閥門外觀常見的缺陷與評定
針對閥門外觀質(zhì)量檢驗中常見的氣孔、砂眼、裂紋、縮孔、機械損傷等缺陷,從所在部位、缺陷特征、檢驗方法和評定原則進行了較為詳細(xì)的分析,目的在于提高質(zhì)量檢驗人員的技術(shù)水平,確保結(jié)果評定的準(zhǔn)確性,防止缺陷漏檢或誤判,可供閥門質(zhì)量檢驗、現(xiàn)場驗收人員參考。
閥門質(zhì)量檢驗是閥門出廠后使用單位在安裝驗收前進行的一次質(zhì)量符合性驗證。檢驗項目包括外觀檢驗和壓力試驗。由于產(chǎn)品制造、質(zhì)量檢驗和現(xiàn)場驗收標(biāo)準(zhǔn)的不一致，各標(biāo)準(zhǔn)對缺陷的判定原則不一樣，有時會出現(xiàn)不同的檢驗結(jié)論。如鍛造閥門產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1228-2006中允許在極限尺寸5%或1.5mm范圍內(nèi)的缺陷存在，鑄造閥門產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) JB/T 7927-2014中允許A和B的2個例子的缺陷存在。閥門現(xiàn)場驗收標(biāo)準(zhǔn) SY/T 4102-2013規(guī)定，閥門外表面不得有裂紋、砂眼、重皮、斑疤、機械損傷、銹蝕、缺件、銘牌及油漆脫落等現(xiàn)象。 閥門質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)SH 3515-2013 規(guī)定，閥體為鑄時其表面應(yīng)光滑，無裂紋、縮孔、砂眼、氣孔、毛刺等缺陷，閥體為鍛件時其表面應(yīng)無裂紋、夾層、重皮、斑疤、缺肩等缺陷。
石油天然氣具有易燃、易爆，且腐蝕性強，閥門質(zhì)量檢驗除嚴(yán)格執(zhí)行委托標(biāo)準(zhǔn) SH3518-2013外，還應(yīng)參考閥門現(xiàn)場驗收規(guī)范和我國閥門的制造水平，在擇優(yōu)選擇供貨廠家，加強出廠檢驗的同時，閥門質(zhì)量檢驗應(yīng)以缺陷位置、大小、形狀，以及閥門的工作壓力、工作介質(zhì)、使用環(huán)境等進行綜合評定，既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能做到公正、公平。
外觀缺陷評定
2014年，長慶油田技術(shù)監(jiān)測中心共檢驗各類閥門 170284只，有 5622只閥門不合格，不合格率為3.30%，其中外觀質(zhì)量檢驗不合格2817只，占檢驗不合格總數(shù)的 50.11%。 主要有砂眼、氣孔、裂紋、機械損傷、縮孔、標(biāo)志和閥體壁厚不合格等(如下圖 圖1)
圖1 閥門外觀缺陷統(tǒng)計
結(jié)構(gòu)和尺寸
1外觀特征
主要是閥桿端部未加工，閥桿與手輪不能緊密結(jié)合，閥門開閉不靈活，或閥體壁厚、閥桿直徑、結(jié)構(gòu)長度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，如圖2中的 Z41H-25 DN50閘閥，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長度為 230mm，實測長度為178mm。
圖2 結(jié)構(gòu)長度不合格
2 檢驗方法
閥門結(jié)構(gòu)可以通過目測檢驗，閥體壁厚一般使用超聲波測厚儀，結(jié)構(gòu)長度一般使用游標(biāo)卡尺、卷尺、深度尺等工具儀器，壁厚測定時應(yīng)將被測部位打磨光滑，以免影響測試的精度。閥體較小壁厚一般出現(xiàn)在流道兩側(cè)或閥體的底部。
3 缺陷評定
閥門結(jié)構(gòu)、閥體壁厚、結(jié)構(gòu)長度、閥桿直徑不合格的閥門直接判定為不合格。
砂眼和氣孔
1外觀特征
砂眼是鑄造閥門的表面常見的缺陷，主要出現(xiàn)在閥門外表面，砂眼內(nèi)部有砂或白色的渣，外形不規(guī)整，深淺不一。氣孔一般出現(xiàn)在鑄造閥門的內(nèi)部、表面或近于表面處，表面比較光滑，呈圓形或橢圓形，有時孤立存在，有時簇集在一起，常與夾渣或縮松并存(圖3所示)。如果是反應(yīng)性氣孔，通常不大，在鑄件表面或鑄件表面以下不太深的地方，如果是侵入性氣孔，面積稍大，常呈圓形、橢圓形或針孔狀。
圖3 氣孔
2 檢驗方法
目視檢驗即可發(fā)現(xiàn)砂眼和氣孔。對于閥體內(nèi)部的砂眼和氣孔可借助手電筒，缺陷的深度可采用覆膜法或細(xì)鐵絲等來判斷其深度。對于漆色不同或有明顯凹坑的部位應(yīng)注意，必要時可借助起子等工具剔除油漆，防止缺陷部位被底漆掩蓋。
3 缺陷評定
閥門表面存在氣孔或砂眼，將會減小其有效承載面積，容易引起應(yīng)力集中而降低鑄件的抗沖擊性、抗疲勞性和致密性，影響鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響$一般閥體與閥蓋的承壓部位、法蘭密封面不允許有氣孔和砂眼存在，閥體的澆注口和閥門的法蘭非密封面不允許有密集狀、 蜂窩狀以及深度超過1.5mm或任一個100mm X 125mm面積范圍內(nèi)氣孔數(shù)量不超過3 個且深度不超過 1.0mm的氣孔或砂眼。 對于深度不確定的氣孔或砂眼應(yīng)從嚴(yán)判定，防止出現(xiàn)穿透性缺陷。對于絲杠、手輪、手柄以及支架等部位存在的缺陷只要不嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀、強度和使用性能，可以按照合格品進行驗收。
縮孔和疏松
1 外觀特征
縮孔和疏松一般位于鑄件閥門的較后凝固的部位(熱節(jié)處)或結(jié)構(gòu)突變部位(圖4 )?？s孔和疏松內(nèi)表面沒有氧化色，形狀不規(guī)則、孔壁粗糙并伴有許多雜質(zhì)和細(xì)小的氣孔。
圖4 疏松
2 檢驗方法
縮孔和疏松外觀不易發(fā)現(xiàn)，壓力試驗過程中一般會發(fā)生滲漏。試驗中應(yīng)注意觀察閥門的澆注口、冒口、閥體的收縮部位，試驗結(jié)束后應(yīng)用手觸摸以上部位，防止油漆掩蓋而造成缺陷漏檢。
3 缺陷評定
縮孔極易造成閥門的結(jié)構(gòu)不連續(xù)，出現(xiàn)縮孔或疏松應(yīng)直徑判定為不合格。
裂紋
1 外觀特征
裂紋一般出現(xiàn)在鍛壓閥門閥體兩壁交接的熱節(jié)部位和結(jié)構(gòu)突變部位，如法蘭根部、閥體外壁凸起的表面處(如圖5)。裂紋的深度較淺，一般以發(fā)紋為主。熱裂紋外形曲折而不規(guī)則、 縫隙寬、 斷面有嚴(yán)重氧化、無金屬光澤、裂紋沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展。冷裂紋一般是直的，開裂處金屬表面未氧化，裂紋常穿過晶粒延伸到整個斷面。
圖5 裂紋
2 檢驗方法
閥門表面的裂紋除用目視檢測外，也可用磁粉或滲透檢測。
3缺陷評定
裂紋的存在減少了閥門承載截面積，而且裂紋端部形成尖銳的缺口，應(yīng)力高度集中，容易擴展導(dǎo)致破壞。通常明顯可見的裂紋是不允許的，無論其位置和大小均判定為不合格。發(fā)現(xiàn)裂紋后可以用砂輪打磨，若確認(rèn)裂紋已經(jīng)完全消除，且未損傷閥門表面，厚度減薄又不明顯，可以判定為合格，否則按退貨處理。
機械損傷
1 外觀特征
機械損傷是閥門在運輸、搬運、吊裝、堆放等過程中產(chǎn)生磕碰性損傷，或下料、切割等形成的加工性損傷，如凸面或平面密封的法蘭密封面上的劃傷、壓痕，鑄件冒口氣割面和鍛件的飛邊切割處因不加工而形成的缺陷，如圖6 所示。這些缺陷達到一定深度時，也將影響閥門的質(zhì)量及壽命。
圖6 機械損傷
2 檢驗方法
閥門表面的機械損傷目視檢驗即可發(fā)現(xiàn)，缺陷的深度可用焊縫檢驗尺或深度尺進行測量。
3 缺陷評定
凸面或平面密封的法蘭密封面上的徑向劃痕、機械損傷以及內(nèi)測邊緣的缺損，環(huán)連接的法蘭密封面槽的2個側(cè)面存在劃痕和碰傷等缺陷，將影響閥門法蘭的密封性，一般不允許存在。法蘭非密封、閥體和閥蓋表面的劃痕和機械損傷只要深度在余量范圍內(nèi)，不影響閥門的整體質(zhì)量，可以按合格品進行驗收。但是對于尖銳的劃痕必須打磨光滑，防止出現(xiàn)應(yīng)力集中。
閥體標(biāo)識及其他
主要是閥體壁厚，結(jié)構(gòu)長度不合格或閥體上壓鑄的公稱壓力、商標(biāo)存在涂改現(xiàn)象，檢驗過程中應(yīng)防止套牌或低壓閥門代替高壓閥門。如圖7中的Z41H-25 DN50型閥門，閥體上鑄造的公稱壓力“25“存在涂改，經(jīng)測厚，該閥門閥體較小壁厚為7.8mm，不符合石油化工工業(yè)用閥門較小壁厚8.8mm 的規(guī)定，屬于 1.6MPa 的閥門打磨標(biāo)志后代替 2.5MPa 的閥門。
圖7 閥體壁厚不合格
總結(jié)
閥門外觀質(zhì)量檢驗合格后才能進行壓力試驗，如果外觀質(zhì)量不合格，輕則閥門在試驗過程中出現(xiàn)刺漏，重則產(chǎn)生爆炸開裂事故，如果缺陷判定不準(zhǔn)，將會造成不必要的浪費，甚至產(chǎn)生質(zhì)量糾紛。因此，不同閥門的功能和可靠性要求不一樣，可接受的缺陷也不一樣，閥門表面缺陷的判定要根據(jù)閥門的用途、缺陷的類型、位置、大小等綜合分析，才能科學(xué)、公正、公平進行質(zhì)量檢驗，滿足油氣田工程建設(shè)的需要。
