淺談水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)鋼焊縫無損檢測技術(shù)

李婷

長江三峽技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司工程檢測中心 湖北 宜昌 443133

前言

在不破壞或不影響被檢測對象前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備器材，對被檢測對象內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行高靈敏度和高可靠性的檢查和測試技術(shù)稱為無損檢測。隨著產(chǎn)品復(fù)雜程度的日益增加，對安全性的要求越來越高，無損檢測技術(shù)在質(zhì)量控制過程中占有非常重要的位置，對保證產(chǎn)品的質(zhì)量具有舉足輕重的作用。

1 無損檢測的類型分析

（1）無損檢測是一種建立在不破壞或不影響被檢測對象性能的前提下，檢測被檢對象內(nèi)部或表面是否存在缺陷或不均勻性的檢測的技術(shù)。在對質(zhì)量過程進(jìn)行控制時，無損檢測是一項不可缺少的環(huán)節(jié)，采用無損檢測技術(shù)可以對材料表面及內(nèi)部的缺陷進(jìn)行實時的發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在的產(chǎn)品逐漸變得復(fù)雜化，在安全性能方面保障要求也越來越高，因此無損檢測技術(shù)在對質(zhì)量控制過程中有著非常重要的作用。

（2）無損檢測技術(shù)的種類比較多，常見的類型有超聲、射線、滲透、磁粉以及渦流檢測等等。最近這幾年漏磁和超聲成像的檢測技術(shù)得到廣泛運(yùn)用，在對水利工程金屬結(jié)構(gòu)鋼焊縫的檢測中，一般都采用超聲及射線對焊縫的內(nèi)部進(jìn)行質(zhì)量檢驗，采用滲透及磁粉對焊縫的表面及近表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗[1]。

2 無損檢測的對應(yīng)特征分析

2.1 具有無損性

無損檢測首先具有無損性，就是不破壞材料的性能，以達(dá)到檢測目的。它不僅可對制造用原材料、中間工藝環(huán)節(jié)、最終產(chǎn)成品進(jìn)行全過程檢測，也可對水利水電在役設(shè)備進(jìn)行檢測。對于被檢測對象而言，在數(shù)量上的限制較少，靈活性好，效率比較高。

2.2 具有相互融合性

對于同一檢測區(qū)域，能夠多種設(shè)備同時進(jìn)行檢測或者使用多種方法進(jìn)行檢測。此外，還能夠?qū)ν粰z測進(jìn)行重復(fù)性操作，能夠通過大量檢測方法的運(yùn)用來保證檢測的準(zhǔn)確性。

2.3 具有時實性

無損檢測方法可對在役工件或零件進(jìn)行檢測，對發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行實時觀察，監(jiān)督產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)，并考察產(chǎn)品運(yùn)行期的累計影響。

2.4 具有嚴(yán)格性

由于無損檢測的缺陷評定主要取決于檢驗員的專業(yè)技能和實踐的經(jīng)驗，因此必須對相關(guān)檢查員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，取得無損檢測相關(guān)工業(yè)門類的資格等級證書，確保每個檢測員持證上崗。同時，當(dāng)檢驗人員進(jìn)行無損檢測時，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇不同類別的鋼焊縫檢測方法進(jìn)行檢測。還應(yīng)該對無損檢測相關(guān)儀器進(jìn)行定期的校準(zhǔn)和維護(hù)[2]。

3 無損檢測的焊縫檢驗類型選擇分析

3.1 超聲檢測

超聲檢測是水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)施工中常用的無損檢測技術(shù)。實驗表明，超聲波在同一介質(zhì)中沿直線傳播的速度相同，而在遇到聲阻抗不同的兩種介質(zhì)分界面時會反射或折射，此時我們就可根據(jù)檢測設(shè)備接收到的回波進(jìn)行分析和判斷工件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。對于鋼焊縫檢測應(yīng)根據(jù)厚度、結(jié)構(gòu)形式，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范定義焊縫類別和檢測的方法。超聲檢測方法成本低、速度快、設(shè)備輕便，對人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場使用較方便。但實際運(yùn)用時，這種技術(shù)人力操作的步驟比較多，因此對缺陷性質(zhì)的分析受檢測人員主觀因素的影響較大。

3.2 射線檢測

射線檢測是指用X射線或γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法。在水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)鋼焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗中，射線檢測主要的應(yīng)用是探測試件內(nèi)部的宏觀幾何缺陷。在檢測不對稱的大型工程金屬結(jié)構(gòu)時，可以選擇超聲檢測技術(shù)來檢測缺陷。超聲檢測對工件的形狀和位置要求較低，檢測起來比較方便，對危害性缺陷的檢測具有較高的靈敏度，然而，超聲檢測不能直觀地對缺陷定性，且溯源性相對不足。因此在條件允許的情況下，可以利用射線檢驗技術(shù)輔佐超聲檢驗技術(shù)，對缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。

3.3 滲透、磁粉檢測

磁粉檢測主要是指由截面缺陷產(chǎn)生的漏磁場吸附磁粉而形成磁痕顯示的原理，對鐵磁性工件進(jìn)行表面或近表面的檢測。滲透檢測是指在工件表面施涂著色染料滲透劑后，在毛細(xì)管作用下進(jìn)行表面開口性缺陷的檢測。在水利水電工程中一般鐵磁材料工件首選磁粉檢測，滲透探傷只是作為替代方法，但對非鐵磁材料焊接的檢測，例如：水輪機(jī)機(jī)組的葉片焊縫檢測，滲透探傷是表面缺陷檢測的首選方法。

4 關(guān)于鋼焊縫無損檢測條件及檢測時機(jī)

（1）水利水電鋼焊縫在進(jìn)行無損探傷之前還應(yīng)對全部焊縫進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查。檢查內(nèi)容包括焊縫外形尺寸和外觀質(zhì)量要求，其檢查標(biāo)準(zhǔn)在驗收規(guī)范中均有明確規(guī)定，焊縫外觀質(zhì)量合格后，可實施內(nèi)部無損檢測。

（2）焊縫超聲檢測前應(yīng)做到，對焊縫兩邊的檢測區(qū)域進(jìn)行清理，不能存在銹蝕、油污、焊接飛濺及外部雜質(zhì)。保證探頭移動區(qū)域表面平滑平整，若表面粗糙度大于＞6.3μm則要先打磨，要保證探頭和工件表面耦合較好。

（3）射線檢測前，應(yīng)對焊縫表面進(jìn)行細(xì)致的外觀檢查和適當(dāng)修整，對焊接接頭余高應(yīng)盡量減小，以免因焊縫表面的不規(guī)則而掩蓋和干擾焊縫缺陷影像。

（4）考慮到焊縫有延遲裂紋出現(xiàn)的可能，應(yīng)在焊接完成24h后進(jìn)行無損檢測，對于屈服點大于620MPa的高強(qiáng)鋼，焊接完成48h以后才能進(jìn)行。

5 結(jié)束語

綜上所述，焊縫質(zhì)量是影響金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品使用性能的重要因素，只有提高焊縫質(zhì)量，才能為金屬產(chǎn)品的性能提供可靠保障，為了能夠有效控制焊縫質(zhì)量，應(yīng)重視利用無損檢測方法檢驗焊縫，在檢測焊縫時應(yīng)嚴(yán)格按照檢測標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，并在實際工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗，找出無損檢測工作中存在的不足，以保證無損檢測工作的有效實行。本文主要是對水利水電工程金屬鋼焊縫內(nèi)部及表面質(zhì)量無損檢測方法進(jìn)行了詳細(xì)的探討，借此給相關(guān)研究人員提供一定意義上的幫助與借鑒。