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超聲波探傷在無損檢測焊接質量中的作(zuò)用
更新時(shí)間(jiān):2021-04-10 17:51
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焊縫檢驗(yàn)方法
  1,外觀檢查.2,致密性試驗和水(shuǐ)壓強度試驗.3,焊縫射(shè)線照相 .4,超聲波探傷.5,磁力探傷.6,滲透探傷.關於返修規定:具體情況具體對待,總之要(yào)力爭減少返(fǎn)修次數在(zài)廠房建設及設備安裝中大量使用鋼結構,鋼結構的焊接質量十分重要,無損檢測是(shì)保證鋼結構焊接質量的重要方法。
  無損檢測的常規方法有直接(jiē)用肉眼檢(jiǎn)查的宏觀檢驗和用射線(xiàn)照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設備,但肉眼不能穿透工件來檢查工件內部缺陷,而射線照相等方法則可以通過各(gè)種各樣的儀器或設(shè)備來進行檢(jiǎn)測,既可以檢查肉眼不(bú)能檢查的工件(jiàn)內部缺陷,也可以大大提高(gāo)檢測的準確性和可靠性。至於用什麽方法來進行無損檢測,這需根據工件的(de)情況和檢測的目的來確定。
  那麽什(shí)麽又叫(jiào)超聲波呢?聲波頻率超過人耳聽覺,頻率比20千(qiān)赫茲高的聲波叫超聲波。用於探傷的(de)超聲波,頻率為0.4-25兆赫茲(zī),其中(zhōng)用得最多的是1-5兆赫茲。利用聲音來檢測物(wù)體的好壞,這種方法早已被人們所采用。例如,用手拍拍西(xī)瓜聽(tīng)聽是否熟了;醫生敲敲病人的胸部,檢驗內髒是否正常;用手敲敲瓷碗,看看瓷碗是否壞(huài)了等等。但這些依靠人的聽覺來判斷聲響的檢測法,比聲響法要客觀和準確,而且也(yě)比(bǐ)較容易作(zuò)出(chū)定量的表示。由於超聲波探傷具有探測距離大,探傷裝置體積(jī)小,重量輕,便於攜帶到(dào)現(xiàn)場探(tàn)傷(shāng),檢測速度快,而且探傷中隻消耗耦合劑和磨損探頭,總的檢測費用較低等(děng)特點(diǎn),目前建築業市場主要采用此種方法進行檢測。
  下麵介(jiè)紹一(yī)下超聲波探(tàn)傷(shāng)在實際工作(zuò)中的應(yīng)用。
  接到探傷任(rèn)務後,首先要了解圖紙對焊接質量的技術要求。目前鋼結構的驗收標(biāo)準是依據GB50205-95《鋼結(jié)構工程施工及驗收規範》來執行的。標準(zhǔn)規定:對於圖紙要求焊縫焊接質量等級為一級時(shí)評定等級為Ⅱ級時規範規定要求做100%超聲波探傷;對於圖(tú)紙要求焊縫(féng)焊接質量等級為二級時評定等(děng)級為Ⅲ級時規範規定要求(qiú)做20%超聲波探傷(shāng);對於圖紙(zhǐ)要求焊縫焊接質量等級為三級時不做超聲波內部缺陷檢查。
  在此(cǐ)值(zhí)得注意的是超聲波探傷用於全熔透焊縫,其探傷比例按每(měi)條焊縫長度的百分數計(jì)算,並(bìng)且不小於200mm。對於局部探傷的焊縫如果發現有不允許的缺陷時,應在該缺陷兩端的(de)延伸部位增加探傷長度,增加長(zhǎng)度不應小於該焊縫長度(dù)的10%且不應小於200mm,當仍有不允許的缺陷時,應對該焊縫進行100%的探傷檢查,其次應該清楚探傷時機,碳素結構鋼應在(zài)焊縫冷卻到環境溫度後、低合金(jīn)結構鋼在焊接完(wán)成24小時以後方可進行焊縫探傷檢驗。另外還應該知道待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止我在實際工作中接(jiē)觸到的要求探傷的絕大多數焊縫都是中(zhōng)板對接焊縫的接頭型式,所以我下麵(miàn)主要就對焊縫探(tàn)傷(shāng)的操作做針對性的(de)總結。一(yī)般地母材厚度在8-16mm之(zhī)間,坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西後才可以進行探(tàn)傷前的(de)準備工作。
  在每次探(tàn)傷操作前都必須利(lì)用標準試塊(CSK-IA、CSK-ⅢA)校準(zhǔn)儀器的綜合性能,校準麵板曲線,以(yǐ)保(bǎo)證探傷(shāng)結果的準確性。
  1、探測麵的(de)修整:應清(qīng)除焊接工作(zuò)表麵飛濺物(wù)、氧化皮、凹坑及(jí)鏽(xiù)蝕等,光潔度一般(bān)低於▽4。焊縫(féng)兩側探傷麵的修整寬度一般為大於等於2KT+50mm,(K:探(tàn)頭K值,T:工件厚度)。一般(bān)的根(gēn)據焊件母材選擇K值為2.5探(tàn)頭。例如:待測工件母材厚度為10mm,那(nà)麽就應在焊縫(féng)兩(liǎng)側各修磨100mm。
  2、耦合劑(jì)的選擇應考慮到粘度、流動性、附著力(lì)、對工件表麵無腐蝕、易清洗,而且經濟,綜合(hé)以上因素選(xuǎn)擇漿糊作為耦合劑。
  3、由於母材厚度較薄(báo)因此探測方向采(cǎi)用單麵雙(shuāng)側進行。
  4、由於板厚小於20mm所以采用水平定位法來調節儀器(qì)的掃描速度。
  5、在探傷操(cāo)作過程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無(wú)和分布狀態、定量、定位就是精探傷。使(shǐ)用鋸齒形(xíng)掃查、左右掃查、前後掃(sǎo)查、轉角掃查、環繞掃查等幾種掃查方(fāng)式以便於發現各種不同的缺陷並且判(pàn)斷缺陷性質。
  6、對探測結果進行記錄,如(rú)發現(xiàn)內部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內部缺陷分級應符合現行國家標準GB11345-89《鋼(gāng)焊(hàn)縫手工超聲波探(tàn)傷方(fāng)法和探(tàn)傷結果分級》的規定,來評判該(gāi)焊否合格。如果發現(xiàn)有超標缺陷,向車間下達整改通知書,令其整改後進行複驗直至合格。
  一(yī)般的焊(hàn)縫中常見的缺陷有:氣孔(kǒng)、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個成(chéng)熟的方法對缺陷的性質(zhì)進行準確的評判,隻是根據熒光(guāng)屏(píng)上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結合缺陷的(de)位置和焊(hàn)接工藝對缺陷進行綜合估判。
  對於內部缺陷的性質的估判以(yǐ)及缺陷的產生的原因和防止措(cuò)施大體總結了以下幾點(diǎn):
  1、氣孔:
  單個氣孔回波高度低,波(bō)形為單縫,較穩定。從各個方向探測,反射波大(dà)體相(xiàng)同,但稍一動探頭就消失(shī),密集(jí)氣孔會出(chū)現一簇反射波,波高隨氣(qì)孔大小而不同,當(dāng)探頭作定點轉動時,會出現此起彼落的(de)現象。
  產生這類缺陷的原因主要是焊材未按規定溫度烘幹,焊條藥皮變質脫落(luò)、焊芯鏽蝕,焊絲清理(lǐ)不幹淨,手(shǒu)工(gōng)焊時電流過(guò)大(dà),電弧過長;埋弧(hú)焊時(shí)電壓過高或網絡電壓波動太大;氣體保護焊時保護氣體(tǐ)純度低等。如果焊縫中存在著氣孔,既破(pò)壞了焊縫(féng)金屬的致密性,又使得焊縫有效截麵(miàn)積減少,降低了機械性能,特別(bié)是存鏈狀氣孔時(shí),對彎曲(qǔ)和衝擊韌性會有比較明顯降(jiàng)低。防(fáng)止這類缺陷(xiàn)防止的措施(shī)有:不(bú)使用藥皮開裂、剝(bāo)落、變質及焊芯鏽蝕的焊條,生鏽的焊絲必須除(chú)鏽後才能使用。所用焊(hàn)接(jiē)材料應按規定溫(wēn)度(dù)烘幹,坡口及(jí)其兩側清理(lǐ)幹淨,並要選(xuǎn)用合適的焊接電流、電弧電(diàn)壓和焊接(jiē)速度等。
  2、夾渣:
  點狀夾渣回波信號與點狀氣(qì)孔相似,條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高(gāo),波形多呈樹枝狀,主(zhǔ)峰邊上有小峰,探頭平移波幅有變動,從各個方(fāng)向探測時反(fǎn)射波幅(fú)不相同。
  這類缺陷(xiàn)產生的原因有:焊接電流過小,速度(dù)過快,熔渣(zhā)來不及浮起,被焊邊緣和各(gè)層焊縫清理(lǐ)不幹淨,其本金屬(shǔ)和焊接(jiē)材料化學成分不當(dāng),含硫、磷較多等。
  防(fáng)止措施有:正確(què)選用焊接電流(liú),焊接件的坡口(kǒu)角度不(bú)要太小,焊前必須把坡口(kǒu)清理幹淨,多層焊時必(bì)須層層清除焊渣;並合理選擇運條角度(dù)焊接速度等。
  3、未焊透:
  反射率高,波幅(fú)也較(jiào)高,探(tàn)頭平移時,波形較穩定,在焊縫兩(liǎng)側探傷時均能得到大致相同的反射(shè)波幅。這類缺陷不僅降(jiàng)低了焊接接頭的機械性能,而且在未焊透處的缺口和端部形成應力(lì)集中點,承載後往往會引起裂紋,是一(yī)種危險性缺陷。
  其產生原因一般是(shì):坡口純邊間隙太小,焊接電(diàn)流太小或(huò)運條速度過快,坡口角度小,運條角度不對以及電弧偏(piān)吹等。
  防(fáng)止措施有(yǒu):合理選用(yòng)坡口型式、裝配間隙(xì)和采用正確的焊接工(gōng)藝等。
  4、未熔合:
  探頭平移時,波(bō)形較穩定,兩側探測時,反射波幅不同,有時隻能從一側(cè)探到(dào)。
  其產生的原因(yīn):坡口不幹淨,焊速太快,電流(liú)過小或過大,焊條角度不對,電弧偏(piān)吹等。
  防止措施:正(zhèng)確選用坡口和(hé)電流,坡口清理(lǐ)幹淨(jìng),正確(què)操作防止焊偏等。
  5、裂紋:
  回波高度較大,波幅寬(kuān),會出(chū)現多峰(fēng),探頭平移時反射波連續出現波幅有變動,探頭轉時,波(bō)峰有上下錯動現象(xiàng)。裂紋(wén)是(shì)一種危險(xiǎn)性最(zuì)大(dà)的缺陷,它除降低焊接接頭的(de)強度(dù)外,還因裂紋的末端呈尖銷的缺口,焊件承載後,引起應力集中,成為結構斷裂的起源。裂紋分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。
  熱裂紋產生的原因是:焊(hàn)接時熔池的冷卻速度很快,造成偏析;焊縫受熱(rè)不均勻產生拉應(yīng)力。
  防止措施:限(xiàn)製母材和焊接(jiē)材料中易(yì)偏析元素和有(yǒu)害雜質的含(hán)量(liàng),主要限製硫含量,提(tí)高錳含量;提高焊條(tiáo)或焊劑的堿度,以降低雜質含量,改善偏析程度;改進焊(hàn)接結構形式,采用(yòng)合理的焊接順(shùn)序,提高焊縫收縮時的自由度。
  冷裂紋產生的原(yuán)因:被(bèi)焊材料淬透性(xìng)較大在冷(lěng)卻過程中受到人的焊接拉力作用時易裂開;焊接時冷卻速度很快(kuài)氫來不及逸出而殘留在焊縫中,氫原子結合成氫分(fèn)子,以氣體狀態進到金屬的細微孔(kǒng)隙中,並造成很大的壓力,使局(jú)部金(jīn)屬產生很大的(de)壓力而(ér)形成冷裂紋;焊接應力(lì)拉應力(lì)並與氫(qīng)的析集中和淬火脆化同時發生時易形成冷裂紋。
  防止措施:焊前預熱,焊後緩慢冷卻,使熱影(yǐng)響區的奧氏體分解能在足夠的(de)溫度區(qū)間內進行,避免淬硬組織的產生,同時有減少焊接應力的作用;焊接後及時進行低溫退火,去氫處(chù)理,消除焊(hàn)接時產生的應力,並使氫及時擴散到外界去;選用低氫型焊條和堿性焊劑或奧氏體不鏽鋼焊條焊絲(sī)等,焊材(cái)按規定烘(hōng)幹,並(bìng)嚴格清理坡口;加強焊接時的保護和被焊處表麵的清理,避(bì)免氫的侵(qīn)入;選用合理的焊接規範,采用合理的裝焊順序,以改善焊件的(de)應力狀態。
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