人防工程防护设备焊接质量检验与评定方法研究

柴永生　王迎春　刘京威　刘首

【摘 要】本文归纳整理了人防工程防护设备焊接质量常见问题，在梳理了国内人防行业标准和钢结构相关焊接质量检测标准基础上，提出了人防工程防护设备焊接质量应执行的检验与评定方法。

【关键词】防护设备；焊接质量；检验方法；评定方法

中图分类号： TG408 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0176-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.074

Research on Welding Quality Inspection and Assessment Method of Civil Air Defense Protection Equipment

CHAI Yong-sheng1 WANG Ying-chun1 LIU Jing-wei2 LIU Shou1

（1.Institute of National Defense Engineering， Beijing 100036， China；

2.Hebei Provine Civil Air Defense Project Quality Supervision and Cost Management Station， Shijiazhuang Hebei 050000， China）

【Abstract】This paper summarizes the common problems of welding quality of civil air defense engineering protective equipment. On the basis of combing domestic civil air defense industry standards and welding quality testing standards related with steel-structure， the paper put forward the inspection and evaluation methods for welding quality of protective equipment.

【Key words】Protecting equipment； Welding quality； Method of inspection； Method of assess

防护设备是设于防护工程人员、设备出入口，武器射孔和进风、排烟管（坑）道口部，用以堵截冲击波、生化毒剂或削弱冲击波的设备[1]。从上述定义可见，防护设备是人防工程的主要防护设施，是整个工程防护体系中极其重要的组成部分，它的质量好坏直接关系到工程的防护功能和战时作用，甚至工程内部人员的生命安全，而焊接质量又是决定防护设备抗力性能的关键工艺。然而，现行的人防行业标准对防护设备焊接质量检测却存在适用性不强，无法指导工程实际的问题，致使实际产品质量缺陷普遍存在，质检执行落实不到位，给防护设备的使用性能和工程的防护性能均埋下巨大隐患。

本文研究了防护设备焊缝类型和国内钢结构焊接质量检测相关标准，提出了人防工程防护设备焊接质量检验与评定方法，弥补了现用行业标准的不足，也为人防工程防护设备焊接质量检测标准的编研以及检测活动提供了思路和依据。

1 防护设备常见焊接质量问题

常见焊接接头缺陷主要有咬边、焊瘤、弧坑、气孔、夹渣、裂纹等[2-3]。人防工程防护设备焊接质量除有以上常见缺陷外，还重点存在以下两个方面的问题：一是少焊不焊问题突出。防护设备门框支撑板与角钢之间的角焊缝通常设计为双面满焊，实际产品中多见用单面满焊，另一侧断续焊或点焊的屡见不鲜。钢结构防护设备门扇骨架由工字钢与槽钢组焊而成，设计满焊的焊缝常为断续焊、点焊或者不焊，断续焊的加大不焊间距的更为普遍；二是焊缝尺寸不达标，严重影响焊接强度。防护设备门框支撑板与角钢、门扇面板与槽钢骨架等多处承载角焊缝焊脚高度通常设计为4-6mm，实际当中多为2-4mm，角焊缝余高多见小于0或者大于1.5mm。

2 现行行业标准的相关规定

RFJ01-2002《人民防空工程防护设备产品质量检验与施工验收标准》[4]（以下简称“RFJ01-2002”）和RFJ04-2009《人民防空工程防护设备试验测试与质量检测标准》[5]（以下简称“RFJ04-2009”）是目前国内人防工程防护设备质量检测的主要行业标准，两本标准对焊缝质量检测的规定基本相同。

RFJ01-2002标准关于焊接质量检测的主要规定有：

a.焊接用材（焊条、焊丝、焊剂）应有材质证明书，并符合设计文件要求和相应的国家标准规定；

b.鋼结构构件的组焊应严格执行图纸要求和有关施工规范的规定，不得少焊、漏焊或焊穿。

c.钢结构门、混凝土门部件的焊缝应焊透、均匀一致，不得有气孔、夹渣、裂纹、假焊及烧穿等现象。焊缝尺寸满足图纸要求，质量达到GB 3323—1987Ⅱ级要求。

d.产品质量的终检验焊接质量应使用X射线探伤仪或超声波探伤仪进行检验。门扇结构焊缝在封焊内面板之前进行检验，而门框焊缝要求焊完后检验。对不具备探伤检验焊缝条件的工厂，除要求按门扇结构图对焊缝长度、焊缝高度等项进行检验外，还需用10X放大镜在抽样段50mm长度观察焊缝的气孔数量、夹渣、裂纹情况；用手电钻对焊缝钻φ6mm的孔，孔深到母材，观察焊缝内部熔合、焊透情况。随机抽样布点需在型材与型材、外面板焊接处进行，在1m长的焊缝（含断续焊缝）上不少于3点，在不足1m长的焊缝上不少于2点。

e.防护设备安装工程还涉焊接施工应符合现行相关标准规范的规定。

RFJ04-2009标准关于焊接质量检测的规定有：

a.防护设备钢构件焊缝强度检测方法为金属探伤仪、尺量检查，合格指标要求为：焊缝高度达到设计要求，焊接质量达到《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB3323-2005Ⅱ级质量要求。

b.焊缝外观应均匀一致，不得有气孔、夹渣、裂纹、假焊及烧穿等现象。

3 现行行业标准规定的不足

a.焊缝外观质量检查要求过于笼统，未明确给出检验与评定的依据。焊缝外观质量检查包括外观缺陷和焊缝几何尺寸两个方面，两个方面都有相应的国际标准、国家标准。例如：焊缝外观气孔缺陷规定的国标有GB50661-2011《钢结构焊接规范》（以下简称“GB50661标准”）、《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》GB/T6417.1等多本标注，要准确评定焊接质量，依据的标准必须明确。

b.现行人防标准的规定射线法对防护设备绝大多数焊缝内部质量缺陷不适用，例如钢结构门框、门扇的几乎所有焊缝，而标准却要求质量达到射线法检测标准GB 3323—1987Ⅱ级，造成检测与评定标准不一致。另外，两本人防标准对常用的超声波检测方法既未给出具体检测方法，也没给出引用标准。

4 建议的检验与评定基础

4.1 难度等级

GB50661标准根据影响施工焊接的各种基本因素将钢结构工程焊接按难易程度区分为A易、B一般、C较难和D难四个等级。由于人防工程防护设备的板厚（mm）低于50mm，钢材牌号主要为Q235B，钢材碳当量≤0.38%，受力状态虽然需要考虑动载，但由于设计阶段已在焊缝设计强度阶段给予考虑，故防护设备焊缝难度属于A、B级。

4.2 焊接质量等级

GB50661和GB50205标准规定了设计应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按构件是否需要承受动荷载、是否需要进行疲劳验算、是否与母材等强连接等原则分别选用不同的焊接质量等级[6]。

人防工程防护设备焊缝很多，有承载焊缝、构造焊缝、密闭焊缝、承载密闭焊缝。考虑到实际检测工作的可操作性，且承载焊缝占据了其中的大多数，故应予以重点检测，非承载焊缝则可选择性检测。其中有作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝、T形对接与角接组合焊缝，受力状态有受拉、受压，推荐的主要承载焊缝及其质量等级见表1。

表1 人防工程防护设备主要承载焊缝及其质量等级

4.3 抽样方法

4.3.1 外观缺陷

每樘防护设备同一类型焊缝按条数抽查20%，且不少于2条。每条焊缝抽查1-3处，每处长度不低于200mm。焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行检查。

每樘防护设备总检查处数中合格处数不少于80%，且缺陷最大偏差小于规定值的1.5倍时，该樘防护设备焊接质量方可评定为合格。

4.3.2 内部缺陷

每樘防护设备的承载焊缝应逐条探伤检查，且探伤长度不应小于200mm。当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤。所有承载焊缝内部缺陷都合格时，该樘防护设备焊接质量方可评定为合格。

5 建议的检验与评定方法

人防工程防护设备焊接质量应进行自检和监检。自检由防护设备生产和安装企业进行，监检由具有检验资质的独立第三方选派具有检测资质的人员进行检验，监检的主要内容是无损检测。

5.1 外观质量检查

外观检验包括焊缝外观缺陷检查和焊缝几何尺寸测量。

5.1.1 外观缺陷检查

人防工程防护设备所有焊缝应冷却到环境温度后方可进行外观检测。一级焊缝不得存在裂纹、未焊满、根部收缩、电弧擦伤、咬边和接头不良、表面气孔、表面夹渣等缺陷。二级焊缝不得存在裂纹、电弧擦伤、表面气孔、表面夹渣缺陷。外观质量缺欠分类可根据委托任务要求进行，要求较低时推荐按照GB50661标准进行，要求较高时按照《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》GB/T 6417.1执行。

外观检测采用目测方式，裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在合适的光照条件下进行，必要时可采用磁粉探伤或渗透探伤，尺寸的测量应用量具、卡规。

磁粉探伤应符合国家现行标准《焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分級》JB/T 6061的规定，合格标准应符合本文中外观检测的有关规定。

渗透探伤应符合国家现行标准《焊缝渗透检验方法和缺陷迹痕的分级》JB/T 6062的规定，合格标准应符合本文中外观检测的有关规定。

5.1.2 几何尺寸检查

人防工程防护设备几何尺寸应首先满足设计图纸的要求，当加工图纸无明确要求时，不同等级的焊缝应符合GB50661标准相应等级的外观检测质量要求。

5.2 内部缺陷检验

依据GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》，人防工程防护设备设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判定时，应采用射线探伤。

5.2.1 超声波检验等级

人防工程防护设备的一级、二级焊缝应按《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345进行100%和不小于20%的比例进行B级检验。必要时按GB50661标准规定的B级检验进行。理由如下：

a.超声波检测的检验等级分为A、B、C三级，检验的完善程度A级最低，B级一般，C级最高，检验工作的难度系数按A、B、C顺序逐级增高。GB50661标准与国家现行标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345和《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T203基本相同。

b.为了适应焊缝超声检测技术和质量控制与国际接轨，促进钢结构产品的国际贸易，减少对检测标准的理解和执行差异，国家质检总局和标委员会于2013年9月18日联合发布了GB/T 11345-2013、GB/T 29711-2013、GB/T 29712-2013系列标准，并于2014年6月1日起实施。GB/T 11345-2013标准将焊接质量等级、检测等级和验收等级建立的相互关系。在检测技术、检测等级和显示评定等方面作出了规定。GB/T 29711-2013、GB/T 29712-2013属于新增标准，可以与GB/T 11345-2013标准配合使用，分别在缺陷类型的判定方法和焊接质量验收方面给出了规定。

c.GB50661标准对其他标准B级的规定做了局部修改。修改的原因是另外两本标准在此规定上对防护设备而言存在缺陷，易增加漏检比例。GB11345和JG/T203中规定：B级检验采用一种角度探头在焊缝单面双侧检测。母材厚度大于100mm时，双面双侧检测，条件许可应作横向检测。防护设备中存在大量无法进行单面双侧检测的节点。为弥补这一缺陷GB50661标准规定：受几何条件限制时，可在焊缝单面、单侧采用两种角度探头（两角度之差大于15度）进行检验。

5.2.2 超声波等级评定

国内外关于焊接质量超声波检测评价的相关标准很多，如：《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345、《钢制承压设备对接焊接接头超声波检测和分级》JB/T 4730、《船舶钢焊缝手工超声波探伤工艺和质量分级》CB/T3559、《铁路钢桥制造规范》TB10212、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041、《起重机械无损检测钢焊缝超声检测》JB/T10559、《钢结构焊接规范》AWSD1.1/D1.1M、《超声波探伤评定验收标准》EN 1712、《焊接接头超声波探伤》EN 1714等。《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345标准的检测灵敏度及缺陷评定等级在参与对比的标准中处于中等偏严的水平。国家标准GB/T 19418-2003《钢的弧焊接头缺陷质量分级指南》等同采用国际标准ISO 5817：1992，根据焊缝中存在的缺陷类型和允许程度，将焊接质量等级划分为B级（严格）、C级（中等）和D级（一般）。

考虑到承受冲击波高压动载作用的特殊性，防护设备超声波无损检测应达到GB/T 29712的验收等级2级或者GB50661标准的评定等级II级的要求。显示特征是按GB/T 29711所规定的平面型显示不可验收。

5.2.3 射线探伤

人防工程防护设备焊缝内部质量缺陷采用射线探伤的方对进行检测时，应按照《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323-2005规定执行，射线透照技术等级宜采用普通级（A级），焊缝缺陷应达到《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323-2005附录C规定的II级标准，焊（下转第195页）（上接第178页）缝内部缺陷全部达到II级标准时，该樘防护设备焊缝质量方可评定为合格。

6 结论

本文提出了人防工程防护设备焊接质量检验与评定方法，要点归纳如下：

a.依据GB50661和GB50205标准，防护设备多处焊缝质量等级应为一或二级。

b.防护设备焊接质量外观检验包括焊缝外观缺陷检查和焊缝几何尺寸测量。外观质量缺欠分类可根据委托任务要求进行，要求较低时推荐按照GB50661标准进行，要求较高時按照《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》GB/T 6417.1执行。几何尺寸应首先满足设计图纸的要求，当加工图纸无明确要求时，不同等级的焊缝应符合GB50661标准相应等级的外观检测质量要求。

c.防护设备设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判定时，应采用射线探伤。超声波应按《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345进行100%和不小于20%的比例进行B级检验，必要时按GB50661标准规定的B级检验进行。射线法应按照《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323规定执行，射线透照技术等级宜采用普通级（A级）。

【参考文献】

[1]GJB 3137-1997防护工程防护设备和消波系统技术规范.

[2]刘洪琪.谈焊接质量通病的防治[J].黑龙江科技信息， 2009（8）：5-5.

[3]李灿军.钢结构电弧焊接质量通病及防治[J].科技视界， 2013（36）：115-116.

[4]RFJ 01-2002人防工程防护设备产品质量检验及施工验收标准[S].

[5]RFJ 04-2009人民防空工程防护设备试验测试与质量检测标准[S].

[6]GB50661-2011钢结构焊接规范.