GB12337-1999《钢制造球形贮罐》
有关无损检测的规定
1 范围
本标准规定了碳素钢和低合金钢制球形储罐（以下简称“球罐”）的设计、制造、组焊、
检验与验收的要求。
1.1 本标准适用于设计压力不大于4Mpa的桔瓣式或混合式以支柱支撑的球罐。
1.2 本标准适用的设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。
1.3 本标准不适用于下列球罐“
受核辐射的球罐；
经受相对运动（如车载或船载）的球罐；
公称容积小于50m3的球罐；
要求作疲劳分析的球罐；
双壳结构的球罐
3 总则
3.2.4.2制造单位对每台球罐应提供下列技术文件
a）球壳板及其组焊件的出厂合格证；
b）材料质量证明书；
c）球壳板与入孔、接管、支柱的组焊记录；
d）无损检测报告；
e）球壳排版图；
必要时，还应提供下列技术文件；
f）材料代用审批文件；
g）与球壳板焊缝的组焊件热处理报告；
i）球壳板材料的复验报告；
j）极板试板焊接接头的力学和弯曲性能试验报告。
3.2.4.3组焊单位对台球罐应提供下列技术文件：
a）原设计图和竣工图；
b）球罐竣工验收证明书。证明书至少应包括下列内容：
球壳板及其组焊件的质量证明书；
球罐基础检验记录；
球罐施焊记录（附焊缝布置图）；
焊接材料质量证明书或复验报告；
产品焊接试板试验报告；
焊缝接头无损检测报告；
焊接接头返修记录；
球罐焊后整体热处理报告；
球罐几何尺寸检查记录；
球罐支柱检查记录；
球罐压力试验报告；
基础沉降观测记录；
球罐气密性试验报告。
3.7焊接接头系数
双面焊全焊透对接接头的焊接接头系数ф按下列规定选取：
100%无损检测：ф=1.00
局部无损检测：ф=0.85
说明：焊接接头是球罐上比较薄弱的环节，较多事故的发生是由于焊缝金属或焊接热影响区材料的破坏，一般情况下焊缝金属的强度和基本金属的强度相等，甚至超过，但由于焊缝及热影响区有焊接残余应力存在，焊缝金属晶粒粗大，以及焊接接头中可能出现的气孔和未焊透等缺陷，从而影响焊接接头的强度。因此必须采用焊接接头系数，以补偿焊接时可能产生的强度削弱。
标准中焊接接头系数是依据焊接接头形式和无损检测程度确定的。本标准取：双面焊全焊透对接接头的焊接接头系数ф，当100%无损检测时取ф=1.0；局部无损检测时取ф=0.85，这与ASMEVIII-1、JISB8270、GB150是一致的。
焊接接头系数只能为球罐强度计算所用，不可以焊接接头系数值的高低来推定无损检测的长度或焊接接头型式。
4 材料
4.2.6凡符合下列条件的球壳用钢板，应逐张进行超声检测；
a）厚度大于30mm的20R和16MnR钢板；
b）厚度大于25mm的15MnVR和15MnVNR钢板；
c）厚度大于20mm的16MnDR和09Mn2VDR钢板；
d）调质状态供货的钢板；
e）上下极板和与支柱连接的赤道板。
钢板的超声检测应按JB4730的规定，热轧、正火状态供货的钢板质量等级应不低于III级，调质状态供货的钢板质量等级应不低于II级。
说明：钢中有硫化物夹杂存在时，由于其熔点低、强度低的特点，将会引起钢板的强度和塑性大大下降（主要是厚度方向），致使不能承受较大的应力。从焊接试验证明，焊接接头坡口处有严重硫化物夹杂存在时，在焊接应力的作用下易产生裂纹，严重影响其使用的安全性。在硫化氢介质的环境中，钢中存在夹杂物等缺陷，由于氢的渗透导致夹杂物尖端产生裂纹或鼓泡。
鉴于上述原因，本标准作出不同条件下球壳用钢板需逐张进行超声检测的规定：厚度大于30mm的20R和16MnR钢板，厚度大于25mm的15MnVR和15MnVNR钢板，厚度大于20mm的16MnDR和09Mn2VDR钢板，调质状态供货的钢板，上下极板和与支柱连接的赤道板在下料前应经超声检测。日本JLPA201规定：钢板厚度超过19mm时下料前应经过超声波探伤并合格，以厚度分档提出超声检测要求。JLP201规定比本标准严，但本标准按球罐的不同受力部位针对性的提出进行超声检测，是可以保证球罐质量的，也是合理的。
7 制造
7.1.6坡口
气割坡口表面应符合下列要求：
a） 坡口表面应平滑，表面粗糙度Re应小于或等于25цm；
b） 平面度β≤0.04δs；且不大于1mm；
c） 熔渣与氧化皮应清除干净，坡口表面不得有裂纹和分层等缺陷存在，若有缺陷时，应修磨或焊补，焊补时，应将缺陷彻底清除，并经渗透检测确认没有缺陷后方可焊补。焊补应按8.7的规定进行。焊补后磨平，使其保持原坡口的形状和尺寸；
d）标准抗拉强度下限值σb＞540MPa钢材气割坡口表面应进行磁粉或渗透检测。
7.1.7球壳板周边100mm的范围内应按JB4730的规定进行超声检测，质量等级按4.2.6的有关规定。
7.1.13极板的焊接、焊缝质量、无损检测、极板试板以及焊缝工艺评定等应符合第8章的有关规定。
说明：球壳板的坡口质量直接影响着球罐的焊接质量，因而本标准对球壳板坡口的精度要求较高，要求球壳板坡口表面及其周边必须确保平滑、无凹坑、无裂纹、无分层等影响焊接质量的缺陷。坡口表面的磁粉或渗透检测以及球壳板周边的超声检测是确保球罐焊接质量的措施。对每张球壳板周边进行超声检测，这在各国的规范中均有规定，只是宽窄不同。AS-MEA435《压力容器钢板超探标准》规定宽51mm；法国PVA04-304《钢板超声探伤规范设计要点》规定；大于等于板厚，但不小于50mm。本标准规定的宽度为100mm。、
8 组焊、检验与验收
8.1.2球罐组焊前，应对球罐零部件进行下列复验；
a）零部件的数量；
b）球壳板的曲线、几何尺寸、球壳板和坡口表面质量应符合7.1的要求；
c）对球壳板应进行超声检测抽查，抽查数量不得少于球壳板总数的20%，且每带不少于两块，上、下板各不少于一块。其结果应符合4.2.6的规定。若发现超标缺陷，应加倍抽查，若仍有超标缺陷，则应100%检验；
d）如对球壳板材质和厚度有怀疑，应进行复验。
8.6 无损检测
8.6.1从事球罐缺陷无损检测的人员，必须持有劳动部门颁发的有效期内相应项目的锅炉压力容器无损检测人员技术等级鉴定证书，取得相应项目II级以下证书的人员方可填写和签发检验报告。
8.6.2焊缝表面的形状尺寸及外观检查合格后，方可进行无损检测。
8.6.3用有延迟裂纹倾向的钢材制造的球罐，应在焊缝结束至少经36h后，方可进行焊缝的无损检测。
8.6.4射线检测与超声检测
8.6.4.1凡符合下列条件之一的球壳对接接头，应按图样规定的检测方法，进行100%的射线或超声检测：
a）厚度δs大于30mm的碳素钢和16MnR钢制球罐；
b）厚度δs大于26mm的15MnVR和任意厚度的15MnVNR钢制球罐；
c）材料标准抗拉强度下限值σb＞540MPa的钢制球罐。
d）进行气压试验的球罐；
e）图样注明盛装易燃和毒性为极度危害或高度危害物料的球罐；
f）图样规定须100%检测的球罐。
8.6.4.2对于进行100%射线或超声检测的焊接接头，是否需采用超声或射线检测进行复测，以及复测的长度，由设计者在图样上予以规定。
8.6.4.3除8.6.4.1规定以外的焊接接头，允许做局部射线或超声检测。检测方法按图样规定。检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%。局部无损检测应包括每个焊工所施焊的部分部位。以下部位应全部检测，其检测长度可计入局部检测长度之内。
a）焊缝的交叉部位；
b）嵌入式接管与球壳连接的对接接头；
c）以开孔中心为圆心1.5倍开孔直径为半径的圆内所包容的焊接接头；
d）公称直径不小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头；
e）凡被补强圈、支柱、垫板、内件等所覆盖的焊接接头。
注：按本条规定检测后，制造或组焊单位对未检查的焊接接头质量仍需负责，但是，若作进一步检测可能会发现气孔等不危及球罐安全的超标缺陷，如果这也不允许时，就应选择100%射线或超声检测。
8.6.4.4焊接接头的射线检测按JB4730进行，射线照相的质量要求不应低于AB级，其检测结果结100%检测的对接接头，不低于II级为合格；对局部检测的对接接头，不低于III级为合格。
8.6.4.5焊接接头的超声检测按JB4730进行，其检测结果对100%检测的对接接头，I级为合格；对局部检测的对接接头，不低于II级为合格。
8.6.5磁粉检测与渗透检测
8.6.5.1符合下列条件的部位应按图样规定的方法，对其表面进行磁粉或渗透检测；
a）图样注明有应力腐蚀的球罐、材料标准抗拉强度下限值σb＞540MPa的钢制球罐及用有延迟裂纹倾向的钢材制造的球罐的所有焊接接头表面；
b）嵌入式接管与球壳连接的对接接头表面；
c）焊补处的表面；
d）工卡具拆除处的焊迹表面和缺陷修磨处的表面；
e）支柱与球壳连接处的角焊缝表面；
f）凡进行100%射线或超声检测的球罐上公称直径小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头表面。
8.6.5.2磁粉或渗透检测前应打磨受检表面至露出金属光泽，并应使焊缝与母材平滑过渡。
8.6.5.3磁粉或渗透检测按JB4730进行，检测结果均为I级合格。
8.6.6重复检测
8.6.6.1经射线或超声检测的焊接接头，如有下允许的缺陷，应在缺陷清除干净后进行焊补，并对该部位按原检测方法重新检测，直至合格。
经局部检测的焊接接头，射线检测或超声检测复测的焊接接头，如发现有不允许的缺陷时，应在该焊工所焊焊接接头缺陷两端的延伸部分两倍抽测。两倍抽测时如仍发现有不允许的缺陷，则应对该焊工所焊焊接接头进行100%检测。
8.6.6.2磁粉与渗透检测发现的不允许缺陷，应按8.7的规定进行修磨或焊补，并对该部位按原检测方法重新检查，直至合格。
说明：无损检测系指射线检测、超声检测、磁粉检测和渗透检测。从事无损检测的人员，必须持有劳动部门颁发的有效期内的锅炉、压力容器无损检测人员技术等级资格证书。取得相应项目II级以上证书的人员方可填写和签发检验报告。
关于射线检测和超声波检测
美国ASMEVIII-I、VII-II规定：焊接完成后，按UW-51进行射线照相检验，若容器结构不能进行射线照相或射线照相设备不足时，可以按UW-53进行超声波检验来代替射线照相检验。英国BS5500规定：所有熔透的对接焊缝应作射线或超声波检查。对50mm以下的厚度，一般采用X射线照相检查。西德AD规定；如果不具备DN54111射线探伤的条件，可改用超声波检验。日本JLPA201规定：“储罐本体的对接焊缝中，……焊缝全长应经射线检查合格。对难于进行射线检查的焊缝如凸缘、补强件与其它……，应进行超声波探伤并合格。”从以上可以看出，国际上工业发达国家偏重于射线检测。国内以往和现行标准，对射线和超声检测不分主次，在实际使用中超声检测比射线检测多，沿用。
焊接结束到焊缝开始无损检测的停留时间，系根据标准中之钢材，同时考虑到返修的紧迫性而定。对于首次使用的钢材，应按相应之规定，由焊接工艺人员确定。日本JLPA201规定；高强钢焊接结束到焊缝探伤检查的停留时间为36h。本标准中统一规定；用有延迟裂纹倾向的钢材制造的球罐，应在焊接结束至少36h以后进行射线检测或超声检测、磁粉或渗透检测。
关于焊缝局部检测
目前球罐焊接基本上还是以手工焊为主，焊接质量与每个焊工的状态有很大关系，因此，本标准明确规定：局部无损检测应包括每个焊工所施焊的部分部位。
关于磁粉检测和渗透检测
表面裂纹是球罐的重大隐患之一，尤其是在焊接工艺不合格或执行不严格时出现问题较多，所有有关规范均作了规定基本上是根据材质、板厚和使用条件而定。本标准基本上是参照GB150和JLPA而制定。
“球罐耐压试验后再次进行表面裂纹检查”，目的是证明交付使用的球罐是无表面裂纹存在的完好球罐。随着我国工业的发展，球罐的大量使用，建造球罐的队伍已达到专业化，各项质保体系业已健全。根据调查，按现行标准建造的球罐耐压试验后没有发现有裂纹存在，故本标准不再要求耐压试验后再次进行表面裂纹的检查。
对于本标准8.6.5.1以外的情况，如果组焊单位不能保证做到交付使用的球罐不存在表面裂纹，则在交付使用前，所有焊缝应经表面检测确保无表面裂纹等超标缺陷存在。
8.7.2焊补
a）对球壳表面缺陷进行焊补时，每处的焊补面积应在5000m3以内。如有两处以上焊补时，任何两处的净距应大于50mm。每块球壳板上焊补面积总和必须小于该块球壳板面积的5%。补焊后的表面应修磨平滑，修磨范围内的斜度至少为3：1，且高度不大于1.5mm。
当球壳板表面焊补深度超过3mm时，还应进行超声检测。
坡口表面缺陷按7.1.6修磨和焊补。
b）焊缝表面缺陷进行焊补时，焊补长度应大于50mm。材料标准抗拉强度下限值σb＞540MPa的钢材焊缝焊补后，应在焊补焊道上加焊一道凸起的回火焊道。回火焊道焊完后，应磨去回火焊道多余的焊缝金属，使其与主体焊缝平缓过渡。
c）焊缝的内部缺陷焊补时，清除的缺陷深度不得超过球壳板厚度的2/3。若清除到球壳板厚度的2/3处还残留缺陷时，应在该状态下焊补，然后在其背面再次清除缺陷，进行焊补。焊补长度应大于50mm。
当采用碳弧气创清除缺陷时，应符合8.3.5.5的规定。
d）焊接接头同一部位的焊补次数不宜超过两次。如超过两次，焊补前应经制造（组焊）单位技术总负责人批准，焊补次数、部位和焊补情况应记入球罐质量证明书。
e）焊补工艺应按评定合格的焊接工艺进行。
GB12337附录A 低温球形储罐
A2材料
A2.1.3钢材的超声检测、磁粉检测，除以下要求外，均按第4章的有关规定。
用于球壳的钢板厚度大于20mm时，应逐张进行超声检测，钢板超声检测以不低于JB4730规定III级为合格。
A4.5焊接接头检验
A4.5.1低温球罐应按图样规定的检测方法，对所有对接接头进行100%射线或超声检测。
A4.5.2应球罐的所有焊接接头表面、工卡具焊迹及缺陷修磨、焊补处进行磁粉或渗透检测。非受压件与球壳的连接焊缝亦按本条要求检测。
说明：钢板超声检测是低温球罐选材的主要检验措施。国外多数压力容器规范虽无明方规定检测界限，但从引进的石油化工装置中的一些主要容器来看，均要求制造容器用钢板逐张进行无损检测。本附录规定，当球壳用钢板厚度大于或等于20mm时，应逐张进行超声检测，按JB4730-94《压力容器无损检测》规定，以III级为合格，这一规定与GB3531和日本的一些规范要求是基本一致的。
A7.2局部无损检测时，每条焊缝的检测长度不得少于焊缝总长度的50%