鋼結構無損(sǔn)探傷(shāng)包括超聲(shēng)檢測(UT)、射線檢測(RT)、磁粉檢測(cè)(MT)、滲透檢測(PT)和渦流檢測(ET)等五種檢測方法。超聲檢測是目前應用最廣泛的探傷方法(fǎ)之一。超聲波的波長很短、穿透(tòu)力強(qiáng),傳播過程中遇不同介質的分界麵會產生反射、折射(shè)、繞射和波形轉換。超聲波像(xiàng)光波一樣具有良好的方向性,可以定向發射,猶如一束手電筒燈光可以(yǐ)在黑暗中尋找目標一樣(yàng),能在被檢材料中(zhōng)發現缺陷。超聲波探(tàn)傷能探測(cè)到的(de)最小缺陷尺寸約為波長的一半。超聲波探傷又可分為反射法和穿透法。穿透法的(de)靈敏度不如反射法,因而在實際探(tàn)傷中一般采用反射法來進行鋼材缺(quē)陷探傷和焊縫探傷,即根據缺陷反射回波聲壓的高低(dī)來評價缺陷的大小。
從焊縫(féng)本身來說決定焊縫(féng)質量(liàng)的因素(sù)主要有3方麵,分別是焊縫內部缺陷、焊縫外觀表麵缺陷以及焊縫尺(chǐ)寸。因此,焊縫質量等(děng)級就存在著兩重含義,其一是(shì)針對焊縫內部缺(quē)陷檢(jiǎn)驗,其二是針(zhēn)對焊縫外觀表麵缺陷檢驗。但目前絕大部分情況是(shì)設(shè)計者隻進行籠統的規定,如“該焊縫質量等級為(wéi)二級”,此時正(zhèng)確的理解是“焊縫(féng)內部缺陷按二級檢驗,外觀缺陷也按二級檢驗。”
對於(yú)需要進行疲勞驗算(suàn)的構件如吊(diào)車梁,其中某些部位的角焊縫,雖然不進行(háng)內部缺陷的超聲波探傷(三級焊(hàn)縫),但其外觀表麵質量等級(jí)應為(wéi)二級,所以籠(lóng)統(tǒng)地說“角焊縫都是三級焊(hàn)縫”就有(yǒu)失全麵。下麵就超(chāo)聲波無損探傷在鋼結(jié)構鑒定檢測中的應用,結合相關規範作以下初(chū)步探討:
一、檢測資料及檢測報告的種類
在房屋具備相關資料的情況下,我們進行鑒定檢測就應結合相關資料(liào)及檢測數據對其進行綜合評價。委托單位提供的相(xiàng)關資料(liào)往往包括施工單位自檢、見證檢測及第三方檢(jiǎn)測三種。針對以上三種資料,其相應的要求通常可歸納為表一所列(liè):
如果以下檢測資料(liào)審查不合格或現場抽樣檢查不達標的情況下,就應結合可靠性鑒定標準(zhǔn)、鋼結構(gòu)工程施工質量驗(yàn)收規範等國家相關規範,對該項目進行進一步的檢測。
二、焊縫無損檢測的檢驗等級:
根據《鋼焊縫手(shǒu)工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89規定,超聲(shēng)波檢驗等級分(fèn)為A、B、C三個(gè)級(jí)別:
A級(jí)、檢驗采用一種角度的探(tàn)頭在(zài)焊縫(féng)的(de)單麵(miàn)單側(cè)進(jìn)行檢驗,隻(zhī)對允許掃查到的焊縫截麵進行探測。一般不要(yào)求作橫向缺陷的檢驗。母材(cái)厚度〉50mm時,不得采用A級檢驗。
B級(jí)、檢驗(yàn)原則上(shàng)采用一種角度探頭在焊縫的單麵雙側進行檢驗,對整個焊縫截麵進行探測。母材厚度〉100mm時,采用雙麵雙側檢驗。受幾何條件的限製可在焊縫的(de)雙麵(miàn)單側采用(yòng)兩種角度探頭進行探傷。條件允許時應作橫向缺陷(xiàn)的檢驗。
C級、檢驗至少要采用兩種角度探頭在焊縫的(de)單(dān)麵雙側進行檢驗。同時要做兩個掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺(quē)陷檢驗(yàn)。母材厚度〉100mm時,采用雙麵雙側(cè)檢驗。其他附加要求是:1.對接焊縫餘高要磨平,以便探頭(tóu)在焊縫上作平行掃查(chá);2.焊縫兩側斜探頭掃查經過的母材部分要用直探頭作檢查;3.焊縫母材厚度≥100mm,窄間隙焊縫母材厚度≥40mm時,一般要增加串列式掃查。
三、建築結構焊縫無損探傷檢驗具體要求:
3.1、設計要求全焊透的焊縫,其內部缺陷的檢驗應符合下(xià)列要求:
3.1.1、一級焊縫應進行100%的檢驗,其合格等級應為《鋼焊縫手工(gōng)超(chāo)聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89中B級檢驗的Ⅱ級及Ⅱ級以上;
3.1.2、二級焊縫(féng)應(yīng)進行抽檢(jiǎn),抽檢(jiǎn)比例(lì)20%,其(qí)合格(gé)等級應為《鋼焊縫手工超聲(shēng)波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89中B級檢驗(yàn)的Ⅲ級及Ⅲ級(jí)以上;
3.1.3、全焊透的三級焊縫可不進行無損檢測。
3.2、焊接球節點網架焊縫的超聲探傷及(jí)缺陷分級應符(fú)合《焊接球節點鋼網架(jià)焊縫超聲(shēng)波探傷及質量分級法》JG/T3034.1-1996的規定。
3.3、螺栓球節點網架焊縫的超聲探傷(shāng)及缺(quē)陷分級應符合《螺栓(shuān)球節點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法》JG/T3034.2-1996的(de)規定。
3.4、圓管T、K、Y節點焊縫的超聲波(bō)探(tàn)傷方法及缺陷分級應符合(hé)《建(jiàn)築鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002的規定。
四、焊縫缺陷的評定等級
缺陷的大小確定以後,要根據缺陷的(de)性質和指(zhǐ)示長(zhǎng)度結合有關標準的規定評定(dìng)焊縫的質(zhì)量級別。
超聲波檢驗焊縫內部缺陷(xiàn)的評定等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級,其中Ⅰ級質量(liàng)最(zuì)高,Ⅳ級質量(liàng)最低。
根據在標準試塊上繪(huì)製的距離波幅曲線,對比焊縫中缺陷(xiàn)最高回(huí)波的位置、和缺陷性質(zhì)判斷(duàn)焊(hàn)縫等級(jí)。對於最大反射波幅不超過距離波幅曲(qǔ)線中評定線的缺陷,均評定(dìng)為Ⅰ級;最大反射波幅超過評定線的(de)缺陷檢驗者判定(dìng)為裂紋等危害性缺陷時,無論(lùn)其波幅和尺寸如何(hé),均評定為(wéi)Ⅳ級;反射波幅位於Ⅰ區的非裂紋性缺陷(xiàn),均評定為Ⅰ級(jí);反射波幅位於(yú)Ⅲ區的缺陷(xiàn),無論其指示(shì)長(zhǎng)度如何,均評定為(wéi)Ⅳ級。最大反射波幅位於Ⅱ區的缺陷(xiàn),跟具缺陷指示長度:
五、焊縫檢測記數規則及合格評定
5.1.焊縫內部缺陷無損檢測(cè)記數規則 一級焊縫探傷比(bǐ)例100%,即(jí)全數探傷;二級焊縫探傷比例20%,對(duì)於工廠製作焊縫,應按每條焊縫長度計算比例,且探傷長度≥200mm,當焊縫長度≤200mm時,應對整條焊縫(féng)進行探傷;對於現場安裝焊縫,應按同一類型、同一施焊條件的焊(hàn)縫條數計算比例(lì),探傷長度應≥200mm,並應不少(shǎo)於(yú)1條焊縫;三級焊縫不要求進行內部缺陷的無損探(tàn)傷。
5.2.焊(hàn)縫處數的記(jì)數方法 工(gōng)廠製作焊縫長度≤1000mm時,每條焊縫為1處,長度>1000mm時(shí),將其劃分為每300mm為1處,現(xiàn)場安裝焊縫每條焊縫為1處(chù)。
5.3.抽樣檢驗(yàn)的合格(gé)判定 抽樣檢查的焊縫數如不合格率<2%時(shí),該批驗收應定為合格;不合格率>5%時,應加(jiā)倍抽(chōu)檢,且必(bì)須(xū)在原不合格部(bù)位兩側的焊縫延長線各增加1處,如(rú)在所有抽檢焊縫中不合(hé)格率(lǜ)≤3%時,該批驗收應(yīng)定為合(hé)格,>3%時,該批驗收應定為不合格。當批量驗收不合格時,應對該批餘下焊(hàn)縫的全(quán)數進行檢查。
六、焊(hàn)縫中常見缺陷的類型及其在超聲探傷中(zhōng)的識別
焊縫(féng)中常見的缺陷主要有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂(liè)紋(wén)等幾(jǐ)種,他(tā)們各自的回波均有其特性。
6.1.氣孔
氣孔是在(zài)焊接過程中(zhōng)焊接熔(róng)池高溫時吸收了過量的氣體或(huò)冶金反應產生的氣體,在冷卻凝固之前來(lái)不(bú)及逸出而殘留在焊(hàn)縫金屬(shǔ)內所形(xíng)成的空穴,多呈球形或橢球形。氣孔可分為單個(gè)氣孔和密集氣孔。單個氣孔回波(bō)高度低,波形(xíng)較(jiào)穩定(dìng)。從各個方向(xiàng)探測(cè),反(fǎn)射波高大致相同,但稍一移動探頭就消(xiāo)失。密集氣孔為一簇反射(shè)波,其波高隨(suí)氣孔的大小而不同,當探頭作定點(diǎn)轉動時,會出現(xiàn)此起彼落(luò)的現象(xiàng)。
6.2.夾渣
夾渣是(shì)指焊後殘(cán)留在焊縫金屬內的(de)熔渣或非金屬夾(jiá)雜物,夾(jiá)渣表麵(miàn)不規則。夾渣分點狀夾渣和條狀夾(jiá)渣(zhā)。點狀夾渣(zhā)的回波信號與點(diǎn)狀氣孔相似。條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀。它的反射率低,一(yī)般波(bō)幅不高,波形常呈樹枝狀(zhuàng),主峰邊上有小峰。探頭平移時,波幅有變動,從各個方向探測,反射波幅不相同。
6.3.未焊透
未焊透是指焊接接頭部分金屬未完全熔透的現象。一般位於焊縫中心線上,有一定(dìng)的(de)長度。探傷中探頭平移時,未(wèi)焊透波形較穩定,焊縫兩側探傷時,均能得到大致相同的反射波幅。
6.4.未(wèi)熔合
未熔合主要是指填充金(jīn)屬與(yǔ)母材之間沒(méi)有熔合在一起或填充金屬層之間沒有熔合在一起。未(wèi)熔合反射波的特征是:探頭平移(yí)時,波(bō)形較穩定。兩側探測時,反射波幅(fú)不同,有時隻能從一側探到。
6.5.裂(liè)紋
裂紋是指在焊接過(guò)程中或焊後,在焊縫或母材的熱影響(xiǎng)區(qū)局部破裂的縫隙。一(yī)般來說,裂紋的回波高度較大,波幅寬,會出現多峰。探頭平移時,反射波連續(xù)出現,波幅有變動(dòng);探頭轉動時,波峰(fēng)有上、下錯動現象。