時間：2002- 11- 10 09:53:42
海安縣鍋爐壓力容器檢驗所謝山俊
眾所周知，在鍋爐、壓力容器、壓力管道製造和安裝過程中，焊接質
量非常重要。焊接部位最容易產生焊裂、未熔合、未焊透、咬邊、夾
雜物和晶界開裂等缺陷，這些缺陷又可能是裂紋源。因此，正確地做
好焊接缺陷等級評定工作不僅能保證產品質量，而且能保證產品的安
全經濟執行。但目前焊接缺陷等級評定情況卻不盡人意，存在著這樣
那樣的問題。觀念的陳舊，規範的嚴格，安全與經濟的矛盾，不利於
無損檢測工作的進一步開展。下面就焊接缺陷等級評定的幾個問題進
行討論：
一、缺陷等級評定中存在的問題
1 、規範標準不統一
焊接檢測標準尚未國際化，都是由國家、地區或部門制定，不同的標
准在缺陷定量及評定方法上都有差別，如焊縫超聲波探傷，有的標準
採用長橫孔進行靈敏度調節，有的標準則採用短橫孔或柱孔進行靈敏
度調節，不同的反射體反射當量均各有差異。在定量上，不同標準對
同一級別規定的允許缺陷數量亦不相同。造成這種現象，一方面是因
為標準的制定沒有建立在乙個統一的試驗和理論分析基礎上，另一方
面則是因為檢測技術上認識不統一造成的檢測方法不統一。焊接檢測
標準的不統一，不便於國際間的交流及產品質量的相互認可。
2 、標準的人為因素
焊接中產生的缺陷對材料的效能會發生很大影響，其影響程度隨著缺
陷的性質、大小、位置、厚度的不同而不同。有人作了研究，用相同
材料製成大小不同的具有相似外形輪廓的一對焊縫試樣，每一試樣含
有成比例尺寸的裂紋，進行斷裂韌性計算，結果大尺寸試樣產生破壞
的應力低於小尺寸試樣產生破壞所需要的應力。但現行標準對缺陷等
級評定並不能實際地反映這些特點，卻帶著明顯的人為因素。如射線
探傷對點狀缺陷等級評定，規定不同級別允許缺陷點數隨工件壁厚成
幾何級數變化，顯然這不是缺陷大小對產品危害程度的體現，而是工
作中記憶方便的數學規律，是人為加上去的。
3 、缺陷等級評定只注重大小、長度，不注重自身高度和深度
現行缺陷評定標準只記錄缺陷平面大小、長度，不注重自身高度和深
度，缺陷的返修也只依據大小和長度。常規射線探傷要記錄缺陷的三
維空間尺寸困難，有的超聲波探傷對深度也不作要求。實際上缺陷自
身高度和深度是影響工件效能的兩個重要指標，這兩個尺寸是缺陷安
全評定的關鍵尺寸。根據斷裂力學理論，埋藏裂紋的等效缺陷尺寸計
算公式為
=a（）2
公式表明評價裂紋危害程度的等效缺陷尺寸 , 主要取決於埋藏裂紋的半
高a 和裂紋形貌係數ω、ψ。缺陷深度不同對材料效能的影響也不
同。研究表明，當兩種裂紋尺寸相同時，表面裂紋試樣的斷裂強度約
為埋藏裂紋的60% 。因此，忽視缺陷的高度和深度，不便於對產品的
全面評價。另外，也容易放過自身高度尺寸大於規定長度尺寸的缺
陷，這實在是極不合理的現象。
4 、缺陷等級評定與材料的關係
大家知道，在進行焊縫檢測前我們需要掌握材質、坡口形式、壁厚等
原始資料，但目前掌握這些資料的主要目的是幫助我們制定正確的檢
測工藝，協助我們對缺陷進行分析（特別是定性），我們在了解材質
的同時，並沒有考慮缺陷對不同材質的不同影響，其實，各種材質抵
抗破壞的能力是不同的，在同樣應力狀態下，相同尺寸的裂紋在有些
材質中會開裂、擴充套件、造成危害；而在另一些材質中則不會開裂，不
會擴充套件，不會造成危害。但是，在焊接檢測標準中，對同一類材料不
同材質的產品，對缺陷的定級我們採用的是同一種標準。
5 、缺陷返修的嚴格性和焊接檢測的區域性性
目前，不論是國內還是國外，幾乎所有的規範、標準都允許採用區域性
檢測的方式對產品進行質量把關。日本對管線的探傷有100%和10% 兩
種。我國gb150 - 1998《鋼製壓力容器》規定容器探傷分為全部和局
部，區域性探傷按單條焊縫抽查，其長度應大於該焊縫長度的20% 。
sh33501 -1997《石油化工劇毒、可燃介質管道工程施工及驗收規範》
規定焊縫按管線等級分為100%探傷和5~40% 的抽查探傷。在gb150
和容規中還明確規定製造部門對未檢測部分的質量仍需負責。儘管這
些規範、標準都有相應探傷的規定，事實上，要保證未探傷部位無超
標缺陷是很難辦到的。焊接缺陷產生的原因是多方面的，有工藝的，
有現場條件的，也有人為的。某個部位無缺陷，並不能保證其他部位
也無缺陷，特別是管線焊縫，按單個焊口進行抽查，如果現場檢測人
員抽查時機不對，抽查範圍不夠，抽查部位不當或其他一些原因，可
能造成被探傷部位是***的部位，甚至出現未檢測部位存在的缺陷
比已返修的缺陷更為嚴重的現象。即使是全部探傷，由於探傷方法本
身的侷限，也可能漏檢某些缺陷。也就是說，「超標」缺陷的存在是
不可避免的。但製造質量控制標準對已檢出的缺陷處理就不一樣，只
要超過規定，就必須返修以至割除整道焊縫。這種返修的嚴格與缺陷
漏檢可能同時存在於標準的規定中，形成明顯反差。
二、原因分析
1 、受傳統思想的影響
以前的缺陷等級評定，由於科學發展的侷限，都採用置信度和安全裕
度較大的評定規範。不論缺陷的位置和被檢產品的材質，一律按最嚴
格的要求處理，以確保安全。近年來，儘管人們對缺陷在不同情況下
的危害程度有了比較全面的認識，但由於構件本身要求提高了，製造
難度加大，使用條件苛刻，人們出於保險起見就難於越過「越嚴越
好」的傳統觀念。
2 、焊接檢測標準存在著重工藝、輕評定的傾向
近年來，無損檢測學術研究十分活躍，但人們熱衷於提高檢測水平、
更新裝置、完善手段、提高檢測靈敏度。對缺陷等級評定的研究卻十
分冷淡。統計一下近幾年來無損檢測刊物及各種研討會的研究**可
以發現，研究缺陷評定的文章還不到1 ％。焊接檢測標準的更新主要是
工藝要求的變動，缺陷等級評定卻始終如一或變動不大，缺陷等級評
定發展的程序落後於工藝發展的程序。
3 、在焊接檢測標準執行中忽視經濟效益
焊接檢測是一種質量控制手段，所以人們更多地注重它的監督職能，
考慮安全因素，而忽視經濟效益。通過前面的分析可知，焊接缺陷等
級評定標準有待進一步修改。
三、用斷裂力學理論，提高缺陷等級評定的科學化程度
缺陷等級評定要科學化，就得有科學的理論作先導，斷裂力學肩負了
這一重任。斷裂力學是將缺陷尺寸、應力水平以及材料抵抗破壞的能
力三者聯絡起來，進行綜合研究材料和構件被破壞的一門新學科。近
年來，國外把斷裂力學的研究成果應用於工程實際，取得了可喜的應
用成果。我國也以斷裂力學為基礎，以「合於使用」為原則，制定了
《壓力容器缺陷評定》規範，對含「超標」缺陷的在役壓力容器進行
了綜合性評定，在保證安全的前提下，保留含有「超標」缺陷的壓力
容器的使用，取得了顯著的經濟效益。
〔注：作者對超標缺陷處理撰寫**《關於容器未焊透缺陷及其安全
等級評定》在《中國鍋爐壓力容器安全》雜誌2023年第二期上發表〕
斷裂力學的應用也是基礎理論在實際工作中的應用，斷裂力學理論為
焊接缺陷等級評定指明了光輝的前景。在實際應用中，我們可根據工
件的材質、厚度、使用條件、探傷目的以及缺陷狀況分門別類，對典
型缺陷進行斷裂評定計算，積累資料，進行科學分析，總結一般規
律，制定接近實際的科學的缺陷等級評定標準。〔注：作者運用斷裂
力學理論撰寫**《在用壓力容器焊接缺陷的檢修與評定》在2023年
第七屆亞太地區無損檢測會議上進行了學術交流〕
結束語焊接缺陷等級評定標準是質量控制的關鍵，評定標準不科學就談不上
質量控制的科學。
焊接檢測應根據其檢驗職能既考慮檢驗的有效性又考慮檢驗的經濟性
來確定缺陷等級評定標準。
斷裂力學理論為焊接缺陷評定注入了新的生機，應加快斷裂力學應用
的研究，盡快將斷裂力學理論應用於規範和標準的制定中，改變焊接
缺陷等級評定中的不適當的部分內容。
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