摘 要:本文詳細(xì)研究了中華人民共和國建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JG/T203-2007《鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》就其中的T型接頭、搭接角接接頭等焊接接頭,結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)局培訓(xùn)講義及工作實(shí)踐做深入的分析,以便我們更好的理解和掌握并合理利用該標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:T型接頭 搭接角接接頭 無損檢測(cè) 超聲波 探頭
中圖分類號(hào):TG115 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2011)10(b)-0000-00
1 前言
隨著大跨度、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的大量的使用,鋼結(jié)構(gòu)橋梁的不斷的出現(xiàn),各種T型接頭、角接接頭的質(zhì)量要求也越來越高,因此,加強(qiáng)該類焊縫的無損檢測(cè)將顯得特別重要。但是對(duì)于這種接頭的檢測(cè)方法還遠(yuǎn)沒有對(duì)接焊縫成熟,所以我從最基本的以下幾個(gè)方面,重點(diǎn)探討這類焊縫的質(zhì)量控制和檢測(cè)方法。
2 T型及角接接頭的種類及探傷方法
2.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)常見T型和角接接頭型式
(1)腹板不開坡口的角焊縫;(2)腹板開坡口的部分熔透組合焊縫;(3)腹板開雙面坡口全熔透組合焊縫;(4)腹板開單面坡口帶墊板的全熔透;(5)腹板開單面坡口帶墊板的全熔透;(6)腹板開單面坡口(或不開坡口)單面焊。
能夠進(jìn)行超聲波探傷控制焊縫內(nèi)部缺陷的T型或角接接頭焊縫有以下(1)(2)(3)三種類型,都是全熔透焊縫。
2.2 全熔透T型及角接接頭的超聲波探傷
全熔透T型及角接接頭焊接特點(diǎn)及焊接缺陷分析:
(1)全熔透T型及角接接頭的構(gòu)件中,其腹板與翼板垂直或接近垂直布置,故一般只能在腹板側(cè)開坡口,為了減小焊接變形及減少熔敷金屬填充量,經(jīng)常開雙面坡口,再施焊另一面。
(2)全熔透T型及角接接頭焊接焊接缺陷主要有:a.焊縫內(nèi),對(duì)接或角接接頭處的氣孔或夾渣。b.T型及角接接頭根部未焊透。c.剖口邊緣的未熔合,特別是翼板側(cè)直邊剖口的未熔合。d.縫裂紋及翼板的層狀撕裂。
2.3 JG/T 203-2007 《鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》T型及角接接頭檢驗(yàn)級(jí)別探討
按照工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、焊接方法,使用條件及承受載荷的不同,合理的選用檢驗(yàn)級(jí)別。GB50205-2001規(guī)定一般選用B級(jí)檢驗(yàn)。B級(jí)檢驗(yàn)采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn),母材厚度大于100mm時(shí)雙面雙側(cè)檢測(cè)。條件允許應(yīng)作橫向缺陷的檢測(cè)。由于該標(biāo)準(zhǔn)綜合了太多方面的內(nèi)容,就注定他在某些區(qū)域存在不太完善的地方。這一點(diǎn)在檢驗(yàn)等級(jí)上我們就可見一斑了,他省略了GB11345中:受幾何條件的限制,可在焊縫的雙面單側(cè)采用兩種角度探頭進(jìn)行探傷。而我們這里所講的T型及角接接頭,由于結(jié)構(gòu)的限制,就只能按照GB11345-89進(jìn)行掃查,依B級(jí)檢驗(yàn)的要求,必須使用兩種不同K值的探頭,例如有些箱型梁(柱)的T型或角接接頭,無法在腹板的兩側(cè)掃查,只能在腹板單面掃查A級(jí),此時(shí)如想達(dá)到B級(jí),可以增加在翼板側(cè)的掃查面。另外如上所述這類接頭在翼板處容易產(chǎn)生層狀撕裂,要在翼板側(cè)輔以直探頭掃查。但是這種掃查在該標(biāo)準(zhǔn)中沒有用“應(yīng)該”或“必須”來描述,也就是說他不是強(qiáng)制性的要求,對(duì)我們操作者來講,能省的也就省了。同時(shí)對(duì)于橫向裂紋的檢測(cè),應(yīng)該對(duì)斜平行做強(qiáng)制性規(guī)定,直接用“條件允許時(shí)”來描述,較為含糊,值得商榷。
2.4 超聲波探傷工藝的實(shí)施
(1)探傷儀器及探頭的選擇
如上所述,T型接頭或角接接頭的掃查就斜探頭而言,往往需要兩種甚至兩種以上不同K值的探頭,還要用到直探頭,盡管本標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)兩種不同K值的探頭中不同K值沒有明確規(guī)定,但是在很多其他探傷標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,兩種不同K值的斜探頭的角度應(yīng)相差10°以上。這樣的強(qiáng)制性規(guī)定的合理的,如果斜探頭的角度過分接近就沒有選用兩種角度探頭的必要了。
(2)探測(cè)面的選擇
由于這類接頭的結(jié)構(gòu)的特殊性,如前所述,務(wù)必盡可能多的選擇切合實(shí)際的探測(cè)面,以使聲束形成互相或接近垂直的兩個(gè)方向通過檢測(cè)區(qū)域,對(duì)于T型或角接接頭,應(yīng)在腹板的單側(cè)兩面檢測(cè),且用兩種不同角度的探頭;對(duì)于確實(shí)只能在單面單側(cè)檢測(cè)的,也應(yīng)該用兩種不同角度的探頭掃查。
(3) 典型波形分析
在選擇了合適的斜探頭的折射角及調(diào)整好掃描比例之后,按規(guī)定盡可能多地選擇探傷面掃查,盡量多地運(yùn)用直射波檢測(cè),并認(rèn)真分析出現(xiàn)的每一個(gè)波形。
對(duì)于接頭形式(c)的全熔透T型接頭,無論是對(duì)接區(qū)域還是角縫區(qū)域的焊接缺陷,如鈍邊處的未焊透,剖口邊緣的未熔合,焊道內(nèi)的裂紋、氣孔、夾渣等缺陷不難判別,探傷前應(yīng)充分了解焊前及焊后的接頭的截面結(jié)構(gòu),通過缺陷波的位置,結(jié)合波形的動(dòng)、靜態(tài)特征來估判缺陷的性質(zhì)。出現(xiàn)在焊縫中間鈍邊處的缺陷波,有一定的指示長度,探頭作轉(zhuǎn)動(dòng)掃查時(shí),波高很快消失,缺陷當(dāng)量較高,基本在Ⅱ區(qū)及以上區(qū)域,那么缺陷多為中間未焊透,如果缺陷出現(xiàn)在腹板的剖口邊緣或翼板直邊剖口(不包括鈍邊),其他波形特征如未焊透波形,探頭作轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)波形消失快,那么多為未熔合波形;如果缺陷波出現(xiàn)在焊縫中間,有一定的指示長度,缺陷波的當(dāng)量較高,探頭作轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)波高此起彼伏不消失,那么缺陷很可能是裂紋。至于氣孔和夾渣的估判和對(duì)接焊縫沒有太大的區(qū)別。用直探頭在翼板側(cè)的掃查對(duì)于查鈍邊處的未熔合和翼板的層狀撕裂非常有效,波形特征也十分明顯。
對(duì)于接頭(b),檢查鈍邊處未焊透的深度用大角度的斜探頭在腹板側(cè)掃查,一般能找出未焊透的上、下兩端點(diǎn)的波形,兩端點(diǎn)的距離既為未焊透的深度;另外用聚焦直探頭在翼板側(cè)掃查也能較準(zhǔn)確測(cè)試未焊透的深度,檢測(cè)其他缺陷和接頭(c)類似,但應(yīng)特別注意在腹板側(cè)掃查盡量用一次波(直射法)因?yàn)橛枚尾?,由于有中間未焊透的存,在鈍邊處和焊角處都可能產(chǎn)生波形轉(zhuǎn)換而反射波變得非常復(fù)雜,所以這類接頭不提倡用超聲波檢測(cè)。本標(biāo)準(zhǔn)表15的規(guī)定,其現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的執(zhí)行難度很大,尤其對(duì)我們這種經(jīng)常檢測(cè)輕鋼結(jié)構(gòu)的超聲波,很難操控。
3 實(shí)踐中存在問題
(1)JG/T 203-2007 《鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》標(biāo)準(zhǔn)中的DAC曲線都是用φ3孔調(diào)節(jié)的,而實(shí)際我們檢測(cè)T型或角接接頭時(shí),檢測(cè)出的缺陷波往往不高,有很多在評(píng)定線(EL)以下,很容易漏檢比較嚴(yán)重的缺陷。在TB 10212-1998 《鐵路鋼橋制造規(guī)范》中明確規(guī)定T型或角接接頭檢測(cè)時(shí)用φ1×2孔調(diào)節(jié)DAC曲線是很有道理的,這一點(diǎn)值得本標(biāo)準(zhǔn)借鑒。
(2)對(duì)于腹板比翼板厚的T型焊縫:如腹板20mm、翼板14mm這樣的組合T型焊縫,往往會(huì)出現(xiàn)深度H在一次波范圍,而水平X不在范圍的很明顯的反射波,很容易引起誤判(此類缺陷經(jīng)筆者多方驗(yàn)證,不是翼板層狀撕裂)
4 結(jié)論
JG/T 203-2007 《鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)于T型及角接接頭檢測(cè),雖然對(duì)檢測(cè)結(jié)果適當(dāng)?shù)姆潘?,但是由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,卻對(duì)我們無損檢測(cè)人員提出了很高的要求,因此我們超聲波探傷時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格探傷工藝,盡可能多的合理地運(yùn)用掃查面,要加強(qiáng)理論分析和實(shí)際研究,以最大限度的減少缺陷的漏檢。
參考文獻(xiàn)
[1] JG/T 203-2007.鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法.
[2] GB/T 11345-1989.鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法.
[3] GB 50205-2001.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范.