【正文】 是采用X射線或γ射線照射焊接接頭，檢查內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢驗(yàn)法。 （2）按射線源分 1）普通X射線檢驗(yàn)：用管電壓500KVP以下的X射線檢驗(yàn)。其中包括以下幾種技術(shù)。 2）雙壁透照技術(shù)：① 雙壁雙影技術(shù)：射線束穿過(guò)工件雙壁，在底片上同時(shí)得到上下兩個(gè)焊縫影像，即通常所說(shuō)的橢圓透照技術(shù)。（1） 當(dāng)I′Ix時(shí)（如鋼焊縫中的氣孔、夾渣等缺陷），射線底片上缺陷呈黑色影響；（2）當(dāng)I′Ix時(shí)（如鋼焊縫中的夾鎢缺陷），射線底片上缺陷呈白色影響。影像輪廓線分明，兩頭尖且色較淡，中部較寬且色較深。 （3） 層間未焊透 在底片上的影像形狀不規(guī)則，條狀、塊狀均有可能，且可分布于焊縫影像的任意部位。對(duì)于采用U型坡口的接頭，其影像可能黑度較深。（七）渦流無(wú)損檢測(cè)（ET）渦流檢測(cè)是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，利用渦流的變化檢測(cè)工件中的不連續(xù)性的方法稱(chēng)為渦流檢測(cè)。第五節(jié) 核安全設(shè)備常用材料的焊接性能一、 碳鋼碳鋼以鐵為基礎(chǔ)，以碳為合金元素，%。碳鋼的焊接性能有以下特點(diǎn)：（一） 可裝配成各種不同接頭，適應(yīng)各種不同位置施焊，且焊接工藝和操作技術(shù)比較簡(jiǎn)單，容易掌握；焊前一般不需預(yù)熱。2. 焊后熱處理消氫處理：可加速氫的擴(kuò)散逸出，防止產(chǎn)生延遲裂紋。（二） 塑性好：焊縫產(chǎn)生裂紋和氣孔的傾向小，可制造大型的構(gòu)件及受壓容器。焊縫中有氧化亞鐵存在，可能引起熱裂紋。在核設(shè)備制造、安裝工程中選用的焊接方法有：鎢極氬弧焊、焊條電弧焊、鎢極氬弧焊加焊條電弧焊等。其合金元素的總含量一般不超過(guò)5%，以提高鋼的強(qiáng)度并保證其具有一定的塑性和韌性；或使鋼具有某些特殊性能，如耐低溫、耐高溫或耐腐蝕性等。（二） 預(yù)熱是低合金鋼焊接時(shí)為防止裂紋及改善焊接接頭性能常用的工藝措施。可加速焊接接頭中氫的擴(kuò)散逸出，是防止產(chǎn)生焊接冷裂紋的有效措施之一。在核設(shè)備制造、安裝工程中選用的焊接方法有：焊條電弧焊、鎢極氬弧焊加焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、絲極（帶極）埋弧焊等。但是，不銹鋼的晶間腐蝕是一個(gè)重要的問(wèn)題：1. 晶間腐蝕晶間腐蝕是188型奧氏體鋼（如1Cr18Ni9）最危險(xiǎn)的破壞形式之一。其原因是在450~850℃溫度下，碳在奧氏體中擴(kuò)散速度大于鉻在奧氏體中的擴(kuò)散速度。3. 焊接中晶間腐蝕的防止奧氏體不銹鋼在焊接不當(dāng)時(shí)會(huì)在焊縫和熱影響區(qū)造成晶間腐蝕，因此在焊接工藝上應(yīng)采取下列措施：1） 控制含碳量碳是造成晶間腐蝕的主要元素，%以下時(shí)能夠析出碳的數(shù)量較少，%能析出碳的數(shù)量增加，%以下，如0Cr18Ni9Ti、A10A137。2） 添加穩(wěn)定劑在鋼材和焊材中添加穩(wěn)定劑Ti、Nb等與碳的親和力比鉻強(qiáng)的元素，能夠與碳結(jié)合成穩(wěn)定的碳化物，從而避免在奧氏體晶界造成貧鉻，這對(duì)抗晶間腐蝕能力起十分良好的作用。在焊縫中加入鐵素體形成元素，如鉻、鋁、硅、鉬等以使焊縫造成奧氏體加鐵素體的雙相組織。在焊接工藝方面，可采用小的焊接電流，大的焊接速度，短弧多道焊，先焊一層后，完全冷卻后再焊下一層，也就是層（道）間溫度的控制。在核設(shè)備制造、安裝工程中不銹鋼焊接選用的焊接方法有：氬弧焊接、手工電弧焊、氬電聯(lián)合焊、絲極（帶極）埋弧焊等。因此核安全設(shè)備在熱交換器管子采用鎳基合金，并在殼體、封頭等部件內(nèi)壁堆焊鎳基層。一般情況下采用合理的裝配與焊接次序、選用較小的線能量、及時(shí)填滿弧坑等工藝措施對(duì)防止熱裂紋均是有益的。在還原氣氛下時(shí)，對(duì)氫氣孔也是敏感的。敏化狀態(tài)晶界發(fā)生鉻、鉬等碳化物的沉淀，引起晶粒邊界微區(qū)的貧鉻、貧鉬的現(xiàn)象，導(dǎo)致在某些介質(zhì)中的晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕的傾向。它由藥皮和焊芯兩部分組成。（1）焊芯的作用 焊芯的作用一是作為電極傳導(dǎo)焊接電流,產(chǎn)生電??；二是焊芯熔化形成焊縫中的填充金屬。 通常所說(shuō)的焊條直徑和長(zhǎng)度就是指焊芯的直徑和長(zhǎng)度。 （2）機(jī)械保護(hù)：藥皮熔化后產(chǎn)生的氣體可保護(hù)電弧和熔池，防止空氣進(jìn)入熔池；藥皮熔化后產(chǎn)生的熔渣，覆蓋在焊縫表面保護(hù)焊縫金屬，使焊縫金屬緩慢冷卻，有利于氣體逸出，減小產(chǎn)生氣孔的可能性，改善焊縫的組織和性能。根據(jù)藥皮組成物在焊接過(guò)程中所起的作用將其分為以下七類(lèi):造氣劑、造渣劑、脫氧劑、合金劑、穩(wěn)弧劑、粘結(jié)劑、增塑劑。這類(lèi)焊條工藝性能好，電弧穩(wěn)定，可交、直流兩用，對(duì)油銹不敏感，焊縫成形好，合金元素過(guò)渡效果差，抗裂性能差，常用于焊接低碳鋼和不太重要的結(jié)構(gòu)鋼中。由于焊接時(shí)放出的氧少，合金元素很少氧化，焊縫金屬合金化的效果較好。若藥皮中加入穩(wěn)定電弧的組成物碳酸鉀、碳酸鈉等，也可用交流電源。根據(jù)焊條的用途分類(lèi)根據(jù)焊條的。這類(lèi)焊條工藝性能不好，對(duì)油銹敏感，合金元素過(guò)渡效果好，抗裂性能好，焊縫中擴(kuò)散氫含量低，主要用于合金鋼和重要碳鋼結(jié)構(gòu)的焊接。為了防止氫氣孔，主要依靠藥皮里的瑩石作用，與氫化合生成氟化氫來(lái)排除氫。此類(lèi)焊條熔渣的主要成分是堿性氧化物（如大理石、瑩石等），并含有較多的鐵合金作為脫氧劑和合金劑。此類(lèi)焊條藥皮中含有各類(lèi)氧化物，具有較強(qiáng)的氧化性，促使合金元素的氧化；同時(shí)，電弧里的氧電離后形成負(fù)離子，與氫離子有很大的親合力，生成氫氧根離子，從而防止了氫離子溶入熔化的金屬里，因此，這類(lèi)焊條對(duì)鐵銹不敏感，焊縫很少產(chǎn)生由氫引起的氣孔。（4）改善焊接工藝性能：焊接時(shí)藥皮端部形成套筒，熔滴向熔池順利過(guò)渡，可進(jìn)行全位置焊接。表3－6 常用焊芯牌號(hào)及代號(hào)鋼種牌號(hào)鋼種牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼H08A合金結(jié)構(gòu)鋼H10Mn2H08MnAH08MnMoA不銹鋼H0Cr14H08Mn2MoAH0Cr21Ni10H08CrMoAH00Cr21Ni10H08CrMoVA藥皮的作用 壓涂在焊芯表面上的涂料層稱(chēng)為藥皮。牌號(hào)用“焊”字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母“H”表示，以示焊接用鋼絲，其后表示方法與鋼號(hào)表示一致。在焊條電弧焊接過(guò)程中，焊條藥皮熔化產(chǎn)生的氣體和熔渣不僅使熔池和電弧周?chē)目諝飧艚^，而且和熔化了的焊芯、母材發(fā)生一系列冶金反應(yīng)，還原和凈化金屬得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。鎳基合金自動(dòng)鎢極氬弧焊典型焊接參數(shù)表見(jiàn)表表35。有時(shí)，熱絲鎢級(jí)氬弧焊焊接鎳基合金時(shí)還向氬氣中加入5%的氫氣，以改善保護(hù)氣體的還原性來(lái)消除或減少焊縫氣孔。在用與母材同成分的焊接材料焊接某些鎳基合金時(shí)，焊縫有時(shí)產(chǎn)生多邊化裂紋。例如有焊接熱裂紋的傾向、焊接氣孔、焊接接頭的晶間腐蝕傾向等等。表34 絲極埋弧焊焊接參數(shù)表焊 接 方 法絲極埋弧焊焊 接 位 置PA層 數(shù)多 層電 源 極 性直 流 反 接焊 接 材 料焊絲ER308L焊劑OP70CrSpezial規(guī) 格 (mm)198。大亞灣核電站工藝要求層間溫度低于175℃，一般焊工在焊接不銹鋼件時(shí)道間溫度都控制在60℃以下（手能摸，再焊下一道）。一般控制焊縫金屬中鐵素體含量為510%，如鐵素體過(guò)多也會(huì)使焊縫金屬變脆。方法是在焊后把接頭加熱到1050~1100℃，此時(shí)碳又重新溶入奧氏體中然后迅速冷卻，穩(wěn)定奧氏體組織。另外，~%時(shí)則全部碳溶解在奧氏體中，即使加熱至450~850℃也不會(huì)形成貧鉻區(qū)，故不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕，即通常所說(shuō)的超低碳不銹鋼（如00Cr18Ni）。但是鉻的原子半徑大，擴(kuò)散速度較來(lái)不及向邊界擴(kuò)散，當(dāng)晶界附近大量的鉻和碳化合成碳化鉻造成奧氏體邊界貧鉻，當(dāng)晶界附近的金屬含鉻量低于12%時(shí)就失去抗腐蝕的能力。但是這種淬火狀態(tài)的奧氏體鋼當(dāng)加熱到450~850℃或在該溫度下長(zhǎng)期使用時(shí)，就會(huì)在腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕。奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性、耐高溫性，焊接性能較好。消除應(yīng)力熱處理溫度為595~675℃，保溫時(shí)間最少為30分鐘，每25mm厚度為1小時(shí)；（五）具有強(qiáng)度高、良好的塑性和韌性以及焊接性能，有的還具有耐腐蝕、耐高溫等特性。在核設(shè)備制造工程中，一般預(yù)熱溫度為：150℃～250℃。如高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，一般選擇與母材強(qiáng)度相當(dāng)?shù)暮附硬牧?，綜合考慮焊縫金屬的韌性、塑性及強(qiáng)度。表3－2 焊條電弧焊接參數(shù)表焊 接 方 法焊條電弧焊焊 接 位 置PA電 源 極 性直 流 反 接焊 接 材 料OK 規(guī) 格 (mm)198。在技術(shù)上，采取較可靠的焊接方法和工藝，從事核安全設(shè)備制造、安裝建設(shè)的焊工都要嚴(yán)格的經(jīng)培訓(xùn)取證才能上崗。（三） 焊接電源：使用手工電弧焊時(shí)，需采用直流焊機(jī)，因?yàn)樵诤穗姽こ讨惺褂玫木鶠閴A性焊條；使用氬弧焊時(shí)，對(duì)焊接電源沒(méi)有特別要求，交直流均可使用。消除應(yīng)力熱處理（消除焊后產(chǎn)生的殘余應(yīng)力）：對(duì)于碳鋼來(lái)說(shuō)厚度大于30mm需要進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，然而對(duì)于在未做消除應(yīng)力熱處理的狀態(tài)下規(guī)定的最小抗拉強(qiáng)度不大于440Mpa的鋼，厚度可增加到35mm。1. 焊前預(yù)熱最低100℃。碳鋼的焊接性能主要取決于碳含量，隨著碳含量的增加，焊接性能逐漸變差。渦流檢測(cè)在零部件表面以下的探測(cè)受到頻率、耦合因子等因素的限制：零部件不同時(shí)，渦流也相應(yīng)地有所不同。 （6） 夾渣 夾渣在底片上較易顯露，一般呈黑色點(diǎn)狀或條狀影像，輪廓分明，分布無(wú)一定規(guī)律。 （4） 坡口邊緣未焊透 影像一般呈長(zhǎng)條狀黑色線條，黑度不均勻，常呈斷續(xù)分布。 （2） 根部未焊透 在底片上呈連續(xù)或斷續(xù)的黑色直線狀，寬度較寬（一般與根部間隙一致）。 （1）缺陷與產(chǎn)品材質(zhì)對(duì)射線的衰減存在較大差異； （2）缺陷沿射線方向有一定尺寸； （3）射線能量足以穿透工件； （4）有合理的空間布置射線源、工件及顯示裝置。此法靈敏度低，很少采用。 ② 周向曝光技術(shù)：射源在內(nèi)，膠片在外，主要用于環(huán)焊縫的檢驗(yàn)。 3）γ射線檢驗(yàn)：用放射性元素產(chǎn)生的γ射線檢驗(yàn)。 2）熒光屏觀察法：靠熒光屏上的熒光亮度差進(jìn)行評(píng)定。超聲波探傷設(shè)備相當(dāng)輕便，并且不受材料種類(lèi)的限制，是一種應(yīng)用極為廣泛的探傷方法。通常要求超聲波探頭與待探零件表面良好接觸，探頭則可有效地向零件發(fā)射超聲波，并能接收缺陷界面反射出來(lái)的超聲波，同時(shí)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再傳輸給儀器進(jìn)行處理。1. 原理超聲波檢測(cè)是使用500～10000kHz的頻段穿透零部件，通過(guò)反射波的位置、高度、波形的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征來(lái)顯示其內(nèi)部和表面缺陷的一種無(wú)損檢測(cè)方法。圖3－4 漏磁場(chǎng) 3. 操作過(guò)程 （1）濕粉連續(xù)磁化法 1）在工件充磁的同時(shí)，將磁懸液澆到工件上； 2）停澆磁懸液； 3）在停澆磁懸液的瞬間通電磁化。根據(jù)磁粉堆積的圖形來(lái)判斷缺陷的形狀和位置。 （四）磁粉探傷 （MT） 磁粉探傷是利用在強(qiáng)磁場(chǎng)中鐵磁性材料表層缺陷產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)吸附磁粉現(xiàn)象而進(jìn)行的無(wú)損檢驗(yàn)法。 （5）顯像：采用噴涂方法時(shí)，應(yīng)在距工件表面300mm處噴涂顯像劑，使涂層薄而均勻；采用刷涂方法時(shí)，只能按一個(gè)方向刷涂顯像劑。 3. 操作過(guò)程 由于著色探傷與熒光探傷的原理及操作過(guò)程基本相同，以下以著色探傷為例簡(jiǎn)要說(shuō)明操作過(guò)程: （1）預(yù)處理：用丙酮等溶劑洗去除工件表面的油污、鐵銹、油漆、氧化皮等污染物。一段時(shí)間后吹去粉末，在暗室中用紫外線照射工件，留在缺陷處的熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)出明亮的熒光，由此來(lái)判別缺陷的位置、大小及嚴(yán)重程度。常用的有著色探傷和螢光探傷。常常用于檢驗(yàn)密封性要求很高的核安全設(shè)備。焊縫的高低寬窄、角焊縫的焊腳尺寸等應(yīng)用專(zhuān)用的外觀檢測(cè)工具測(cè)量。被檢驗(yàn)區(qū)域應(yīng)無(wú)任何影響檢驗(yàn)觀察和評(píng)定的雜物。不破壞被檢查材料或成品的性能和完整性而檢測(cè)其缺陷的方法，稱(chēng)為無(wú)損檢驗(yàn)。根據(jù)斷口的破壞特征判斷缺陷性質(zhì)。金相復(fù)型檢驗(yàn)是在現(xiàn)場(chǎng)條件下無(wú)法拍攝金相照片而采用的方法，復(fù)型檢驗(yàn)組織不如原組織清晰，如果用大工件金相檢查儀器與復(fù)型金相配合使用效果更好。（七）焊接接頭的金相檢驗(yàn)焊接接頭的金相檢驗(yàn)是借助金相顯微鏡來(lái)觀察焊接接頭金屬組織變化特征和確定焊縫內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)方法，基本分為宏觀檢驗(yàn)和微觀檢驗(yàn)兩部分。 （六）焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗(yàn)方法 GB265489規(guī)定了金屬材料焊接接頭和堆焊金屬的硬度試驗(yàn)方法，用以測(cè)定洛氏、布氏、維氏硬度。其試驗(yàn)機(jī)、試驗(yàn)要求應(yīng)符合GB2106（金屬夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)方法）和GB229（金屬夏比U型缺口沖擊試驗(yàn)方法）的有關(guān)規(guī)定。 （四）焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)方法 GB/T26532008 規(guī)定了金屬材料焊接接頭的橫向正彎及背彎試驗(yàn)（參照ISO5173）、橫向側(cè)彎試驗(yàn)（參照ISO5177）、縱向正彎及背彎試驗(yàn)和管材壓扁試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)用來(lái)檢驗(yàn)接頭拉伸面上的塑性及顯示缺陷。試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)記錄試樣的形式及截取位置、試樣拉斷后的抗拉強(qiáng)度或抗剪負(fù)荷值、試樣斷裂處出現(xiàn)的缺陷種類(lèi)及數(shù)量、試樣斷裂位置等內(nèi)容，然后根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)條件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定。 （二）焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法GB/T26512008中規(guī)定了金屬材料焊接接頭橫向拉伸試驗(yàn)和點(diǎn)焊接頭的剪切試驗(yàn)方法，以分別測(cè)定焊接接頭的抗拉強(qiáng)度和抗剪負(fù)荷。所謂非破壞性檢驗(yàn)或無(wú)損檢驗(yàn)是指不損壞被檢查材料或成品的性能和完整性而檢測(cè)其缺陷的方法。而狹義的焊接檢驗(yàn)則主要是針對(duì)焊后的成品檢驗(yàn)，這也是我們本節(jié)所要論述的主要內(nèi)容。圖32是一個(gè)典型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。（2）焊接參數(shù)的管理。八、施焊過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控隨著計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的發(fā)展。特殊情況下，如需在最終熱處理之后進(jìn)行返修，則必須征得設(shè)計(jì)者和其他有關(guān)方面的同意，并模擬熱處理后的返修工藝進(jìn)行評(píng)定試驗(yàn)，在滿足上述要求后，可以在最終熱處理后進(jìn)行返修。返修采用的焊接材料應(yīng)是產(chǎn)品焊接允許使用的材料。5. 焊接缺陷返修的實(shí)施（1）焊接缺陷的清除 根據(jù)返修工件的材質(zhì)、缺陷處理的部位和大小等情況，可分別采取機(jī)械加工、手工鏟磨、碳弧氣刨和氣割等方法。當(dāng)返修工藝方法、所選材料等基本參數(shù)與原工藝一樣時(shí)，可以不再評(píng)定。2. 焊