在船舶、压力容器、压力管道等设备设施制造和安装过程中,焊接质量非常重要。焊接部位最容易产生焊裂、未熔合、未焊透、咬边、夹杂物和晶界开裂等缺陷,这些缺陷又可能是裂纹源。因此,正确地做好焊接缺陷等级评定工作不仅能保证产品质量,而且能保证产品的安全运行。但目前焊接缺陷等级评定情况却不是很友善,焊接工艺中缺陷的名称与无损探伤中缺陷也没有统一,不利于无损检测工作开展。
焊接检测标准太多,不同的标准在缺陷定量及评定方法上都有差别,如焊缝超声波探伤,有的标准采用长横孔进行灵敏度调节,有的标准采用短横孔或柱孔进行灵敏度调节,不同的反射体反射当量均个有差异。在定量上,不同标准对同一级别规定的允许缺陷数量也不相同。造成这种现象,一方面是因为标准的制定没有建立在一个统一的试验和理论分析基础上,另一方面则是因为检测技术上认识不统一造成的检测方法不统一。焊接检测标准的不统一,使得验收工作带来不便,也不便于产品质量的相互认可,这一矛盾在船舶建造中与船东、船检报验方面特别突出。
焊接上产生的缺陷对材料的性能会发生很大影响,其影响程度随着缺陷的性质、大小、位置、厚度的不同而不同。有人作了研究,用相同材料制成大小不同的具有相似外形轮廓的一对焊缝试样,每一试样含有成比例尺寸的裂纹,进行断裂韧行计算,结果大尺寸试样产生破坏的应力低于小尺寸试样产生破坏所需要的应力。但现行标准对缺陷等级评定并不能实际地反映这些特点,却带着明显的人为因素。如射线探伤对点状缺陷等级评定,规定不同级别允许缺陷点数随工件壁厚成几何级数变化,显然这不是缺陷大小对产品危害程度的体现,而是工作中记忆方便的数字规律,是人为加上去的。
缺陷等级评定只注重大小、长度,不注重自身高度和深度
现行缺陷评定标准只记录缺陷平面大小、长度,不注重自身高度和深度,缺陷的返修也只依据大小和长度。常规射线探伤要记录缺陷的三维空间尺寸困难,有的超声波探伤对深度也不作要求。实际上缺陷自身高度和深度是影响工件性能的两个重要指标,这两个尺寸是缺陷安全评定的关键尺寸。根据断裂力学理论,埋藏裂纹的等效缺陷尺寸,主要取决于埋藏裂纹的半高a和裂纹形貌系数Ω、Ψ。缺陷深藏不同对材料性能的影响也不同。研究表明,当两种裂纹尺寸相同时,表面裂纹试样的断裂强度约为埋藏裂纹的60%。因此,忽视缺陷的高度和深度,不便于对产品的全面评价。另外,也容易放过自身高度尺寸大于规定长度尺寸的缺陷,这实在是极不合理的现象。