王 濱
(上海材料研究所,上海 200437)
在國(guó)內(nèi)外,幾乎各個(gè)領(lǐng)域都應(yīng)用焊接技術(shù)制造各種重要結(jié)構(gòu)件,如鍋爐、壓力容器、壓力管道和各種鋼結(jié)構(gòu)等。有資料表明,通過焊接加工的鋼材占世界鋼材產(chǎn)量的50%以上,而超聲檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)焊接接頭缺陷并為焊接接頭質(zhì)量評(píng)價(jià)提供重要數(shù)據(jù)的主要無損檢測(cè)方法之一。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,焊縫超聲檢測(cè)技術(shù)從20世紀(jì)60年代開始得到廣泛應(yīng)用,與此同時(shí),各國(guó)也開始制訂了相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。筆者對(duì)國(guó)內(nèi)外焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程進(jìn)行了回顧,并對(duì)超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)最新進(jìn)展進(jìn)行了介紹。
英國(guó)是最早開始制訂焊縫檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家之一,1965年就發(fā)布了3個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):BS 3923-1:1965《管材熔化焊接接頭手工超聲檢測(cè)方法》,BS 3923-2:1965《焊縫自動(dòng)化超聲檢測(cè)方法》和BS 3923-3:1965《管座角焊縫手工超聲檢測(cè)方法》。其中BS 3923-1分別在1968年和1978年進(jìn)行了兩次修訂,BS 3923-3在1972年進(jìn)行了一次修訂。1986年,英國(guó)發(fā)布了BS 3923-1:1986《鐵素體鋼熔化焊縫手工超聲檢測(cè)方 法》,取代了BS 3923-1:1978 和BS 3923-3:1972。
德國(guó)也于1982年發(fā)布了其第一個(gè)焊縫超聲檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN 54125:1982《焊接接頭的超聲波無損檢測(cè)》,其經(jīng)歷了1987年和1989年兩次修訂,并形成了DIN 54125:1989《焊接接頭的手工超聲波無損檢測(cè)》。
美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)等也在差不多的時(shí)間內(nèi)發(fā)布了第一批焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),如表1所示。
1997年,歐盟在標(biāo)準(zhǔn)DIN 54125:1989 和BS 3923-1:1986的基礎(chǔ)上頒布了標(biāo)準(zhǔn)EN 1714:1997《焊縫無損檢測(cè) 焊接接頭的超聲波檢測(cè)》,同時(shí)為解決焊縫超聲波檢測(cè)的驗(yàn)收問題,還頒布了標(biāo)準(zhǔn)EN 1712:1997《焊縫無損檢測(cè) 焊接接頭超聲波檢測(cè) 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》,1998年,又頒布了標(biāo)準(zhǔn)EN 1713:1998《焊縫無損檢測(cè) 超聲波檢測(cè) 焊縫中顯示特征》,該三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別在2002年和2003年發(fā)布了2次修改單,最終形成了標(biāo) 準(zhǔn)EN 1712:1997/A2:2003,標(biāo) 準(zhǔn)EN 1713:1998/A2:2003和標(biāo)準(zhǔn)EN 1714:1997/A2:2003。
表1 各國(guó)第一批焊縫超聲標(biāo)準(zhǔn)
2005年,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)發(fā)布了第一個(gè)焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):ISO 17640:2005《焊縫無損檢測(cè)焊接接頭的超聲波檢測(cè)》,該標(biāo)準(zhǔn)參考了標(biāo)準(zhǔn)EN 1714:1997/A2:2003,同時(shí)引入了標(biāo)準(zhǔn)EN 1712和EN 1713的一些要求。2007年,ISO 又在參考標(biāo)準(zhǔn)EN 1713:1998/A2:2003的基礎(chǔ)上發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)ISO 23279:2007《焊縫無損檢測(cè) 超聲波檢測(cè) 焊縫中顯示特征》。
2010年,按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)兩者間的技術(shù)合作協(xié)議(ISO/CEN 維也納協(xié)議),歐洲焊接標(biāo)委會(huì)焊縫檢驗(yàn)分委會(huì)(CEN/TC 121/SC 5)和ISO 焊接標(biāo)委會(huì)焊縫試驗(yàn)與檢驗(yàn)分委會(huì)(ISO/TC 44/SC 5)共同編制了以下系列的焊縫超聲檢測(cè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
ISO 11666:2010《焊縫無損檢測(cè) 焊接接頭超聲波檢測(cè) 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》;
ISO 23279:2010《焊縫無損檢測(cè) 超聲波檢測(cè) 焊縫中顯示特征》;
ISO 17640:2010《焊縫無損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》。
根據(jù)(ISO/CEN 維也納協(xié)議),由ISO 或CEN共同承擔(dān)的標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目,交由兩機(jī)構(gòu)進(jìn)行平行審批,標(biāo)準(zhǔn)草案通過后,即作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)發(fā)布實(shí)施,歐洲標(biāo)準(zhǔn)表示方法為在ISO 標(biāo)準(zhǔn)前加前綴EN,如:EN ISO 11666:2010《焊縫無損檢測(cè)焊接接頭超聲波檢測(cè) 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》,EN ISO 23279:2010《焊縫無損檢測(cè) 超聲波檢測(cè) 焊縫中顯示特征》和EN ISO 17640:2010《焊縫無損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 技術(shù)檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》。
20世紀(jì)70~80年代,中國(guó)就從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開始建立自己的焊縫超聲檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)體系(見表2),其中JB 1152是中國(guó)壓力容器行業(yè)最常用的焊縫檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之一,該標(biāo)準(zhǔn)1994年被JB 4730-1994《壓力容器無損檢測(cè)(第三篇 超聲檢測(cè))》替代,2005年又被JB/T 4730.3-2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第3部分 超聲檢測(cè)》(非等效采用ASME 第Ⅴ卷NEQ)替代。
表2 中國(guó)早期的焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
1989年,全國(guó)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織哈爾濱焊接研究所等單位制訂了中國(guó)第一個(gè)焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 11345-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》。該標(biāo)準(zhǔn)自1990年1月1日實(shí)施以來,在鋼結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,對(duì)保證鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的焊接質(zhì)量發(fā)揮了重要的作用,但進(jìn)入21世紀(jì)以后,國(guó)際上ISO 等都發(fā)布了新的焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),而GB/T 11345-1989有20多年未修訂,已不能適應(yīng)焊縫檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展以及焊接質(zhì)量評(píng)價(jià)的要求。
2008年,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)標(biāo)委辦綜合[2008]199號(hào)文,中國(guó)第一個(gè)負(fù)責(zé)全國(guó)焊縫檢測(cè),包括破壞性檢測(cè)和無損檢測(cè)等專業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作的技術(shù)組織:全國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)焊接試驗(yàn)和檢驗(yàn)分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC55/SC3)正式成立,在2008年11月召開的全國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)焊接試驗(yàn)和檢驗(yàn)分技術(shù)委員會(huì)成立大會(huì)上,來自全國(guó)各地17個(gè)單位20名代表在討論工作計(jì)劃時(shí)就提議盡快啟動(dòng)GB/T 11345-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的修訂工作,但與會(huì)代表對(duì)標(biāo)準(zhǔn)修訂路線產(chǎn)生了三種意見:第一種意見為采用相應(yīng)的ISO 標(biāo)準(zhǔn)修訂,第二種意見為采用美國(guó)ASME標(biāo)準(zhǔn)修訂,第三種意見為根據(jù)中國(guó)國(guó)情自行修訂。為此,標(biāo)委會(huì)秘書處多次召開會(huì)議,討論審議GB/T 11345的修訂工作。
經(jīng)過近5年的努力,2013年9月國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了新的三個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):GB/T 11345-2013《焊縫無損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》,GB/T 29711-2013《焊縫無損檢測(cè) 超聲檢測(cè)焊縫中的顯示特征》和GB/T 29712-2013《焊縫無損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 驗(yàn)收等級(jí)》(見表3)。
表3 超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11345-1989的修訂歷程
國(guó)際上負(fù)責(zé)焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)組織主要有:歐洲焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)焊縫檢驗(yàn)分技術(shù)委員會(huì)超聲工作組(CEN/TC 121/SC 5/WG2),國(guó)際焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)焊縫檢驗(yàn)分技術(shù)委員會(huì)超聲工作組(ISO/TC 44/SC 5/WG 2),ASTM無損檢測(cè)技術(shù)委員會(huì)超聲方法分技術(shù)委員會(huì)(E07.06)。除了傳統(tǒng)的焊縫超聲檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外,近年來,隨著相控陣技術(shù)和衍射時(shí)差技術(shù)在焊縫無損檢測(cè)中的應(yīng)用,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也得到了發(fā)展(見表4)。2014年3月,ISO 組織又批準(zhǔn)了一個(gè)焊縫超聲檢測(cè)新項(xiàng)目:ISO/NP 19285《焊縫超聲檢測(cè) 相控陣技術(shù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》。
中國(guó)目前的焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要還停留在傳統(tǒng)方法上(見表5),2010年國(guó)家能源局發(fā)布的NB/T 47013.10-2010(JB/T 4730.10)《承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第10部分:衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)》是新技術(shù)在焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)上的首次應(yīng)用,2015年4月,國(guó)家能源局又發(fā)布了2 個(gè)修訂標(biāo)準(zhǔn):NB/T 47013.3-2015《承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第3部分:超聲檢測(cè)》(替代JB/T 4730.3-2005)。NB/T 47013.10-2015承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第10部分:衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)[代替NB/T 47013.10-2010(JB/T 4730.10)],這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將于2015年9 月1 日 起實(shí)施。
為了使中國(guó)的焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)盡快與國(guó)際接軌,全國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)焊接試驗(yàn)和檢驗(yàn)分技術(shù)委員會(huì)已擬定了工作計(jì)劃,依據(jù)ISO 標(biāo)準(zhǔn)制定中國(guó)的相應(yīng)的焊縫檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(見表6),使中國(guó)的焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)系列化。
為了使中國(guó)的焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)盡快與國(guó)際接軌,全國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)焊接試驗(yàn)和檢驗(yàn)分技術(shù)委員會(huì)已擬定了工作計(jì)劃,依據(jù)ISO 標(biāo)準(zhǔn)制定中國(guó)的相應(yīng)的焊縫檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(見表6),使中國(guó)的焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)系列化。
表4 國(guó)外現(xiàn)行有效的焊縫超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
表5 目前現(xiàn)行有效的焊縫超聲檢測(cè)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
表6 擬制定的焊縫超聲檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)