液壓支架結(jié)構(gòu)件常見缺欠國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對比解析

李福永　楊高　白海明

摘要：逐一對比解析液壓支架結(jié)構(gòu)件常見的缺欠標(biāo)準(zhǔn)ISO 5817和MT/T 587，主要包括缺欠類別、相應(yīng)的檢測等級和驗(yàn)收等級。國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)主要差異性表現(xiàn)為：（1）缺欠驗(yàn)收僅是MT/T 587的一部分，其適用范圍廣于ISO 5817，但沒有ISO 5817系統(tǒng)、具體和全面;（2）MT/T 587僅對表面缺欠和幾何形狀缺欠有具體規(guī)定，但未對內(nèi)部缺欠詳細(xì)解釋，僅要求缺欠驗(yàn)收符合GB/T 11345規(guī)定;（3）關(guān)于表面缺欠和幾何形狀缺欠，MT/T587-Ⅰ類比ISO5817-C級評定更為苛刻。最后，制定了常見缺欠的應(yīng)對措施：（1）為降低應(yīng)力集中，宜采取焊趾打磨;（2）兩標(biāo)準(zhǔn)均允許內(nèi)部氣孔和夾雜缺欠存在，但應(yīng)滿足評定極限值;（3）幾何形狀缺欠雖然降低了接頭的承載力，但可增加焊縫厚度進(jìn)行補(bǔ)償。

關(guān)鍵詞：液壓支架;缺欠標(biāo)準(zhǔn);對比解析;差異性;應(yīng)對措施

中圖分類號：TG457 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號：1001-2303（2020）01-0088-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.01.16

0 前言

隨著煤礦開采技術(shù)的迅速崛起，液壓支架積極地向智能化和無人化開采目標(biāo)邁進(jìn)。高端類液壓支架工作阻力高達(dá)26 000 kN，要求結(jié)構(gòu)件循環(huán)使用壽命60 000～80 000次。為保障液壓支架安全、可靠和高效地開采，標(biāo)準(zhǔn)的貫徹和落實(shí)尤為重要[1]。近年來，各企業(yè)逐漸引進(jìn)ISO3834-2國際焊接企業(yè)管理體系，從而保證了質(zhì)量等級能與國際接軌。本文將常見的液壓支架結(jié)構(gòu)件缺欠質(zhì)量等級、相應(yīng)的檢測等級和驗(yàn)收等級的歐洲（國際）標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比解析。具體來說，ISO 5817是歐洲（國際）缺欠驗(yàn)收的總則性標(biāo)準(zhǔn)，與其相對應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是ISO 17635。MT/T 587是國家煤炭行業(yè)發(fā)布的關(guān)于液壓支架結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)條件，但未具體規(guī)定焊縫內(nèi)部缺陷驗(yàn)收等級，僅要求驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T 11345規(guī)定。

由于考核的出發(fā)點(diǎn)和側(cè)重點(diǎn)不同，因此兩標(biāo)準(zhǔn)ISO 5817和MT/T 587對表面缺欠的具體衡量指標(biāo)有所不同。通過對比解析，尋找常見焊縫缺欠的差異性并提出相應(yīng)的解決措施，從而更好地為液壓支架結(jié)構(gòu)件制造提供安全、可靠和高效的保障。

1 標(biāo)準(zhǔn)對比

涉及出口產(chǎn)品，液壓支架結(jié)構(gòu)件焊縫缺欠質(zhì)量等級采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5817-2014（簡稱ISO 5817），它是缺欠驗(yàn)收的總則性標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了三個質(zhì)量等級，其中B級質(zhì)量最高、C級次之、D級質(zhì)量最低。缺欠種類包括：表面缺欠、內(nèi)部缺欠、幾何形狀缺欠和多種缺欠。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO17635-2010（簡稱ISO 17635）是焊縫無損檢測方法驗(yàn)收等級標(biāo)準(zhǔn)，列出了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和無損檢測標(biāo)準(zhǔn)的檢測技術(shù)、檢測等級以及可接受水準(zhǔn)之間的關(guān)系。ISO 17635附錄C（資料性）給出了外觀、表面及內(nèi)部檢驗(yàn)相應(yīng)方法的驗(yàn)收等級，如表1所示。此外，ISO 5817附錄C對焊縫的疲勞等級C63（c）、B90（c）和B125做出了附加要求，這為結(jié)構(gòu)件循環(huán)使用壽命提供了參考依據(jù)。

涉及內(nèi)銷產(chǎn)品，液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接缺欠質(zhì)量等級采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T 587-2011（簡稱MT/T 587），是液壓支架結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)規(guī)范。適用范圍：下料、焊接、返修和檢驗(yàn)。焊縫等級分為Ⅰ類焊縫和Ⅱ類焊縫，其中Ⅰ類焊縫質(zhì)量級別較高。國標(biāo)GB/T 29712-2013（簡稱GB/T 29712）規(guī)定了鐵素體全熔透焊接接頭超聲波檢測-國標(biāo)GB/T 11345-2013（簡稱GB/T 11345）的驗(yàn)收等級，如表2所示。

ISO 5817質(zhì)量等級中B級焊縫要求最高，液壓支架結(jié)構(gòu)件絕大多數(shù)焊縫達(dá)到C級即可滿足工作阻力和疲勞壽命要求。液壓支架結(jié)構(gòu)件的重要受力部件的焊縫等級為MT/T 587-Ⅰ類，其余部位的焊縫等級為MT/T 587-Ⅱ類。通過對比解析得出，ISO5817-C級與MT/T 587-Ⅰ類焊縫質(zhì)量等級相當(dāng)，ISO5817-D級與MT/T 587-Ⅱ類焊縫質(zhì)量等級相當(dāng)。

2 缺欠類別

為保證焊接質(zhì)量管理水平能與國際接軌，現(xiàn)將液壓支架結(jié)構(gòu)件中典型缺欠類別逐一梳理，并進(jìn)行分類對比解析。

2.1 焊縫術(shù)語

符號詳見ISO 2553，具體含義解釋如表3所示。

2.2 缺欠類別

關(guān)于裂紋、未完全熔合和翻邊（焊瘤）等表面缺欠，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)評定均較嚴(yán)格，如表4所示。關(guān)于表面氣孔、蓋面咬邊和弧坑縮孔等表面缺欠，MT/T 587-Ⅰ類評定等級比ISO 5817-C級更為苛刻。

MT/T 587未具體解釋內(nèi)部缺欠，僅要求檢驗(yàn)等級符合GB/T 11345 至少A級規(guī)定，驗(yàn)收按照GB/T 29712的3級執(zhí)行。ISO5817-C級允許焊縫均布?xì)饪缀途植棵芗瘹饪状嬖?，這雖然會對接頭性能有一定的影響，但若滿足表5所允許的缺欠極限值范圍內(nèi)，并不會降低液壓支架工作阻力和結(jié)構(gòu)件的循環(huán)使用壽命。

關(guān)于未焊透缺欠，常見的液壓支架結(jié)構(gòu)件未焊透類型為T型接頭，該缺欠會縮小焊縫的有效面積，降低力學(xué)性能，且會成為裂紋源，如表5所示。

常見的幾何形狀缺欠類型為錯邊和角焊縫根部間隙，雖然減少了焊縫的有效承載厚度，降低了力學(xué)性能，但都可通過增加焊縫厚度進(jìn)行補(bǔ)償。MT/T 587-Ⅰ類要求比ISO 5817-C更為苛刻，如表6所示。

3 差異性

尋找ISO 5817和MT/T 587中焊縫缺欠質(zhì)量等級的差異性，以期為生產(chǎn)提供更可靠和安全依據(jù)。

（1）應(yīng)用范圍：MT/T 587應(yīng)用范圍比ISO 5817廣，但沒有ISO 5817系統(tǒng)、具體和全面。此外，ISO

5817附錄C額外提出了焊縫的疲勞等級。

（2）評定等級：一般來說，ISO5817-C級與MT/T 587-Ⅰ類焊縫質(zhì)量等級相當(dāng)，ISO5817-D級與MT/T 587-Ⅱ類焊縫質(zhì)量等級相當(dāng)。但由于考核的出發(fā)點(diǎn)和側(cè)重點(diǎn)不同，MT/T587-Ⅰ類要求表面缺欠和幾何形狀缺欠評定級別比ISO 5817-C級更為苛刻。

（3）詳盡程度：MT/T 587僅對表面缺欠和幾何形狀缺欠有規(guī)定，但未對內(nèi)部缺欠具體解釋，僅要求驗(yàn)收符合GB/T 11345。

4 應(yīng)對措施

為提高液壓支架的工作阻力和循環(huán)使用壽命，鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)公司逐漸引進(jìn)ISO 3834-2國際焊接企業(yè)管理體系，促進(jìn)了焊接質(zhì)量水準(zhǔn)與國際接軌，生產(chǎn)中涉及的缺欠類別宜參考的應(yīng)對措施[8-9]為：

（1）涉及高端產(chǎn)品的表面缺欠和幾何形狀缺欠，建議選取兩標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格的評定級別。關(guān)于內(nèi)部缺欠，MT/T 587未具體解釋部分可參照ISO 5817執(zhí)行。

（2）為降低應(yīng)力集中，提高接頭的循環(huán)使用壽命，宜采取焊趾打磨和TIG熔修方法。實(shí)際施工時以焊趾打磨為主，并利用HJC40型焊縫檢尺測量深度。

（3）在允許的缺欠極限值內(nèi)，ISO 5817和MT/T 587允許內(nèi)部氣孔和夾雜缺欠存在，并不會降低結(jié)構(gòu)件的循環(huán)使用壽命和工作阻力。

（4）幾何形狀缺欠減少了焊縫的有效厚度、降低了接頭的承載力，可通過增加焊縫厚度進(jìn)行補(bǔ)償。

5 結(jié)論

本文對比解析了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5817和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T 587中常見的表面缺欠、內(nèi)部缺欠和幾何形狀缺欠類型，并提出采取的應(yīng)對措施：

（1）表面缺欠和幾何形狀缺欠評定所允許的極限值不同，MT/T 587-Ⅰ類比ISO 5817-C級要求更為苛刻。涉及高端產(chǎn)品，建議選取較為嚴(yán)格的評定級別。

（2）為提高結(jié)構(gòu)件的循環(huán)使用壽命和工作阻力，宜采取焊趾打磨消除表面缺陷以降低應(yīng)力集中，并利用HJC40型焊縫檢尺測量。

（3）MT/T 587未具體解釋內(nèi)部缺欠檢測方法，僅要求檢驗(yàn)等級符合GB/T 11345至少A級，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T 29712-3級。

（4）ISO 5817和MT/T 587均允許內(nèi)部氣孔和夾雜缺欠存在，但在允許極限值范圍內(nèi)，并不會降低結(jié)構(gòu)件的循環(huán)使用壽命。此外，幾何形狀缺欠降低了接頭承載力，但可通過增加焊縫厚度來補(bǔ)償。

參考文獻(xiàn)：

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