鋼結構無損探傷(shāng)包括超聲檢測(UT)、射(shè)線檢測(cè)(RT)、磁粉檢測(MT)、滲透檢測(cè)(PT)和渦流檢測(cè)(ET)等五種檢測(cè)方法。超聲檢測是目前應用廣泛的探傷方法之一。超(chāo)聲波的(de)波長(zhǎng)很短、穿透力強,傳播過程中遇不同介質(zhì)的分界麵會產生反射、折射、繞射和波形轉換。超聲波像光波一樣具有良好(hǎo)的方向性(xìng),可(kě)以定向發射,猶如一束手電筒燈光可以在(zài)黑暗中尋找目標一樣,能在被(bèi)檢材料中發現缺陷。超聲波探傷能探(tàn)測到的(de)缺陷尺寸約為波長(zhǎng)的一(yī)半。超聲波(bō)探傷又可分為反射法和穿透法。穿透法的靈敏度不如反射法(fǎ),因而在實際探傷中一般采用反射法來進行鋼材缺陷探傷和焊縫探傷,即根據缺陷反射(shè)回波聲壓的高低來評價缺陷的大小。
從焊縫本身來說決定焊縫質量的因素主要有3方麵,分別是焊縫內部缺陷、焊縫外觀表麵(miàn)缺陷以及焊縫尺寸。因此,焊縫質量等級就存在著兩重含義,其一是針對焊縫內部缺陷檢(jiǎn)驗(yàn),其(qí)二是針對焊縫(féng)外觀表麵缺陷檢(jiǎn)驗。但目前(qián)絕大部分情況是設(shè)計者隻進行籠統的規定(dìng),如“該焊縫質量(liàng)等級為二級”,此時正確的理解是“焊縫內部缺陷按二級檢驗,外觀缺陷也按二級檢驗。”
對於需要進行疲勞驗算的構件如吊車梁,其中某些部位的角焊縫,雖然不進行內部缺陷的超聲波探傷(三級焊縫),但其外(wài)觀表麵質量等級應為二級,所以籠統地說“角(jiǎo)焊縫都是(shì)三級(jí)焊縫”就有失全(quán)麵。下麵就超聲波無損探傷在鋼結構鑒定檢測中(zhōng)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(bào)告的種類
在房屋具備相關資料的情況(kuàng)下,我們進行鑒定檢測就應結合相關(guān)資料及檢(jiǎn)測數據對其進行綜合評價。委托單位提供的相關(guān)資料往往包括施工單位自檢、見證檢(jiǎn)測及第三方(fāng)檢測三種。針對以上三種資料,其相應的要求通常可歸納為表一所列:
如果以下檢測資料審查不合格或現場抽樣(yàng)檢查不達標的(de)情況(kuàng)下,就應(yīng)結合可靠性鑒定標準、鋼結構工(gōng)程施工質量驗收規範等國家相關規範,對該項目(mù)進(jìn)行進一步(bù)的檢測。
二、焊縫無損檢測的檢驗等級(jí):
根(gēn)據《鋼焊縫手工(gōng)超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89規定,超聲波檢驗等級分為A、B、C三個(gè)級別:
A級、檢驗采用(yòng)一種角度的探頭在焊縫的單麵單側(cè)進行檢驗,隻對允許掃查到的焊縫截麵進行(háng)探測。一般(bān)不要求(qiú)作橫向缺(quē)陷的檢驗。母材厚度〉50mm時(shí),不(bú)得采用A級檢驗。
B級、檢驗原則上采用一種角度探頭在焊(hàn)縫的單麵雙側進(jìn)行檢驗,對(duì)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)雙麵單側采用兩種角度探(tàn)頭進行探傷。條件允許時(shí)應(yīng)作(zuò)橫(héng)向缺陷的檢驗。
C級、檢驗至少要采用(yòng)兩種角度探頭在焊縫的單麵雙側進行檢驗。同時要做兩個掃查(chá)方向和兩種探頭角度的橫(héng)向缺陷檢驗。母材厚度〉100mm時,采用雙麵雙側檢驗。其他附加要求是:1.對接(jiē)焊縫餘高要磨平,以便探頭在焊縫上作平行掃查;2.焊縫兩側斜探頭掃查經過的母材部分要用直探頭作檢(jiǎn)查;3.焊縫母材厚度(dù)≥100mm,窄間隙焊縫母材厚度≥40mm時,一般要(yào)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(quán)焊透的焊縫,其內部缺陷的檢驗應符合下列(liè)要求:
3.1.1、一級焊縫應進行100%的檢(jiǎn)驗,其合格等級應(yīng)為《鋼焊(hàn)縫手(shǒu)工超聲(shēng)波探傷方法和探傷結果分級(jí)》GB11345-89中(zhōng)B級檢驗的Ⅱ級及Ⅱ級以上;
3.1.2、二級焊(hàn)縫應進行(háng)抽檢,抽檢比例20%,其合格等(děng)級應為《鋼焊縫手工超(chāo)聲波探傷方法和(hé)探傷結(jié)果分級》GB11345-89中B級檢驗的Ⅲ級及Ⅲ級以上;
3.1.3、全焊透的三級焊(hàn)縫可不進行無損檢測。
3.2、焊接球(qiú)節點網架焊縫(féng)的超聲探傷及缺陷分級應符合《焊接球(qiú)節點鋼網架焊縫超聲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及缺陷分級應(yīng)符合《螺栓球節點鋼網架焊(hàn)縫超聲波探傷及質量分級法》JG/T3034.2-1996的規(guī)定。
3.4、圓管T、K、Y節點焊縫的超聲波探傷方法及缺陷分級應符合《建築鋼結構焊接技術規程(chéng)》JGJ81-2002的規(guī)定。
四、焊縫缺陷的評定(dìng)等級
缺陷的大(dà)小(xiǎo)確定以後(hòu),要根據缺陷的性質和指示長度結合有關(guān)標準的規定評定焊縫的質量級別。
超聲波檢驗焊縫內部缺陷的評定等級(jí)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級。
五、焊縫檢測記數(shù)規則及(jí)合格評定
5.1.焊縫(féng)內部缺陷無損檢測記數規則 一級焊縫探傷比例100%,即全數(shù)探傷;二級焊縫探傷比例20%,對於工廠製作焊縫,應按每條焊(hàn)縫(féng)長度計算比例,且(qiě)探傷長(zhǎng)度≥200mm,當焊縫(féng)長度≤200mm時,應(yīng)對整(zhěng)條焊縫(féng)進行探傷;對於(yú)現場安裝焊縫,應按同一類型、同一施焊條件的焊縫條數計算比例,探傷長度應(yīng)≥200mm,並應不少於1條焊縫(féng);三級焊(hàn)縫(féng)不要求進行內部(bù)缺陷的無損探傷。
5.2.焊縫(féng)處數(shù)的記數方法 工廠製作焊縫長度≤1000mm時,每條焊縫為(wéi)1處,長度>1000mm時,將(jiāng)其劃分為每300mm為1處,現場(chǎng)安裝焊縫每條(tiáo)焊縫(féng)為1處。
5.3.抽樣檢驗的合格判(pàn)定 抽樣檢查(chá)的焊縫數(shù)如不合格率<2%時,該批驗收應(yīng)定為合格;不合格率>5%時,應(yīng)加倍抽檢,且必須在(zài)原不合格部位兩側(cè)的焊縫延長線各增加1處,如在所有抽檢焊縫中不合格率≤3%時,該批驗收應定為合格,>3%時,該批驗收(shōu)應定為不合格。當(dāng)批量驗收不(bú)合格時,應對(duì)該(gāi)批餘下焊縫的全數進行檢查。
六(liù)、焊縫中(zhōng)常見缺陷的類(lèi)型及其在超聲探傷中的識別
焊縫中常(cháng)見的缺陷主要有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂(liè)紋等幾種,他們各自的回波均有其特性。
6.1.氣孔
氣孔是在焊接過程中焊接熔(róng)池高溫時吸收了過量的氣體或冶金反應產生的氣體,在冷卻凝(níng)固之前來不(bú)及逸出而殘留在焊(hàn)縫金屬內所形成的空穴,多呈(chéng)球形或橢球形。氣孔可分(fèn)為單個氣孔和密(mì)集氣(qì)孔。單個氣(qì)孔回波高度(dù)低,波形較穩定。從各個方向探測,反射波高大致相同,但稍一移動探頭就消失。密集氣孔為一簇反射波,其波高隨氣孔的大小而不同,當探(tàn)頭作(zuò)定點轉動時,會出現此起彼落的現象(xiàng)。
6.2.夾(jiá)渣
夾渣是指(zhǐ)焊後殘(cán)留在焊縫金屬內的熔渣或非金屬夾雜(zá)物,夾渣表麵不規(guī)則。夾渣分點狀夾渣和條狀夾渣。點(diǎn)狀夾渣的回(huí)波信號與點狀氣孔相似。條狀夾渣(zhā)回波信號多呈鋸齒狀。它的反(fǎn)射率低,一(yī)般(bān)波幅不高,波形常呈樹(shù)枝狀,主(zhǔ)峰邊上有小峰。探頭平移時,波幅有變動,從各個方向探測(cè),反射波幅不(bú)相同。
6.3.未焊透
未焊透是指焊接接頭部(bù)分金(jīn)屬未完(wán)全熔透的(de)現象。一般位於焊縫中心線上,有(yǒu)一定的長(zhǎng)度。探傷中探頭平移時,未焊透波形(xíng)較穩定(dìng),焊縫兩側探傷時,均能得到大致相(xiàng)同的反射波幅。
6.4.未熔(róng)合
未熔合主要是指填充金(jīn)屬與母材之間沒有(yǒu)熔合在一起或填充金屬層之間沒有熔合在一起。未熔合反射波的特征是:探頭平移時,波形較穩定。兩側探測時,反射波幅不同,有時隻能從(cóng)一側探到。
6.5.裂紋
裂紋是指在焊接過程中或(huò)焊後,在焊縫(féng)或母(mǔ)材的熱影響區局部破裂的縫隙。一般來說,裂紋的回(huí)波高度較大,波幅(fú)寬,會出現(xiàn)多峰。探頭(tóu)平移時,反射波連續(xù)出現,波幅有(yǒu)變動(dòng);探頭轉(zhuǎn)動時,波峰有上、下錯動現(xiàn)象。