CN101576547B - 检验不锈钢焊接管焊缝质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检验不锈钢焊接管焊缝质量的方法及其装置，按照ASTM A249/A249M标准的S7条款从每批不锈钢焊接管取一个试样放在沸腾的盐酸溶液中进行焊缝腐蚀试验，以焊缝或焊缝旁的热影响区的腐蚀减薄量与母材的腐蚀减薄量之比表征焊缝质量，并且以较大的焊缝腐蚀比为准。本发明对ASTM A249/A249M标准的S7条款提供的检验方法和装置进行了改进，使检测更加高效、简便和误差小。
Description
技术领域
本发明涉及一种检验不锈钢焊接管焊缝质量的装置及方法。
背景技术
不锈钢焊接管在电力、化工、冶金等许多领域得到了越来越广泛的应用。与不锈钢无缝管相比，不锈钢焊接管具有尺寸精度高，生产速度快，表面质量好，价格便宜等优点。但不锈钢焊接管如果焊接质量控制不好，焊缝及其附近热影响区会比母材更容易腐蚀，因此焊缝及其附近热影响区往往是不锈钢焊接管的薄弱环节。正确、快速、方便地检验不锈钢焊接管焊缝的质量非常重要。现有的检验不锈钢焊接管焊缝质量的方法主要有：
一.无损探伤法
无损探伤法有涡流法(电磁法的一种)、超声波法、X射线法等等，这些方法能快速检测焊缝的宏观缺陷，如未焊透，咬边等等。但是通常无法检验不锈钢焊缝及其附近热影响区耐蚀性能是否下降。
二.焊缝腐蚀比检测法
该方法公开在“ASTM A249/A249M锅炉、过热器、换热器及冷凝器用奥氏体钢焊接管”标准的S7条款(Weld Decay Test)上，该方法的主要步骤和要点是：
1.从每批钢管取一个试样放在试剂级盐酸和水各50％的混合后的沸腾的盐酸溶液中进行焊缝腐蚀试验。
2.自生产的不锈钢管上取长约2英寸的试样，对小直径管(≤1/2英寸)可用1英寸长的试样。将试样纵向切开，以便于用量具测量。钢管最好是在焊缝两侧90度处纵向切开。试样可以是1片也可以是2片，1片的试样应同时含有焊缝和母材，焊缝和母材的夹角≥90°。2片的试样中有一片含有焊缝，另一片取自焊缝相对一侧的100％的母材，大小相似。采用轻轻打磨的方法去除全部毛刺和锐边，并用肥皂和水或其他合适溶剂清洗掉灰尘和油脂。然后，将试样放在烧瓶内。不推荐将四个以上的试样放在一起试验，或者将不同牌号的试样混放在一起试验。
3.试验用容器是一个装有磨砂玻璃接头和阿林冷凝器(Ahlincondenser，国内也叫球型冷凝管)的1升伊氏烧瓶(Erlenmeyer flask，国内也叫三角烧瓶)，盐酸溶液容积约为700毫升。
4.在一个试样的焊缝区长度内的五个位置上和在母材金属试样长度内的五个位置上测量钢管的壁厚。在这两种情况下，沿着试样长度每隔大致相等距离测量一次，测量采用一个精确度至少达到0.001英寸的具有尖点的量具。该量具必须适合试样试验后的形貌特征。典型的量具是带有尖点r＜0.015英寸的锥形测量头。
5.将试样浸没在盐酸溶液内。加入沸化切屑，使溶液沸腾。试验时间以使原来母材金属厚度减薄40-60％所需的时间(通常是2小时或不到2小时)为准。如果试样母材的厚度仍然超过60％，可在24小时以后将试样取出。含镍≥19.0％或含钼≥4.00％或两者兼具的不锈钢钢钢管不适合做此焊缝腐蚀试验。
6.试验结束时，将试样从溶液中取出，用蒸馏水清洗，然后进行干燥。
7.经试验溶液浸蚀之后，重复第4条所述的管壁厚度测量，如果在焊缝宽度上焊缝减薄量不同，可以测量两组焊缝金属厚度。沿着焊缝中心线是一组，焊缝最薄处是另一组。
8.按下式计算焊缝两个截面的腐蚀比R：
R＝(W0-W)/(B0-B)
式中：W0＝试验前焊缝金属平均厚度
W＝试验后焊缝金属平均厚度
B0＝试验前母材金属平均厚度
B＝试验后母材金属平均厚度
9.焊缝最大减薄截面处的腐蚀比R≤1.25为合格。但是其他数值的腐蚀比，如≤1.00，可以由生产厂与需方协商规定。
该方法直接表征了不锈钢管焊缝比母材的耐蚀能力是否下降了和下降 的幅度，是检验焊缝质量的好方法，但该方法及其试验装置有如下缺点：
一、由于试验过程中，试验溶液会变成不透明的颜色，看不出试样厚度还剩多少，对薄壁管，稍不留神，焊缝厚度就减薄为0，试验失败，重新再做。因此，在试验过程中，常常需要取出试样，看试样厚度还剩多少，确定试样腐蚀是否终了。如果没有终了，还需将试样放入试验装置继续腐蚀，直至达到规定的腐蚀厚度。但1升伊氏烧瓶的口较小，特别是上面又装有阿林冷凝器，阿林冷凝器必须接上进出冷却水管，因此试样放入试验容器和从试验容器中取出比较困难，特别是试样的中途取出非常困难。
二、该方法规定“试验前在一个试样的焊缝区长度内每隔大致相等距离的五个位置上和在母体金属试样长度内每隔大致相等距离的五个位置上测量钢管的壁厚；试验后再测量上述位置的管壁厚度，如果在焊缝宽度上焊缝减薄量不同，可以测量两组焊缝金属厚度。沿着焊缝中心线是一组，焊缝最薄处是另一组”。此规定在测量位置上不确定性较大，一是在焊缝长度方向上不确定性较大，因为长度方向上要确定五个位置，仅每隔大致相等距离还不够，还要确定第一点位置；二是在焊缝宽度方向上不确定性较大，因为试验前不知道焊缝减薄量最大处或试验后焊缝最薄处在什么地方，规定也没说明焊缝减薄量最大处或试验后焊缝最薄处在什么地方出现的概率较大。而大量的试验研究证明，腐蚀减薄量最大的地方较多在焊缝边线处，焊缝中心线处也不少，其它地方则很少。因此，不知道这一点，则经常试验失败，需要重新试验。
三、该方法没有规定要在试样上做出不易灭失的标记，以确定试样在测量厚度时的方位，减少试验前后测量位置的不重合性。试验前后测量位置的不重合性越大，则试验结果的误差也越大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是对检验不锈钢焊接管焊缝质量的ASTMA249/A249M标准的S7条款提供的检验方法和装置进行改进，提供一种高效、简便和误差较小的检验焊缝腐蚀比的方法和装置来检验不锈钢焊接管的焊 缝质量。
本发明的技术方案：一种检验不锈钢焊接管焊缝质量的方法，按照ASTMA249/A249M标准的S7条款从每批不锈钢焊接管取一个试样放在沸腾的盐酸溶液中进行焊缝腐蚀试验，以焊缝或焊缝旁的热影响区的腐蚀减薄量与母材的腐蚀减薄量之比表征焊缝质量，并且以较大的焊缝腐蚀比为准，包括下列步骤：
A、自每批不锈钢焊接管随机取一根管子，在此管上取长约2英寸的试样，对小直径管则取长约1英寸的试样，试样除了按ASTM A249/A249M标准的S7条款制作外，进一步在试样上做出明显的不易灭失的便于指示出试样测点方位的标记，该标记可以这样做出：
将试样的一个角倒成边长≥2mm的大斜角，或者圆弧半径≥2mm的大圆角，其余的角的倒角则应明显较小，倒角边长≤1mm，或者圆弧半径≤1mm，或者不倒角，将大斜角或者大圆角作为标记；或者在试样长度方向两端的任意一条边上做出1道或几道豁口，豁口道数≤10，豁口深度0.5～5mm，豁口宽度0.3～5mm，将豁口作为标记；放在一起试验的试样标记应该是不同的；采用轻轻打磨的方法去除全部毛刺和锐边，并去掉灰尘和磨屑；
B、在焊缝中心线、一条焊缝边线和母材处均沿试样长度方向上各取5个测点，如果焊缝边线处厚度变化不连续，即厚度在焊缝边线两侧有突变，则焊缝边线处的测点取在焊缝边线较薄的一侧，这些测点在长度方向的位置这样确定：
将试样凹面朝上，试样标记朝左(或者试样凹面朝下，标记朝右)，试验前与试验后测量厚度时保持方向和测点位置的一致，将试样在长度方向上大致6等分，5个测点在长度方向的位置分别大致在中间的5个等分点上；
母材选试样上距焊缝边线向焊缝外同时≥5mm和5×(焊缝宽度+焊缝厚度)的区域，此距离长度是弧长，焊缝边线与上述母材之间的区域看作热影响区，焊缝边线有2条，可以任选一条焊缝边线，但试验前后要在同一焊缝边线相同位置测量厚度，如果2条焊缝边线厚度有显著差异，则选较薄的一条焊缝边线；
用符合ASTM A249/A249M中S7条款的量具测量这些测点的厚度，厚度 数据的有效数字至0.001mm，记录或记住各测点的方位；
将试样清洗干净，然后将试样放入试验装置的“容器”内；
C、按照ASTM A249/A249M标准的S7条款配制盐酸溶液；
D、试验装置是一个冷凝回流装置；
E、将约为600～800毫升的上述盐酸溶液和试样放入冷凝回流装置的容器中，浸没试样，再放入1～2粒干净的沸石或类似物，防止溶液爆沸，加热盐酸溶液使其微沸腾，试验时间以使原来母材金属厚度减薄40-60％所需的时间为准；
F、母材金属厚度减薄到40-60％时，将试样从溶液中取出，如果试样母材的厚度在24小时以后仍然超过60％，可将试样取出，用蒸馏水清洗试样，然后进行干燥；
G、重复步骤B所述的各测点的管壁厚度测量，并使各测点的位置与试验前各测点的位置基本一致；
H、按下式计算焊缝中心线和焊缝边线与母材的腐蚀比R1和R2
R1＝(W10-W1)/(B0-B) (1)
R2＝(W20-W2)/(B0-B) (2)
式中：W10＝试验前试样焊缝中心线5个测点的平均厚度
W1＝试验后试样焊缝中心线5个测点的平均厚度
W20＝试验前试样焊缝边线5个测点的平均厚度
W2＝试验后试样焊缝边线5个测点的平均厚度
B0＝试验前母材5个测点的平均厚度
B＝试验后母材5个测点的平均厚度
如果腐蚀后最薄处不是明显在焊缝其它地方或者热影响区，则取R1和R2中最大的一个值作为此试样的焊缝腐蚀比R，取该试样的焊缝腐蚀比R作为该批不锈钢管的焊缝腐蚀比R，本发明所述平均厚度均为算术平均值；
如果腐蚀后最薄处明显在焊缝其它地方或者热影响区，则记录最薄处的位置，重新试验：在同一根不锈钢管上再取一个试样，并且假定该试样试验后的最薄处位置与原试样一样，除了焊缝中心线、一条焊缝边线和母材仍然按照步骤B在试验前后各取5个测点进行厚度测量外，再在试验前后 在过假定的最薄处沿该试样的长度方向上再加测5个测点测量厚度，这5个测点在长度方向的位置仍然按照步骤B确定，除了按公式(1)和(2)计算出该试样的R1和R2外，再按下式计算R3
R3＝(W30-W3)/(B0-B) (3)
式中：W30＝试验前过假定的“最薄处”的该试样的长度方向上5个测点的平均厚度
W3＝试验后过假定的“最薄处”的该试样的长度方向上5个测点的平均厚度
B0＝试验前该试样母材5个测点的平均厚度
B＝试验后该试样母材5个测点的平均厚度
取R1、R2和R3中最大的一个值作为该试样的焊缝腐蚀比R。取2个试样中的最大的一个R值作为该批不锈钢管的的焊缝腐蚀比R，最大的R≤1.25为合格。
一种检验不锈钢焊接管焊缝质量的装置，所述装置为一个冷凝回流装置，由一个可以加热的容器和一个冷凝器组成，其特征是：冷凝器盖在容器的口上，所述容器3的口是圆形，容器口的内径≥50mm，容器的最大内径与口内径之比≤1.4，所述冷凝器是一个能盛装冷却水的敞口容器1，该敞口容器能盖严容器口面积的90％～99.99％，该敞口容器的最大直径大于容器口的内径，该敞口容器没有进出水管，敞口容器的最低点在容器口平面内的下方。
所述检验不锈钢焊接管焊缝质量的装置中的可以加热的容器3是杯口为圆形，杯口内径为70～130mm的烧杯。
所述检验不锈钢焊接管焊缝质量的装置中的能盛装冷却水的敞口容器1为蒸发皿或表面皿。
发明的有益效果：
1.本发明的试验装置结构简单，使用方便，固体试样从装置中取出、放入很容易，冷凝回流效率又与ASTM A249/A249M标准中的冷凝回流装置基本相同，分别为99.7％和99.8％。另外本冷凝回流装置的制作和装拆也更容易，而且大大节约了冷却水，冷却水用量约为原来的千分之一。
2.本发明通过大量的试验研究发现腐蚀减薄量最大的地方较多在焊缝边线处，焊缝中心线处也不少，其它地方则很少，因此规定一开始就测量焊缝边线和焊缝中心线处的厚度，大大减少了试验失败的概率。
3.本发明规定了要在试样上做出不易灭失的标记，便于记录或记住试样在测量厚度时的方位，减少了试验前后测量位置的不重合性，提高了准确性。
附图说明
图1为所述冷凝回流装置示意图；
图2A为所述冷凝回流装置中可以加热的容器主视图；
图2B为所述冷凝回流装置中可以加热的容器俯视图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细描述，本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
1.按照ASTM A249/A249M标准的S7条款从每批不锈钢焊接管取一个试样放在沸腾的盐酸溶液中进行焊缝腐蚀试验。以焊缝或焊缝旁的热影响区的腐蚀减薄量与母材的腐蚀减薄量之比(即焊缝腐蚀比)表征焊缝质量，并且以较大的焊缝腐蚀比为准。
2.自每批不锈钢焊接管随机取一根管子，在此管上取长约2英寸的试样，对小直径管(≤1/2英寸)可用1英寸长的试样。试样除了按ASTMA249/A249M标准的S7条款制作外，还在试样上用去除少量试样金属的方法做出明显的不易灭失的便于指示出试样测点方位的标记，该标记可以这样做出：
1)将试样的一个角倒成边长≥2mm的大斜角，或者圆弧半径≥2mm的大圆角，其余的角的倒角则应明显较小(倒角边长≤1mm，或者圆弧半径≤1mm)，或者不倒角，将大斜角或者大圆角作为标记。
2)或者在试样长度方向两端的任意一条边(圆弧形的边)上做出1道 或几道豁口，豁口道数≤10，豁口深度0.5～5mm，豁口宽度0.3～5mm，将豁口作为标记。
3)放在一起试验的试样标记不同。如一个试样是大斜角，第二个试样是大圆角，第3个试样是1道豁口，第4个试样是2道豁口；或者第1个试样是1道豁口，第2个试样是2道豁口，第3个试样是3道豁口；或者类似的不同组合。
采用轻轻打磨的方法去除全部毛刺和锐边，并去掉灰尘和磨屑。
3.在焊缝中心线、一条焊缝边线和母材处均沿试样长度方向上各取5个测点。如果焊缝边线处厚度变化不连续，即厚度在焊缝边线两侧有突变，则焊缝边线处的测点取在焊缝边线较薄的一侧(通常在焊缝边线上靠热影响区一侧)。这些测点在长度方向的位置这样确定：将试样凹面朝上，按照本技术方案第2条做的试样标记朝左(试样凹面也可以朝下，标记也可以朝右或者其它方向，只要试验前与试验后测量厚度时能保持方向和测点位置一致就行)，将试样在长度方向上大致6等分，5个测点在长度方向的位置分别大致在中间的5个等分点上，即如果试样长50mm，则第1个测点距左端约8.3mm，第2个测点距左端约16.7mm，第3个测点距左端约25mm，第4个测点距右端约16.7mm，第5个测点距右端约8.3mm。母材是试样上的这样的区域：距焊缝边线向焊缝外同时≥5mm和5×(焊缝宽度+焊缝厚度)的区域，此距离长度是弧长。焊缝边线与上述母材之间的区域看作热影响区。焊缝边线有2条，绝大多数情况，2条焊缝边线无显著差异，可以任选一条焊缝边线，但试验前后要在同一焊缝边线相同位置测量厚度。如果2条焊缝边线厚度有显著差异，则选较薄的一条焊缝边线。
用符合ASTM A249/A249M中S7条款的量具测量这些测点的厚度，这样的量具可以是尖头千分尺。厚度数据的有效数字至0.001mm。记录或记住各测点的方位。
用肥皂和水或其他合适洗涤剂将试样清洗干净。然后，将试样放入试验装置的“容器”内。不推荐将四个以上的试样放在一起试验，或者将不同牌号的试样混放在一起试验。
4.按照ASTM A249/A249M标准的S7条款配制盐酸溶液，即将试剂级的 盐酸(盐酸重量浓度约为37％)缓慢地加到同体积的蒸馏水内(该盐酸溶液盐酸的重量浓度约为20％)。
5.试验装置是一个“冷凝回流装置”，如图1所示，它由一个可以加热的“容器”和一个“冷凝器”组成，“冷凝器”盖在“容器”的口上，其中1为敞口容器、2为冷却水、3为无嘴圆烧杯容器、4为试验溶液、5为放置其中的试件。
该“冷凝回流装置”的特征是：
1)“容器”的口是圆形，且“容器”口的内径≥50mm，通常“容器”口的内径为70～130mm；“容器”的最大内径与口内径之比≤1.4，如图2所示。
2)“冷凝器”是一个能盛装冷却水的“敞口容器”，“敞口容器”能盖严“容器”口面积的90％～99.99％；且“敞口容器”的最大直径大于“容器”口的内径；且该“敞口容器”没有进出水管；且该“敞口容器”最低点在“容器”口平面内的下方。
3)试验加热时，“容器”内的试验溶液蒸汽在“敞口容器”的底面冷凝，自动滴回“容器”内，热量传递至“敞口容器”中的冷却水，“敞口容器”中的部分冷却水蒸发至环境，从而将冷却水吸收的大部分热量带走。
这样的“容器”可以是与普通烧杯不同的特制的杯口内径为70～130mm的“圆烧杯”，它与普通烧杯的不同之处是杯口没有普通烧杯的尖嘴，杯口是圆形。这样的“敞口容器”可以是化学实验中常用的蒸发皿或表面皿或者是符合上述“敞口容器”要求的其它敞口容器。
“容器”的容量约为0.7～1.3L，通常约为1L。
6.将约为600～800毫升的上述盐酸溶液和试样放入本发明的“冷凝回流装置”的“容器”中，浸没试样，再放入1～2粒干净的沸石或类似物，防止溶液爆沸。盖上本发明的“冷凝回流装置”的“冷凝器”，即装有冷却水的上述“敞口容器”。加热盐酸溶液使其微沸腾。试验时间以使原来母材金属厚度减薄40-60％所需的时间为准(通常不到2小时)。如果试样母材的厚度在24小时以后仍然超过60％，可将试样取出。含镍≥19.0％或含钼≥4.00％或两者兼具的不锈钢钢钢管不适合做此焊缝腐蚀试验。
如果要取出试样观察，可以很容易移走“敞口容器”，从“容器”中取出试样，观察后确定是否将试样再放回“容器”中继续试验。如果需要继续试验，则将试样再放回“容器”中，盖上“敞口容器”，继续试验。如果“敞口容器”中的冷却水蒸发量很大，可中途添加一些冷却水。
7.母材金属厚度减薄到40-60％时，将试样从溶液中取出，用蒸馏水清洗，然后进行干燥。
8.重复本技术方案的第3条所述的各测点的管壁厚度测量，并使各测点的位置与试验前各测点的位置基本一致。
9.按下式计算焊缝中心线和焊缝边线与母材的腐蚀比R1和R2
R1＝(W10-W1)/(B0-B) (1)
R2＝(W20-W2)/(B0-B) (2)
式中：W10＝试验前试样焊缝中心线5个测点的平均厚度
W1＝试验后试样焊缝中心线5个测点的平均厚度
W20＝试验前试样焊缝边线5个测点的平均厚度
W2＝试验后试样焊缝边线5个测点的平均厚度
B0＝试验前母材5个测点的平均厚度
B＝试验后母材5个测点的平均厚度
如果腐蚀后最薄处不是明显在“焊缝其它地方”或者“热影响区”，则取R1和R2中最大的一个值作为此试样的焊缝腐蚀比R，取该试样的焊缝腐蚀比R作为该批不锈钢管的焊缝腐蚀比R，试验结束。此处和下面的“焊缝其它地方”和“热影响区”是指除了焊缝中心线和已测厚度的焊缝边线以外的焊缝和热影响区域。本发明所述平均厚度均为算术平均。经过大量试验研究，发现腐蚀减薄量最大的地方较多在焊缝边线处，焊缝中心线处也不少，其它地方则很少。如果腐蚀后最薄处明显在“焊缝其它地方”或者“热影响区”，则记录“最薄处”的位置，重新试验。在同一根不锈钢管上再取一个试样，并且假定该试样试验后的“最薄处”位置与原试样一样。除了焊缝中心线、一条焊缝边线和母材仍然同样按本技术方案的第3条在试验前后各取5个测点进行厚度测量外，再在试验前后在过假定的“最薄处”沿该试样的长度方向上再加测5个测点测量厚度，这5个测点在长度 方向的位置仍然按本技术方案的第3条确定。除另有说明，其余试验步骤和方法也同原试样。除了按公式(1)和(2)计算出该试样的R1和R2外，再按下式计算R3
R3＝(W30-W3)/(B0-B) (3)
式中：W30＝试验前过假定的“最薄处”的该试样的长度方向上5个测点的平均厚度
W3＝试验后过假定的“最薄处”的该试样的长度方向上5个测点的平均厚度
B0＝试验前该试样母材5个测点的平均厚度
B＝试验后该试样母材5个测点的平均厚度
取R1、R2和R3中最大的一个值作为该试样的焊缝腐蚀比R取2个试样中的最大的一个R值作为该批不锈钢管的的焊缝腐蚀比R10.最大的R≤1.25为合格。但是其他数值的腐蚀比，如≤1.00，可以由生产厂与需方协商规定。
实施例
从2批304不锈钢管中随机各取一根钢管，钢管直径25mm。按照ASTMA249/A249M标准的S7条款从这2根钢管上各取50mm长的一段管样，将它们沿纵向近似对半切开，有焊缝的试样略大于一半，焊缝近似在中间。试样是同时含有焊缝和母材的“1片试样”。
将其中一个试样的一个角倒成边长≥3mm的大斜角。其余的角稍微倒圆即可，圆弧半径≤1mm，或者不倒角。将大斜角作为标记。
在另一个试样长度方向两端的任意一条边(圆弧形的边)上做出1道豁口，豁口深度0.5～5mm，豁口宽度0.3～5mm，其余的角稍微倒圆即可，圆弧半径≤1mm，将豁口作为标记。
采用轻轻打磨的方法去除全部毛刺和锐边，并去掉灰尘和磨屑。
3.(焊缝宽度+焊缝厚度)×5≈10mm，每个试样均在焊缝中心线、任一焊缝边线和距该焊缝边线向焊缝外约14mm(弧长)处的母材均沿试样长度方向上各取5个测点。如果焊缝边线处厚度有突变，则焊缝边线处的测点 取在焊缝边线较薄的一侧。这些测点在长度方向的位置这样确定：将试样凹面朝上，标记朝左，将试样在长度方向上大致6等分，5个测点在长度方向的位置分别大致在中间的5个等分点上，即第1个测点距左端约8.3mm，第2个测点距左端约16.7mm，第3个测点距左端约25mm，第4个测点距右端约16.7mm，第5个测点距右端约8.3mm。
用尖头千分尺测量这些测点的厚度，厚度数据的有效数字至0.001mm。记录或记住各测点的方位。
用肥皂和水或其他合适洗涤剂清洗掉油脂。然后，将这2个试样放入试验装置的“容器”内。
4.试验装置是一个冷凝回流装置。如图1所示，它由一个可以加热的“容器”和一个“冷凝器”组成，“冷凝器”盖在“容器”的口上。
如图2所示，“容器”就是与普通烧杯不同的特制的杯口内径约为100mm的“圆烧杯”，与普通烧杯的不同之处是杯口没有普通烧杯的尖嘴，杯口是圆形，“圆烧杯”杯身内径也约为100mm，上下直径基本一样，杯高约130mm，容积约1L。如图1所示“冷凝器”是一个能盛装冷却水的“敞口容器”，本实施例“敞口容器”就是化学实验中常用的圆底蒸发皿，没有进出水管，最大直径大于“容器”口的内径，能盖严的“容器”口的面积约为“容器”口面积的99％，最低点在“容器”口平面内的下方。
5.按照ASTM A249/A249M标准的S7条款配制盐酸溶液，即将试剂级的盐酸(盐酸重量浓度约为37％)缓慢地加到同体积的蒸馏水内(该盐酸溶液盐酸的重量浓度约为20％)。
6.将约为600～800毫升的上述盐酸溶液倒入本发明的“容器”中，浸没试样，再放入1～2粒干净的沸石或类似物，防止溶液爆沸。盖上上述的“敞口容器”(即“冷凝器”)，在“敞口容器”中倒入冷却水，然后加热盐酸溶液使其微沸腾，直至原来母材金属厚度减薄40-60％。
试验加热时，“容器”内的试验溶液蒸汽在“敞口容器”的底面冷凝，自动滴回“容器”内，热量传递至“敞口容器”中的冷却水，“敞口容器”中的部分冷却水蒸发至环境，从而将冷却水吸收的大部分热量带走。如果要取出试样观察，可以很容易移走“敞口容器”，从“容器”中取出试样， 观察后确定是否将试样再放回“容器”中继续试验。如果需要继续试验，则将试样再放回“容器”中，盖上“敞口容器”，继续试验。如果“敞口容器”中的冷却水蒸发量很大，可中途添加一些冷却水。
7.到达母材金属厚度减薄40-60％时，将试样从溶液中取出，用蒸馏水清洗，然后进行干燥。
8.再按本实施例第3条的要求，重复测量本实施例第3条所述的各测点的管壁厚度，并使各测点的位置与试验前各测点的位置基本一致。
9.按下式计算焊缝中心线和焊缝边线与母材的腐蚀比R1和R2
R1＝(W10-W1)/(B0-B) (1)
R2＝(W20-W2)/(B0-B) (2)
式中：W10＝试验前试样焊缝中心线5个测点的平均厚度
W1＝试验后试样焊缝中心线5个测点的平均厚度
W20＝试验前试样焊缝边线5个测点的平均厚度
W2＝试验后试样焊缝边线5个测点的平均厚度
B0＝试验前母材5个测点的平均厚度
B＝试验后母材5个测点的平均厚度
如果腐蚀后最薄处不是明显在“焊缝其它地方”或者“热影响区”，则取R1和R2中较大的一个值作为此试样的焊缝腐蚀比R，取该R作为该批不锈钢管的焊缝腐蚀比R，试验结束。如果某试样腐蚀后最薄处明显在“焊缝其它地方”或者“热影响区”，则记录最薄处的位置，重新试验。在同一根不锈钢管上再取一个试样，并且假定该试样试验后的“最薄处”位置与原试样一样。除了焊缝中心线、一条焊缝边线和母材仍然同样按本技术方案的第3条在试验前后各取5个测点进行厚度测量外，再在试验前后在过假定的“最薄处”沿该试样的长度方向上再加测5个测点测量厚度，这些测点在长度方向的位置仍然按本技术方案的第3条确定。除另有说明，其余试验步骤和方法也同原试样。除了按公式(1)和(2)计算出该试样的R1和R2外，再按下式计算R3
R3＝(W30-W3)/(B0-B) (3)
式中：W30＝试验前过假定的“最薄处”的该试样的长度方向上5个测点的 平均厚度
W3＝试验后过假定的“最薄处”的该试样的长度方向上5个测点的平均厚度
B0＝试验前该试样母材5个测点的平均厚度
B＝试验后该试样母材5个测点的平均厚度
取R1、R2和R3中最大的一个值作为该试样的焊缝腐蚀比R取2个试样中的最大的一个R值作为该批不锈钢管的的焊缝腐蚀比R
10.最大的R≤1.25为合格。
所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种检验不锈钢焊接管焊缝质量的方法，按照ASTM A249/A249M标准的S7条款从每批不锈钢焊接管取一个试样放在沸腾的盐酸溶液中进行焊缝腐蚀试验，以焊缝或焊缝旁的热影响区的腐蚀减薄量与母材的腐蚀减薄量之比表征焊缝质量，并且以较大的焊缝腐蚀比为准，其特征在于，该方法包括下列步骤：
A、自每批不锈钢焊接管随机取一根管子，在此管上取长2英寸的试样，对小直径管则取长1英寸的试样，试样除了按ASTM A249/A249M标准的S7条款制作外，进一步在试样上做出明显的不易灭失的便于指示出试样测点方位的标记，该标记这样做出：
将试样的一个角倒成边长≥2mm的大斜角，或者圆弧半径≥2mm的大圆角，其余的角的倒角则明显较小，倒角边长≤1mm，或者圆弧半径≤1mm，或者不倒角，将大斜角或者大圆角作为标记；或者在试样长度方向两端的任意一条边上做出1道或几道豁口，豁口道数≤10，豁口深度0.5～5mm，豁口宽度0.3～5mm，将豁口作为标记；放在一起试验的试样标记是不同的；采用轻轻打磨的方法去除全部毛刺和锐边，并去掉灰尘和磨屑；
B、在焊缝中心线、一条焊缝边线和母材处均沿试样长度方向上各取5个测点，如果焊缝边线处厚度变化不连续，即厚度在焊缝边线两侧有突变，则焊缝边线处的测点取在焊缝边线较薄的一侧，这些测点在长度方向的位置这样确定：
将试样凹面朝上，试样标记朝左或者试样凹面朝下，标记朝右，试验前与试验后测量厚度时保持方向和测点位置的一致，将试样在长度方向上大致6等分，5个测点在长度方向的位置分别大致在中间的5个等分点上；
母材选试样上距焊缝边线向焊缝外同时≥5mm和5×(焊缝宽度+焊缝厚度)的区域，此距离长度是弧长，焊缝边线与上述母材之间的区域看作热影响区，焊缝边线有2条，可以任选一条焊缝边线，但试验前后要在同一焊缝边线相同位置测量厚度，如果2条焊缝边线厚度有显著差异，则选较薄的一条焊缝边线；
用符合ASTM A249/A249M中S7条款的量具测量这些测点的厚度，厚度数据的有效数字至0.001mm，记录或记住各测点的方位；
将试样清洗干净，然后将试样放入试验装置的“容器”内；
C、按照ASTM A249/A249M标准的S7条款配制盐酸溶液；
D、试验装置是一个冷凝回流装置，所述的冷凝回流装置由一个可以加热的容器和一个冷凝器组成，冷凝器盖在容器的口上，所述容器的口是圆形，容器口的内径≥50mm，容器的最大内径与口内径之比≤1.4，所述冷凝器是一个能盛装冷却水的敞口容器，该敞口容器能盖严容器口面积的90％～99.99％，，该敞口容器的最大直径大于容器口的内径，敞口容器的最低点在容器口平面内的下方；
E、将600～800毫升的上述盐酸溶液和试样放入冷凝回流装置的容器中，浸没试样，再放入1～2粒干净的沸石或类似物，防止溶液爆沸，加热盐酸溶液使其微沸腾，试验时间以使原来母材金属厚度减薄40-60％所需的时间为准；
F、母材金属厚度减薄到40-60％时，将试样从溶液中取出，如果试样母材的厚度在24小时以后仍然超过60％，将试样取出，用蒸馏水清洗试样，然后进行干燥；
G、重复步骤B所述的各测点的管壁厚度测量，并使各测点的位置与试验前各测点的位置基本一致；
H、按下式计算焊缝中心线和焊缝边线与母材的腐蚀比R1和R2
R1＝(W10-W1)/(B0-B) (1)
R2＝(W20-W2)/(B0-B) (2)
式中：W10＝试验前试样焊缝中心线5个测点的平均厚度
W1＝试验后试样焊缝中心线5个测点的平均厚度
W20＝试验前试样焊缝边线5个测点的平均厚度
W2＝试验后试样焊缝边线5个测点的平均厚度
B0＝试验前母材5个测点的平均厚度
B＝试验后母材5个测点的平均厚度
如果腐蚀后最薄处不是明显在焊缝其它地方或者热影响区，则取R1和R2中最大的一个值作为此试样的焊缝腐蚀比R，取该试样的焊缝腐蚀比R作为该批不锈钢管的焊缝腐蚀比R，所述平均厚度均为算术平均值；
如果腐蚀后最薄处明显在焊缝其它地方或者热影响区，则记录最薄处的位置，重新试验：在同一根不锈钢管上再取一个试样，并且假定该试样试验后的最薄处位置与原试样一样，除了焊缝中心线、一条焊缝边线和母材仍然按照步骤B在试验前后各取5个测点进行厚度测量外，再在试验前后在过假定的最薄处沿该试样的长度方向上再加测5个测点测量厚度，这5个测点在长度方向的位置仍然按照步骤B确定，除了按公式(1)和(2)计算出该试样的R1和R2外，再按下式计算R3
R3＝(W30-W3)/(B0-B) (3)
式中：W30＝试验前过假定的“最薄处”的该试样的长度方向上5个测点的平均厚度
W3＝试验后过假定的“最薄处”的该试样的长度方向上5个测点的平均厚度
B0＝试验前该试样母材5个测点的平均厚度
B＝试验后该试样母材5个测点的平均厚度
取R1、R2和R3中最大的一个值作为该试样的焊缝腐蚀比R；取2个试样中的最大的一个R值作为该批不锈钢管的的焊缝腐蚀比R，最大的R≤1.25为合格。
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