[发明专利]焊缝内危害性缺陷的安全性分级方法

说明书

本发明公开了一种焊缝内危害性缺陷的安全性分级方法，首先获取焊缝缺陷在不同的应力水平下的应力强度因子K，并通过试验测量或者查阅手册资料获得焊缝的断裂韧性Kc；然后计算安全系数及临界扩展尺寸，获取对应应力下的缺陷尺寸并绘制标准曲线，最后获取焊缝裂纹安全系数，对焊缝缺陷进行分级处理。本发明发展了一种准确且有效的焊接缺陷评定方法，突破了不允许裂纹、未熔合等危害性缺陷的界限，对于缺陷的处理具有明确的指导意义。

技术领域

本发明涉及一种检测分析技术，尤其涉及焊缝中危害性缺陷的安全性评价 及处理意见指导。

背景技术

随着经济发展，对设备的安全稳定运行的要求也日益提高。锅炉、压力容 器以及管道等设备都有大量的焊缝，这些焊缝质量直接影响到设备能否安全稳 定的运行。

通常要对这些焊缝进行无损检测例如超声波检测。超声检测发现缺陷后， 根据缺陷指示长度和反射波幅所在的区域进行评级。但有些裂纹因为声束指向 性不好其波幅较低而认为焊缝合格，有些缺陷虽然很小但其反射面好导致波幅 很高而被要求返修等，因此基于缺陷波幅的焊缝质量分级准确性相对差。承压 设备无损检测规程规定：裂纹、未熔合等缺陷是不允许的。然而，有些裂纹的 存在并不影响设备的使用，实际中也发现这些裂纹在设备运行中并不扩展，因 此对于这种不扩展的裂纹没有必要进行处理。故此，发展一种准确且有效的焊 接缺陷评定方法具有十分重要的实际意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种焊缝内危害性 缺陷的安全性分级方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

焊缝内危害性缺陷的安全性分级方法，用于裂纹类缺陷的安全性评估，该 方法包含如下步骤：

A、针对工件的受力状况，确定其焊缝内裂纹的扩展形式，裂纹扩展形式分

为张开型即Ⅰ型、滑移型即Ⅱ型、剪切型即Ⅲ型；

B、获取焊缝缺陷在不同的应力水平下的应力强度因子K_X：通过试验获取焊 缝缺陷的应力强度因子K_X；或采用有限元分析软件根据焊缝、缺陷各自的几何 特性及空间关系建立数学模型，施加对应的应力进行有限元分析，获取应力强 度因子K_X；

C、通过资料检索或试验求得该焊缝的断裂韧性K_Xc；

D、安全系数及临界扩展尺寸的获取：安全系数n＝K_Xc/K_X；在确定的应力下， 使得K_X＝K_Xc的裂纹尺寸为裂纹的临界扩展尺寸，求取不同应力值下的临界扩展尺 寸；

E、依据实际工程工况及应用需要，设定不同的安全系数n，获取对应应力 下的缺陷尺寸；

F、标准曲线的绘制：基于步骤C、D的数据绘制“应力-缺陷尺寸曲线图” 或其逆曲线图：“缺陷尺寸-应力曲线图”，作为含裂纹等危害性缺陷的分级曲 线，则同一副质量评级图中的曲线对应不同安全系数；

G、焊缝裂纹安全系数的获取：对于无损检测中发现的裂纹等危害性裂纹缺 陷，根据设备运行中所承受的压力及测得的缺陷长度，与步骤E获取的具有不 同安全系数的曲线进行尺寸对比，确定出裂纹缺陷的安全系数；

H、安全处理：对于步骤F获得的安全系数值，对于安全系数大于1的缺陷， 不予处理；对于安全系数小于1的缺陷，及时修复处理。

作为本发明的一种优选技术方案，使用坐标轴为应力及缺陷尺寸。

作为本发明的一种优选技术方案，分级曲线由在不同的安全系数下的应力 及对应的缺陷尺寸所构成。