鋼結(jié)構(gòu)工程超聲波探傷檢測的應(yīng)用

【摘要】鋼結(jié)構(gòu)在當(dāng)代建筑中使用率已越來越高。采用無損探傷的手段對(duì)焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)是確保鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。文章從規(guī)范規(guī)定的焊縫等級(jí)檢測要求、檢測比例、設(shè)備的選擇、檢測的步驟、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及缺陷特性等方面對(duì)鋼結(jié)構(gòu)超聲波無損探傷做了初步探討。并提出了幾種常見焊接缺陷的反射波特性，具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)工程；焊縫檢測；超聲波探傷；應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)代建筑中，鋼結(jié)構(gòu)因自重輕、跨度大、可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)已被越來越廣泛的應(yīng)用于各種類型的工程中。特別是在大型廠房、倉庫、體育場、超高層建筑中更是廣泛的使用。焊接是鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用最多的連接方式，焊接質(zhì)量則是鋼結(jié)構(gòu)工程施工驗(yàn)收的重要環(huán)節(jié)。超聲波探傷具有設(shè)備輕便，操作方便，檢測速度快，適宜高空作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，因此在鋼結(jié)構(gòu)工程探傷中應(yīng)用最為廣泛。

一、鋼結(jié)構(gòu)工程中對(duì)探傷檢測的要求

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中的強(qiáng)制性條文5.2.4條規(guī)定：設(shè)計(jì)要求全焊透的一、二級(jí)焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)，其內(nèi)部缺陷分級(jí)及探傷方法應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》GB 11345的規(guī)定。

鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫探傷的檢驗(yàn)等級(jí)全部為B級(jí)。具體方法是采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)整個(gè)焊縫截面進(jìn)行探傷。母材厚度大于100mm時(shí)，應(yīng)采用雙面雙側(cè)檢驗(yàn)，對(duì)接接頭主要采用單面雙側(cè)檢驗(yàn)；當(dāng)受構(gòu)件的幾何條件限制時(shí)，可在焊縫的雙面單側(cè)采用兩種角度的探頭進(jìn)行探傷。T型接頭焊縫可按雙面單側(cè)檢驗(yàn)，T型焊縫母材位置不要選錯(cuò)，有人錯(cuò)誤的認(rèn)為母材一定是厚度薄的鋼板，對(duì)于對(duì)接焊縫可以這么理解，但對(duì)于T型焊縫卻不一定，母材的判定取決于位置而不是厚度。

二、探傷比例的確定

一級(jí)焊縫為100%探傷，即無論工廠制作焊縫還是現(xiàn)場安裝焊縫，包含所有焊縫數(shù)量，每一條焊縫整條長度全部檢測。

二級(jí)焊縫的為20%探傷，需要注意的是這里的20%對(duì)應(yīng)工廠制作焊縫和現(xiàn)場安裝焊縫計(jì)數(shù)方法不一樣。

對(duì)于工廠制作焊縫，應(yīng)按每條焊縫計(jì)算百分比，且探傷長度應(yīng)不小于200mm，當(dāng)焊縫長度不足200mm時(shí)，應(yīng)對(duì)整條焊縫進(jìn)行探傷?？梢岳斫鉃?，工廠制作的二級(jí)焊縫每一條都需要進(jìn)行超聲波探傷檢測，當(dāng)焊縫長度大于1000mm，最小檢測長度為整條焊縫長度的20%；當(dāng)焊縫長度在200mm～1000mm之間，最小檢測長度為200mm；當(dāng)焊縫長度小于200mm，按整條焊縫長度來檢測。在實(shí)際探傷工作中有時(shí)候誤認(rèn)為工廠制作焊縫也按數(shù)量的20%抽檢，這樣理解是錯(cuò)誤的。

對(duì)于現(xiàn)場安裝焊縫，應(yīng)按同一類型、同一施焊條件的焊縫條數(shù)計(jì)算百分比，探傷長度應(yīng)不小于200mm，并應(yīng)不少于1條焊縫。應(yīng)理解為，按照焊縫的條數(shù)的20%數(shù)量進(jìn)行抽檢，但每條抽檢的焊縫的檢測長度可以參照工廠二級(jí)焊縫長度來進(jìn)行。

三、探頭的選取

探頭的選擇也對(duì)探傷檢測的準(zhǔn)確性有很大的影響。探傷檢測應(yīng)根據(jù)母材厚度、焊縫坡口形式等因素選擇不同K值的探頭。常用的探頭K值有1.0、2.0、2.5，頻率在2.5MHz～5.0MHz。當(dāng)母材厚度在8～25mm之間，宜選用K2.5的探頭；當(dāng)母材厚度在25～50mm之間，宜選用K2.0的探頭；當(dāng)母材厚度大于50mm時(shí)，宜選用K1.0的探頭。

四、探傷檢測的步驟

探傷檢測前，可以先通過結(jié)構(gòu)圖紙了解到被檢構(gòu)件的材質(zhì)、厚度、曲率、焊接方法、焊縫等級(jí)、坡口形式等實(shí)際情況。根據(jù)實(shí)際情況選擇出對(duì)應(yīng)的K值探頭，制作出相應(yīng)的DAC曲線。

提前對(duì)被檢焊縫兩側(cè)母材表面進(jìn)行處理，將焊渣、飛濺、混凝土、油污等雜質(zhì)打磨掉，漏出金屬光澤的面層，打磨寬度一般為2.5倍的K值和母材厚度的乘積。

耦合劑應(yīng)選用具有良好透聲性和適宜流動(dòng)性，不應(yīng)對(duì)材料和人體有損傷作用，同時(shí)應(yīng)便于檢測后的清理的材料。工業(yè)漿糊因其粘度、流動(dòng)性、附著力適當(dāng)，對(duì)構(gòu)件和人體無害，價(jià)格便宜，配置方便，耦合效果比較好成為比較常用的耦合劑。

探傷過程中，掃查速度不應(yīng)大于150mm/s，相鄰兩次探頭移動(dòng)區(qū)域應(yīng)保持有探頭寬度10%的重疊，避免漏檢。在查找缺陷時(shí)，掃查方式常用鋸齒形掃查，鋸齒形掃查能有效發(fā)現(xiàn)焊縫中常見缺陷，尤其是縱向和斜縱向缺陷，也可選用斜平行掃查和平行掃查。為確定缺陷的位置，還可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭掃查方式。

當(dāng)檢測到反射波超過定量線時(shí)，通過端點(diǎn)6dB法來確定其起始位置，終點(diǎn)位置，最大反射波幅位置，來計(jì)算缺陷的指示長度。

五、檢測結(jié)果的分級(jí)

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，對(duì)一級(jí)焊縫評(píng)定等級(jí)為Ⅱ級(jí)，二級(jí)焊縫評(píng)定等級(jí)為Ⅲ級(jí)。也就是說一級(jí)焊縫等評(píng)定等級(jí)為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)時(shí)為合格，二級(jí)焊縫等評(píng)定等級(jí)為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)時(shí)為合格。

具體評(píng)定方法依據(jù)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》GB 11345-1989和《鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》JG/T 203-2007來判定。

《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》GB 11345-1989用于評(píng)定母材厚度為8～300mm的焊縫。對(duì)于網(wǎng)架、桁架結(jié)構(gòu)等母材厚度較小的構(gòu)件，當(dāng)母材厚度在4～8mm之間時(shí)，采用《鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》JG/T 203-2007對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)。

對(duì)于超出評(píng)定等級(jí)的焊縫應(yīng)進(jìn)行返修，返修后重新探傷，直到合格為止，但每條焊縫返修次數(shù)不應(yīng)大于2次。

超聲波探傷一般不要求準(zhǔn)確給出缺陷的類型和性質(zhì)，但通過實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)積累，了解各種缺陷反射波的特性，結(jié)合缺陷位置、焊接接頭結(jié)構(gòu)型式等特點(diǎn)，盡可能地判定出缺陷類型和性質(zhì)，（見表1）來綜合評(píng)定缺陷的嚴(yán)重程度。

六、結(jié)語

了解上述鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波探傷的知識(shí)，對(duì)我們的實(shí)際檢測工作有很大幫助。正確理解標(biāo)準(zhǔn)，選用適宜的設(shè)備，熟悉常用缺陷的特性，能避免漏檢誤判，提高我們檢測的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

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[4]GB/T 50621/2010 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).

[5]超聲波探傷 全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核委員會(huì) 中國鍋爐壓力容器安全雜志社.