīng)用于設(shè)計(jì)應(yīng)力和疲勞分析方面，并滿足APIRP2A規(guī)定的最低韌性，同時(shí)也要求考慮焊縫和熱影響區(qū)的斷裂韌性。F級(jí)——特定的合于使用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)該級(jí)別基于一個(gè)特定構(gòu)件或特別應(yīng)用中某類構(gòu)件的分析、脆性斷裂、拉伸不穩(wěn)定性和其他任何可能的斷裂形式上。使用這個(gè)級(jí)別，在技術(shù)上更加適合于某項(xiàng)特殊的應(yīng)用。一項(xiàng)充分的研究已經(jīng)取代了保守的假設(shè)。這意味著某些缺陷尺寸是可以接受的而不必權(quán)衡安全因素。b.適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)級(jí)別是整個(gè)斷裂控制設(shè)計(jì)的一個(gè)主要部分，并使質(zhì)量水平與設(shè)計(jì)要求相一致。例如，圖8-1和圖8-2所示的焊縫表面成形質(zhì)量與S-N疲勞曲線相互之間是一致的。超聲驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的三個(gè)級(jí)別就是基于類似的疲勞考慮。在橋梁設(shè)計(jì)中，要求焊縫表面打磨并要求A級(jí)的內(nèi)部檢驗(yàn)達(dá)到A級(jí)疲勞特性。對(duì)于根據(jù)C級(jí)（X曲線）疲勞曲線實(shí)質(zhì)上允許較大的缺陷存在。然而在特定的合于使用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中，實(shí)際疲勞標(biāo)準(zhǔn)和缺陷尺寸與研究結(jié)果是一致的。c.超聲專家根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)想制定專門的超聲程序和驗(yàn)收級(jí)別，下面的章節(jié)中將描述這方面的例子8.2“A”級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（APIRP2X）a.A級(jí)大致相當(dāng)于傳統(tǒng)的射線照像標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的工藝標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)級(jí)別可適用于那些為改善疲勞特性而使表面形狀磨平或抗腐蝕保護(hù)的焊縫（例如圖8-2中的曲線A），或那些一旦斷裂將造成災(zāi)難性（即：沒(méi)有余度）破壞的重要焊縫，以及那些以低等級(jí)斷裂韌性為主的部位。后者可以通過(guò)良好的焊接操作和選擇適當(dāng)?shù)牟牧蟻?lái)避免。b.對(duì)反射體振幅的評(píng)定包括傳遞補(bǔ)償（曲率和厚度效應(yīng)）和距離振幅校正兩部分，而所有這些都應(yīng)建立在峰值信號(hào)的基礎(chǔ)上（如本文以后章節(jié)中所解釋的）。然而，由于振幅讀數(shù)的不可再現(xiàn)性，要想對(duì)所有上述影響作精確修正是不太可能的。合格與否應(yīng)視反射體的類型和長(zhǎng)度而定。并不僅僅以信號(hào)振幅的高低作為標(biāo)準(zhǔn)。c.基準(zhǔn)線的校核反射體是A級(jí)檢驗(yàn)對(duì)比試塊（圖8-7）上直徑為1.6mm（0.0625ind.所有比基準(zhǔn)線小6dB（即：50％DAC）的反射體可以忽略不計(jì)。大于50％DAC線的反射體應(yīng)按如下各點(diǎn)作進(jìn)一步的評(píng)定。使用的方法在本文以前的章節(jié)中已作了描述。1.分類：——球形（點(diǎn)狀）反射體；——圓柱形（線狀）反射體；——平面形反射體。2.沿焊縫軸線的長(zhǎng)度。3.相對(duì)于焊縫截面的位置。e.孤立的、任意狀態(tài)的點(diǎn)狀反射體是允許的。排成一行的點(diǎn)狀反射體作為線狀反射體評(píng)定。f.在任意25.4mm（1in）范圍內(nèi)，大于50％DAC曲線的密集群反射體長(zhǎng)度不大于支桿壁厚的2/3或9.5mm（3/8in）取較小者。g.除如下所述的以外，長(zhǎng)度不超過(guò)圖8-3限制的線狀或平面狀反射體是合格的（圖8-3由AWS和ASME標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成）h.評(píng)定對(duì)接焊縫的根部焊道和焊縫熔合線時(shí)，應(yīng)使用各種不同的探頭角度獲得波束垂直于熔合線的效果。i.很明顯，A級(jí)是任意的。在許多應(yīng)用方面不受限制。然而，為了減少未被檢測(cè)出的缺陷數(shù)量（即：由于缺陷處于一個(gè)不良的方位而漏檢）而允許大量的假報(bào)警（不需要修理）存在的場(chǎng)合，A級(jí)可能是適當(dāng)?shù)?。j.單面焊T、K、Y節(jié)點(diǎn)焊縫的根部區(qū)域中出現(xiàn)的凸出角型反射體，即使出現(xiàn)在合格的焊縫中也是很難評(píng)定的。A級(jí)檢查超出了現(xiàn)行的工藝水平，因此對(duì)這些區(qū)域可以不使用A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)某些地方要求這種質(zhì)量等級(jí)時(shí)，應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)預(yù)制，以便使根部打底焊縫可以從內(nèi)側(cè)焊接。在必須用A級(jí)檢查評(píng)定單面焊根部區(qū)域時(shí)，應(yīng)作用70°角的探頭?；鶞?zhǔn)線校核反射體最好是一個(gè)深1.6mm（1/16in）的表面槽。指示缺陷應(yīng)按圖8-3評(píng)定。應(yīng)當(dāng)指出，大多數(shù)在該等級(jí)上不合格的缺陷由破壞性試驗(yàn)證實(shí)都是非常小的。刨掉（大部分）焊縫來(lái)修補(bǔ)根部的小缺陷常常導(dǎo)致對(duì)焊縫產(chǎn)生過(guò)多的損害，而且補(bǔ)焊條件比初焊條件更差。（1）允許的單個(gè)缺陷的長(zhǎng)度（6dB）〔表8-1～8-4是與圖8-3對(duì)照表格〕表8—1缺陷波>100％DAC厚度t(mm)允許的指示長(zhǎng)度（mm）≤12.7612.7<t≤380.5t>3819t—支管壁厚表8—2缺陷波在50％DAC～100％DAC間厚度t(mm)允許的指示長(zhǎng)度（mm）≤12.71912.7<t≤381.25t>3850（2）在任意截取標(biāo)準(zhǔn)焊縫段長(zhǎng)度內(nèi)（取缺陷最嚴(yán)重的焊段）分散或密集缺陷的累計(jì)長(zhǎng)度（總和）表8—3缺陷波>100％DAC厚度t(mm)標(biāo)準(zhǔn)焊縫段長(zhǎng)度（mm）允許累計(jì)缺陷長(zhǎng)度（mm）≤12.7761212.7<t≤516tt>5130550表8－4缺陷波在50％DAC～100％DAC之間厚度t(mm)標(biāo)準(zhǔn)焊縫段長(zhǎng)度（mm）允許累計(jì)缺陷長(zhǎng)度（mm）≤12.7762512.7<t≤516t2t>51305100A級(jí)焊縫合格／拒收標(biāo)準(zhǔn)，其中表8-4也適于T、K、Y節(jié)點(diǎn)根部驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，但根部缺陷超過(guò)1.6×1.6凹槽反射體的反射波均作不合格處理。“C”級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)C級(jí)基于“合于使用”標(biāo)準(zhǔn)，與焊后表面成形（圖8-2中的斷裂曲線C）相一致，并采用了結(jié)構(gòu)安全余度和“不安全”設(shè)計(jì)方法（如典型的導(dǎo)管架式海上平臺(tái)的設(shè)計(jì)）以及對(duì)所有焊接接頭規(guī)定了合適的斷裂韌性等級(jí)。b.這些標(biāo)準(zhǔn)是專門為檢驗(yàn)單面焊管狀T、K、Y節(jié)點(diǎn)焊縫制定的，并且通過(guò)對(duì)不合格缺陷在焊縫剖除和修理過(guò)程中的外觀確認(rèn)，認(rèn)為實(shí)際的檢驗(yàn)結(jié)果是令人滿意的。c.缺陷的評(píng)定同時(shí)使用波束邊界法和振幅校正。對(duì)于根部缺陷的基準(zhǔn)校正應(yīng)采用C級(jí)檢查對(duì)比試塊（圖8-8）上所示的1.6mm（1/16in）深的槽，技師對(duì)于內(nèi)部反射體的校正應(yīng)采用模擬的不合格缺陷（圖8-8所示的V型槽－譯者注）。缺陷的評(píng)定基于超聲對(duì)實(shí)際缺陷尺寸的最佳判斷。來(lái)自與超聲波束具有不合適角度的內(nèi)部平面狀缺陷的回波可能小于來(lái)自相同尺寸的表面（根部）槽的回收，這點(diǎn)應(yīng)當(dāng)牢牢記住。缺陷的尺寸應(yīng)按圖8-4中所示的長(zhǎng)度和寬度評(píng)定。另外超聲技師把反射體進(jìn)行分類，歸納為球形、圓柱形或平面形，并精確地測(cè)定其在焊縫斷面中的位置。不要求鑒別出類型（如d.不管信號(hào)振幅的大小，孤立的、任意的球形反射體是允許的。e.顯示高度大于20％DAC曲線，并且長(zhǎng)度為兩倍支桿壁厚的密集成群的反射體，應(yīng)根據(jù)圖8-4和圖8-5所限制的寬度和長(zhǎng)度來(lái)評(píng)定。f.圓柱形或平面形反射體其尺寸大于圖8-5或圖8-6的（根據(jù)位置）為不合格。g.焊縫熔合線附近的內(nèi)部反射體應(yīng)使用不同的探頭角度進(jìn)行評(píng)定，以獲得波束與熔合線垂直的效果。熔合線上的平面反射體大于圖8-6限制的為不合格。h.被焊接的主桿（節(jié)點(diǎn)加厚段）母材內(nèi)的反射體之按下列各點(diǎn)評(píng)定：1.大于圖8-6限制的單個(gè)反射體為不合格。2.任意150mm（6in）或D/2長(zhǎng)度范圍內(nèi)（取較小者），密集型反射體之和超過(guò)焊縫面積8％為不合格。3.母材內(nèi)的不合格反射體在任何剖除或試圖修理之前應(yīng)由技師再?gòu)?fù)查一遍。這是考慮到剖除和修理帶的附加熱應(yīng)變循環(huán)將會(huì)引起進(jìn)一步層狀撕裂的危險(xiǎn)。i.對(duì)于單面焊的管狀T、K、Y節(jié)點(diǎn)的根部區(qū)域，標(biāo)準(zhǔn)是非常放松的。對(duì)帶有嚴(yán)重根部缺陷的管狀T、K、Y節(jié)點(diǎn)的疲勞試驗(yàn)已經(jīng)表明，只要有足夠的焊縫面積使總應(yīng)力不受到重大影響，這些缺陷不是破壞的因素。這時(shí)，根部缺陷的存在并沒(méi)有大的影響，而試圖進(jìn)行修理反而常常會(huì)產(chǎn)生不良的結(jié)果。j.對(duì)于所有其他焊縫區(qū)域的較嚴(yán)格的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，仍然允許比傳統(tǒng)射線照像規(guī)范稍大的一些的缺陷－然而它們與所設(shè)計(jì)的用途是一致的，并且并不導(dǎo)致“C”級(jí)焊縫性能的任何重大降低。正常的焊縫拉伸強(qiáng)度要比母材的屈服點(diǎn)高，因此焊縫的靜力破壞不會(huì)由于允許面積的少量損失而出現(xiàn)。k.通過(guò)選擇母材和考核鑒定焊接程序可以得到一個(gè)合理的斷裂韌性等級(jí)。所得到的焊縫、母材和熱影響區(qū)的斷裂韌性應(yīng)滿足APIRP2A的要求?！癋”級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)a.F級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)允許合理考慮各種等級(jí)的缺陷的尺寸，因?yàn)樗鼈兣c斷裂韌性等級(jí)、荷載以及其他斷裂控制要素有關(guān)。大于C級(jí)的缺陷通過(guò)對(duì)上述諸因素的鑒定可能認(rèn)為是合理的。由此而得到的標(biāo)準(zhǔn)可以用來(lái)鑒定那些對(duì)結(jié)構(gòu)有害的缺陷。例如，海上固定結(jié)構(gòu)的水下超聲檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)小缺陷進(jìn)行修理將是一種不明智的辦法，具有未定的效果。b.用波束邊界法評(píng)定缺陷，并仔細(xì)地繪制出評(píng)估實(shí)際缺陷尺寸（如圖8-4所定義的寬度和長(zhǎng)度）的聲波路徑。合格/判斷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)基于通過(guò)合理驗(yàn)定而得到的斷裂力學(xué)等效裂紋尺寸“a”。c.合格或判廢應(yīng)基于如下的綜合破壞模式分析：1.剩余凈斷面上的靜強(qiáng)度應(yīng)是足夠的。2.只需能證明等效裂紋尺寸“a”小于臨界裂紋尺寸就可以防止脆性斷裂產(chǎn)生。臨界裂紋的尺寸是基于所受的局部應(yīng)力（包括殘余應(yīng)力）、材料厚度、荷載頻率和溫度得出的。3.從初始裂紋尺寸“a”增長(zhǎng)到由上述靜強(qiáng)度或脆性斷裂標(biāo)準(zhǔn)所定義的最終裂紋尺寸，疲勞壽命應(yīng)是足夠的。4.對(duì)于所采用的各種斷裂力學(xué)相互關(guān)系中的不確定性和超聲裂紋尺寸的誤差應(yīng)留有裕度。對(duì)比試塊確定檢查靈敏度的基準(zhǔn)反射體必須與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，并能提供足夠的靈敏度以保證檢測(cè)出有關(guān)的最小缺陷對(duì)于A級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的超聲檢驗(yàn)，1.6mm（1/16in）的邊鉆孔為所有角度的探頭提供了一個(gè)極好的參考標(biāo)準(zhǔn)。含有邊鉆孔試塊的厚度和長(zhǎng)度應(yīng)事先考慮實(shí)際檢查中最大聲程的靈敏度設(shè)置（見(jiàn)圖8-7）。邊鉆孔用來(lái)評(píng)價(jià)焊縫本體內(nèi)的所有缺陷，兩個(gè)1.6mm（1/16in）深的槽用來(lái)評(píng)價(jià)單面焊T、K、Y節(jié)點(diǎn)的根部反射體。c.C級(jí)檢查的對(duì)比試塊應(yīng)含有與最小不合格缺陷相應(yīng)的平面形反射體。校核試塊應(yīng)適合于設(shè)置根部反射體的掃查靈敏度。該試塊應(yīng)含有一個(gè)方形槽和適合于45°、60°和70°探頭方位的V型槽各一個(gè)，見(jiàn)圖8-8d。d.技師應(yīng)把來(lái)自操作者試件中已知尺寸反射體的反射信號(hào)與來(lái)自對(duì)比試塊的反射信號(hào)作比較，以保證檢測(cè)最小有關(guān)缺陷的靈敏度。焊后無(wú)成形要焊后帶有咬邊限制外形近打磨到微觀應(yīng)力近似等求的焊接接頭似為T/2半徑的焊接接頭于由應(yīng)變儀測(cè)量的局部熱應(yīng)力的焊接接頭圖8－1焊縫外形分類圖8-2不同焊縫外形的設(shè)計(jì)曲線圖8-3“A”級(jí)焊縫質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)注：為探傷人員應(yīng)用合格界限方便起見(jiàn)，將圖8-3制成表8-1～表8-4。圖8-4～8-6“C”級(jí)焊縫質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)*忽略線以上，尺寸小于1.6mm（1/16in）的缺陷：在注意12倍支桿壁厚的焊縫長(zhǎng)度范圍內(nèi)，排成一行的缺陷總和，其長(zhǎng)度超過(guò)6倍的支桿壁厚被認(rèn)為是不合格的。在基準(zhǔn)線“A”〔1.6mm（1/16in）邊鉆孔〕以下的任意排列的缺陷其長(zhǎng)度小于或等于D/2可忽略不計(jì)。T＝用來(lái)掃查的桿件最大壁厚圖8-7用于“A”級(jí)檢查的對(duì)比試塊說(shuō)明：由操作者的超聲專家確定的模擬不合格缺陷的基準(zhǔn)反射體應(yīng)加到這個(gè)試塊上用來(lái)消核內(nèi)部缺陷〔例如：2.4mm（3/32in）的邊鉆孔〕圖8-8用于“C級(jí)”檢查的對(duì)比試塊〔注示〕：驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中，“A級(jí)”對(duì)缺陷尺寸要求最嚴(yán)格，“C級(jí)”，“F級(jí)”對(duì)缺陷尺寸要求逐級(jí)放松。本講義以“A級(jí)”驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為主，所列“C級(jí)”，“F”級(jí)供參考。T、K、Y管節(jié)點(diǎn)超聲波探傷報(bào)告8.6.1提交ABS或DNV驗(yàn)船師審核簽字的報(bào)告，用英語(yǔ)書(shū)寫，因?yàn)樗麄兊墓ぷ髡Z(yǔ)言為英語(yǔ)報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括:產(chǎn)品名稱、結(jié)構(gòu)名稱，節(jié)點(diǎn)焊縫形式和編號(hào)、主支管直徑與厚度、材質(zhì)、表面狀態(tài)、焊工號(hào)、探傷儀器號(hào)、探頭角度及規(guī)格、試塊名稱、缺陷評(píng)定合格（拒收）標(biāo)準(zhǔn)等。對(duì)于不合格必須返修的缺陷或探傷人員認(rèn)為應(yīng)該在報(bào)告中注明的缺陷，必須有缺陷所在位置的焊縫截面圖，截面圖上標(biāo)明有關(guān)參數(shù)。焊縫編號(hào)XX，焊縫截面圖鐘點(diǎn)數(shù)或缺陷距某整點(diǎn)鐘點(diǎn)數(shù)始端的距離截面圖參數(shù)t1、tn、φ、ψ探頭折射角β，聲程W＝X1或W＝X1+X2（Y）缺陷F區(qū)域（1、2、3區(qū)），波幅DAC50％或DAC50％＋△dB測(cè)長(zhǎng)（6dB法）L值或累計(jì)長(zhǎng)度/焊段長(zhǎng)測(cè)高H值（一般不要求）圖8-9不合格缺陷焊縫截面圖及文字說(shuō)明8.6.3報(bào)告內(nèi)容及附頁(yè)（缺陷部位截面圖）等資料