钢结构焊缝的超声波检测 (已发表论文).doc

钢结构焊缝的超声波检测 安徽三兴检测有限公司 HQJ 摘要：本文结合现行钢结构工程施工及验收规范，对现场钢结构焊缝超声波检测的标准、检测仪器及探头的选择、缺陷波的识别、缺陷的定性及焊接质量等级的评定进行了论述。 关键词：钢结构焊缝 超声检测 引言 近年来随着经济建设的持续高速发展，在化工建筑的施工过程中钢结构因其强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短等特点得到日益广泛的应用。与此同时国家质量技术监督部门也开始了对钢结构制造安装的监督管理。焊缝内部质量的优劣是保证结构整体质量的根本，必须进行相应等级的焊缝质量检测。 《钢结构设计规范》规定焊缝质量等级分为一、二、三级，一、二级焊缝必须进行焊缝内部缺陷检测，检验标准对应于《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》GB/T 11345-1989 的Ⅱ、Ⅲ级质量等级。 从事钢结构超声波检测的探伤人员必须具备一定的超声理论知识和丰富的实际操作经验，同时还应了解金属材料特性的物理化学性能、焊接工艺过程、可能产生的缺陷以及容易产生缺陷的位置等基础知识。只有这样，才能采取正确的超声波检测工艺并对检测结果作出正确的判断。笔者结合自身参与的中海油惠州炼油120万吨/年常减压装置、新余多晶硅项目、神华宁煤集团宁东烯烃项目、芜湖发电厂五期项目、淮化液体二氧化碳项目等多个项目施工现场的钢结构超声波检测，总结了一些经验，供大家参考。 一、钢结构验收规范对超声波检测的要求 根据GB50205-2001《钢结构工程施工及验收规范》的规定，对一级、二级焊缝内部质量应进行超声波探伤检测，检测比例分别是焊缝长度的100%和20%。对于手工电弧焊，同一制造单位的焊工的焊接水平可能存在较大差异，抽取部分构件的20%进行焊缝检测往往不能有效的反应整批焊缝质量。标准强调了探伤比例按每条焊缝长度的百分数计，且不小于200mm，而绝对不是构件焊缝总长度的百分数；这是保证每条焊缝质量的硬性规定。这一点在执行过程中往往得不到足够的重视。 焊缝超声波抽检分为两种情况，一是对制造厂质保体系具备探伤条件的，根据其企业内部检验报告进行抽样核实，其探伤比例为焊缝数量是20%。二是对制造厂质保体系不具备探伤条件的情况，或现场组装的钢结构焊缝，则应严格按照GB50205-2001规定探伤比例按每条焊缝长度的20%且不小于200mm进行检测抽查。 二、超声波检测标准 建筑钢结构的超声波检测经常接触的检测标准有以下三个：GB/T 11345-1989 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》、JB/T 4730.3-2005 《承压设备无损检测 第三部分超声波检测》、 JG/T 203-2007《钢结构超声波探伤及质量分级法》，但是这三个标准分别有不同的侧重点： ㈠ GB/T 11345-1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》标准侧重于母材厚度不小于8mm的铁素体类钢全焊透熔化焊缝，不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝；外径小于159mm的钢管对接焊缝；内径小于等于200mm的管座角焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝。 ㈡ JB/T 4730.3-2005《承压设备无损检测 第三部分超声波检测》标准侧重于金属材料制承压设备用原材料、零部件和焊接接头的超声检测，也适用于金属材料制在用承压设备的超声检测以及与承压设备有关的支承件和结构件。 ㈢ JG/T 203-2007《钢结构超声波探伤及质量分级法》标准侧重于球节点网状结构中钢管与相贯球节点焊接接头以及钢管对接焊缝的超声波检测。该标准规定了管节点用斜探头接触法超声波检测及评定质量的分级方法，同时还规定了建筑钢结构和钢建建筑物等即板节点用超声探伤，以及根据超声探伤结果进行质量分级的方法。 三、仪器、探头的选择 ㈠ 超声波探伤仪 超声波探伤仪的性能应符合所使用的检测标准的要求，最好使用数字式超声波检测仪器。仪器的水平线性误差不得大于1%，垂直线性误差不得大于5%，水平线性误和垂直线性误差应每3个月进行一次校验。 ㈡ 探头 １、晶片尺寸 超声波探头的晶片尺寸较大时，声波入射至反射体的能量大且指向角较小，能量相对集中，发现远距离缺陷能力强，但通常晶片尺寸大的探头前沿较大，一次波能直接扫查的区域较小。检测频率相同时，晶片尺寸小，有利于发现薄板焊缝缺陷。因此，钢结构焊缝的厚度较大时，应选用较大的晶片尺寸；反之，则应选用较小的晶片尺寸。 ２、探头K值 大K值的探头，一次波能直接扫查的区域也较大，适用于薄壁工件的检测。但大K值探头会有不同程度的表面波干扰，增加缺陷判断的难度，当然表面波与缺陷波还是能区别的，在一定范围内前后移动探头表面反射波信号通常始终存在，且波幅变化不显著，而缺陷波只有探头在特定的位置，才具