李慧平，王婧，唐启冬，杨祎
水管锅炉焊缝质量检测标准对比研究
李慧平，王婧，唐启冬，杨祎
（东方电气集团东方锅炉股份有限公司，四川 自贡 643001）
不同国家标准体系对水管锅炉焊缝的质量检测要求有所不同，就中国标准体系、美国标准体、欧盟标准体系对水管锅炉焊缝质量检测的要求进行了对比分析，简要阐述了不同标准体系的主要特点及各自的异同点，有利于更加深入地理解水管锅炉焊缝质量检测要求。通过对比分析，认为在水管锅炉焊缝检测规定方面，中国标准与国际先进标准体系有一定差异，在系统性及可操作性上与国际同类先进标准相比尚有可改进之处。
水管锅炉；焊缝检测；标准对比
随着国际合作的不断加强，在锅炉制造领域合作中涉及产品质量验收时应采用何种验收标准，往往成为供需双方讨论的焦点。不同的验收标准对产品的要求有所不同，因此为更加深入理解锅炉焊接质量控制的要求，有必要对国内外的水管锅炉焊接质量控制的检测要求进行比较分析。
生产中对水管锅炉焊接质量的控制主要通过外观检查和无损检测手段实现。目前，国内采用GB/T 16507《水管锅炉》，国际上较通用且有影响力的主要有欧洲标准EN 12952及美国标准ASME BPVC-I、ASME B31.1。本文就上述三种标准对焊缝外观目视检测及无损检测的要求及其之间的差异进行分析及比较。
1 焊缝外观目视检测标准对比分析
1.1 适用范围
（1）国标GB/T 16507中对受压元件焊接接头（包括非受压元件与受压元件焊接的接头）的外观提出了要求，但没有规定相关检测要求，如检测方法及按何种标准执行等。对承压设备焊缝的UT等无损检测明确规定执行标准为NB/T 47013。而NB/T 47013中对承压设备焊缝目视检测的方法进行了单独的规定，但该标准没有明确具体验收要求，且制造标准没有应用并强制要求执行。
（2）欧标EN 12952要求对所有焊缝必须执行目视检测，规定了设备焊缝表面缺陷的验收要求，且明确规定所有的焊缝需按照EN 17637的要求执行目视检测，该检测标准对焊缝外观目视检测方法进行了单独的规定。
（3）美标ASME BPVC-I规定了承压设备焊缝的外观要求，但没有规定相关焊缝目视检测的要求，仅美国动力管道制造标准ASME B31.1规定了焊缝目视检测的要求。
比较而言：中国标准虽然规定了焊缝目视检测的方法，但锅炉制造标准中并未应用且未强制要求执行，标准之间的衔接、完整性有所欠缺；美国及欧洲的相关制造标准对目视检查要求都进行明确的规定，包括验收要求、执行标准、适用范围等。
1.2 焊缝目视检查人员资质
（1）GB/T 16507中没有涉及关于焊缝目视检测人员的资质要求，且国内并无相关目视检查人员的考核取证机构。NB/T 47013中规定：从事承压设备无损检测的人员，应按照国家特种设备无损检测人员考核的相关规定取得相应无损检测人员资格，无损检测人员资格分为I级（初级）、II级（中级）和III级（高级）。
（2）EN 17637中规定：目视检测和焊缝的最终评估结果需由经过评定合格的有相关能力的人员进行，人员评定应符合ISO 9712或相当的其他工业有关标准。EN 12952中规定焊缝目视检测人员应具有丰富的焊接技术知识，能够充分理解欧洲标准，且能够识别和解释发生在焊缝表面和热影响区的缺陷，但没有强制要求必须取得焊缝目视检验资格证。
（3）ASME BPVC-Ⅴ要求指定鉴定合格的人员完成相应目视检测，ASME BPVC-I中没有强制要求目视检测人员资质需符合ASME BPVC-Ⅴ。ASME B31.1强制要求目视检测人员资质需符合ASME BPVC-Ⅴ，同时规定了检查人员资格评定的要求比较而言：仅美国ASME B31.1强制要求取得目视检查人员资格证书后才能实施相应的目视检测。
1.3 对目视检测人员视力的规定
（1）NB/T 47013.7中要求目视检测人员需满足：未经矫正或经过矫正的近（距）视力和远（距）视力不应低于5.0（小数记录值为1.0），检测人员应每12个月检查一次视力。如果检测可能对辩色力有特殊要求，经各方同意，检测人员宜补充辩色力测试。
（2）EN 473中要求目视检测人员需满足：30 cm以上距离读出Times New Roman 4.5或同等大小的字母（分辨率0.3528 mm），色觉满足相关NDT方法涉及的颜色对比；复查时间为12个月检查一次视力。
（3）ASME B31.1中要求目视人员至少有一只眼睛在自然或矫正的近距离视力能在距离不少于305 mm的情况下认出JaegerⅠ的字母；能识别和区分目视检验方法中所用颜色衬度；视力检查每年进行一次，且检验结果应在资格有效期内存档保存。
比较而言，对视力要求基本相当，但ASME B31.1和EN 473都对目视检测人员的辩色力进行了要求，NB/T 47013.7仅针对有特殊要求、且经双方同意时才增加对辩色力的测试要求。
1.4 焊前准备
GB/T 16507、ASME BPVC-Ⅰ及EN 17637都对待焊表面和相关文件的符合性进行了相应的规定，无明显差异。
1.5 焊接过程质量控制
（1）GB/T 16507及NB/T 47013中没有对焊接过程中的质量要求进行详细规定，仅规定焊道表面应清理干净。
（2）EN 17637中对焊接过程中的质量要求进行了详细的规定，包括焊道间的清理、焊道间表面质量的检查、焊道之间的过渡、槽的深度和形状等。
（3）ASME BPVC-Ⅰ及ASME B31.1中没有对焊接过程中的质量要求进行详细规定。
鉴于焊接过程中的焊缝表面成型质量与最终焊缝的质量密切相关，认为欧标对焊接过程中焊缝的外观质量规定更科学，对保障最终焊缝质量更有利。
1.6 成型焊缝的质量要求
（1）GB/T 16507规定：对接焊缝高度应当不低于母材表面，焊缝与母材应当平滑过渡，焊缝和热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑和气孔；锅筒、集箱的纵、环缝及封头的拼接焊缝无咬边，其余焊缝咬边深度不超过0.5 mm。管子焊缝两侧咬边总长度不超过管子周长的20%，且不超过40 mm。
（2）EN 17637中对成型焊缝的规定较为细致，包括焊缝表面的清理和修磨要求、焊缝外形尺寸的要求、成型焊缝的验收标准等，其中验收标准为：如无特殊规定，鳍片与管子的连接焊缝的验收标准按EN 12952-5及EN ISO 5817执行，其余焊缝的验收标准按EN 12952-6及EN ISO 5817执行。两个标准对在制造生产中可能遇到的各自典型缺陷进行了规范定义，并就对应缺陷允许的要求进行了详细的规定。
（3）ASME BPVC-Ⅰ规定：①对接焊缝：焊缝错边及焊缝余高不得超过PW-33.1及PW-35.1的规定，咬边深度不得少于1/32 in.（0.8 mm）或厚度的10%两者中的较小值，并且不得陷入该截面所要求的厚度内。②其余焊缝：在受压件上的咬边不得大于1/32 in.（0.8 mm）或所连接表面厚度的10%，取两者中的较小值。焊缝表面不应该有表面不规则或缩沟等缺陷，并且应当与所连接的表面平滑过渡。焊缝表面允许有内凹，但不得使所需要的焊缝厚度因为有内凹而有所减少。ASME B31.1规定：焊缝及热影响区表面不允许存在裂纹、深度大于1.0 mm的咬边或者咬边区域母材厚度小于设计要求的最小厚度，表面未融合，未焊透（只适用于能接近的表面），任何长度大于5.0 mm的线性缺陷指示，具有尺寸大于3/16 in.（5.0 mm）的圆形指示缩孔或者等于或多于4个分散的圆形指示，其边缘相隔间距在任何方向等于或小于1/16 in.（2.0 mm）。圆形指示为圆形或长度小于三倍的宽度的椭圆形指示。
比较而言：国标和美标仅就焊缝表面是否圆滑过渡、焊缝余高、焊缝错边量的要求，焊缝咬边要求、焊缝表面不允许存在的缺陷等进行了描述，而欧洲标准则囊括了生产制造过程所遇到的所有典型缺陷，并就要求进行了规定，对焊缝成型质量要求更加的详细、完善。
1.7 目视检测报告的规定
（1）NB/T 47013.7要求应按检测工艺规程的要求记录检测数据或信息，并按相关法规、标准和（或）合同要求保存所有记录，并对检测报告包括的内容进行了规定。
（2）EN 17637要求（所有锅炉受压部件）并不一定要保存检查的记录，但如合同等文件中有规定时，则必须保存检查记录，以显示在每个阶段所做的目测检查项目，并对检测报告包括的内容进行了规定。
（3）ASME B31.1及ASME BPVC-V没有规定必须对检查的记录进行保存，但对检测报告的内容进行了规定。
三者规定类似，且均未强制要求保存相应的目视检查记录。
2 焊缝无损检测方法对比分析
不同标准关于对接焊缝及管座角焊缝无损检测方法的规定如表1所示。
备注：EN 12952因未规定汽水分离器的探伤方法，本文将其作为汽包分析。
2.1 汽包、储水罐、汽水分离器、集箱等对接焊缝无损检测方法
（1）GB 16507中要求，对壁厚小于20 mm的焊接接头应当采用射线检测，壁厚大于等于20 mm时可采用超声波检测方法，超声波检测宜采用数字式可记录仪器，如果采用模拟式超声波检测仪，应当附加20%局部射线检测。
（2）EN 12952中规定汽包对接焊缝表面检测应采用磁粉检测方法，对于铁素体钢对接焊缝体积检测，应优先考虑超声检测，且EN 12952没有强制规定超声波检测为可记录超声波检测，但增加了对焊缝表面探伤的要求。
（3）ASME BPVC-Ⅰ、ASME BPVC-Ⅴ对超声波检测要求也均为可记录超声波检测。可记录超声波检测是指设备连接编码器，可详细记录焊缝水平和深度位置信息，形成数字检测图谱，实现动态回放。TOFD和相控阵检测属于可记录超声波检测，目前国内对TOFD和相控阵都有相关的验收标准，且已运用到国内制造的产品无损检测中，但ASME中仅规定了可记录超声波检测的操作方法，没有明确具体的验收标准。因此ASME标准中的体积型检测只有射线检测适用。
2.2 管子对接焊缝无损检测方法
（1）GB16507中对于连接管、管道对接焊缝超声波探伤要求与集箱对接焊缝超声波探伤要求一致，需采用可记录式超声波检测或采用模拟式超声波检测仪，附加20%局部射线检测。
（2）EN 12952中对于厂内的小口管对接焊缝规定的无损检测方法是RT或UT（异种钢为RT），且引用的RT无损检测标准为EN 1435，该标准为胶片射线检测标准，不包含X射线实时成像，且EN 12952对部分焊缝增加了表面无损检测的要求。
（3）ASME BPVC-Ⅰ、ASME BPVC-V中涉及的连接管和管道对超声波检测要求也均为可记录超声波检测。
2.3 汽包、汽水分离器、集箱、管道管座角焊缝无损检测方法
（1）GB 16507根据管外径大小提出了不同的探伤方法，未考虑是否焊透。
（2）EN 12952是根据壁厚及是否全焊透提出了不同的探伤方法，且汽包要求进行超声检测和磁粉检测，当管座外径0＜142 mm时，不要求进行体积检测。
（3）ASME BPVC-Ⅰ及ASME BPVC-V未对管座角焊缝的探伤进行规定。
3 小结
对比中国、美国及欧盟相关标准对锅炉焊接质量检测的要求，认为总体技术水平基本相当，但国外标准特别是欧盟标准的完整性及系统性更高，对外观检测相当重视，与其他无损探伤方法处在同样重要的地位，鉴于焊缝的外观成型与整体质量密切相关，这一点尤其值得借鉴。同时，欧盟检测标准对操作细则的规定较为详细，更加具有可操作性。
[1]GB/T 16507－2013，水管锅炉第5部分：制造[S].
[2]GB/T 16507－2013，水管锅炉第6部分：检验、试验和验收[S].
[3]NB/T 47013，承压设备无损检测第7部分：目视检测[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，四川内江人，本科，工程师，主要研究方向为质量检验。
