張杭生

(浙江省商務(wù)人力資源交流服務(wù)中心,浙江 杭州 310006)

現(xiàn)代意義上的劇場(chǎng)建筑舞臺(tái)設(shè)備行業(yè)從誕生至今已有一百多年歷史,在此期間不斷發(fā)展完善,相比歐美國(guó)家,國(guó)內(nèi)的劇場(chǎng)建筑舞臺(tái)設(shè)備是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。很多建設(shè)單位不了解,沒(méi)有專門的劇場(chǎng)建筑舞臺(tái)設(shè)備監(jiān)理單位,而且劇場(chǎng)建筑又是數(shù)量相對(duì)較少的公共建筑,導(dǎo)致舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)在安裝、檢測(cè)驗(yàn)收環(huán)節(jié)上出現(xiàn)管理不到位,使用后舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)坍塌事故時(shí)有發(fā)生,安全風(fēng)險(xiǎn)較大[1]。

在以往工作中,我們碰到過(guò)僅憑目測(cè)無(wú)法評(píng)判舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量的情況。受測(cè)試儀器的局限,對(duì)舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫內(nèi)部缺陷問(wèn)題不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定量檢測(cè)。針對(duì)舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)存在的焊縫質(zhì)量安全隱患,本文就超聲檢測(cè)在劇場(chǎng)建筑舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 超聲檢測(cè)及設(shè)備選擇

1.1 超聲檢測(cè)應(yīng)用

我們通過(guò)對(duì)舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量的研究,采用超聲波技術(shù)檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量問(wèn)題。舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫的無(wú)損探傷檢測(cè)方法為目視檢測(cè)和超聲波檢測(cè)。目視檢測(cè)是對(duì)焊縫表面質(zhì)量缺陷檢查,而超聲波檢測(cè)是對(duì)焊縫內(nèi)部質(zhì)量缺陷檢測(cè)。舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫表面質(zhì)量缺陷,可以通過(guò)肉眼或放大鏡觀察,但焊縫內(nèi)部質(zhì)量缺陷卻無(wú)法通過(guò)目測(cè)判斷,因此我們重點(diǎn)研究超聲波探傷儀在舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫中應(yīng)用[2]。

1.2 超聲波探傷儀

超聲波探傷儀工作原理是儀器產(chǎn)生電振蕩并施加于斜探頭,斜探頭中的壓電晶片產(chǎn)生超聲波,縱波經(jīng)斜楔塊傾斜入射到被測(cè)金屬物體中,轉(zhuǎn)換為橫波。把超聲波的縱波射入被檢物的一面,然后在同一面的斜入射橫波遇到缺陷處反射回來(lái)的回波,根據(jù)回波情況來(lái)判斷缺陷的情況。斜射的橫波探傷容易發(fā)現(xiàn)垂直于探測(cè)面或傾斜較大的缺陷,主要運(yùn)用于焊縫的探傷[3]。根據(jù)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工地情況,選用USM86便攜式超聲波探傷儀進(jìn)行超聲檢測(cè)。

1.3 超聲檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)

與其他無(wú)損檢測(cè)方法相比,超聲檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)有：適合于金屬、非金屬材料和復(fù)合材料；穿透能力強(qiáng),可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的工件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè),對(duì)金屬材料,可檢測(cè)厚度為1～2 mm的薄壁管材和板材；缺陷定位較準(zhǔn)確；對(duì)面積型缺陷的檢出率較高；靈敏度高,可檢測(cè)工件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；檢測(cè)成本低、速度快,設(shè)備輕便,對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害,現(xiàn)場(chǎng)使用較方便等。不過(guò),超聲檢測(cè)方法也有局限性：對(duì)工件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍需作深入研究,對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的工件進(jìn)行超聲檢測(cè)有困難,缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響,工件材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響[4]。

2 超聲檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 超聲檢測(cè)前準(zhǔn)備工作

通過(guò)對(duì)劇場(chǎng)建筑舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行全面分析,確定了適合舞臺(tái)設(shè)備無(wú)損探傷的測(cè)試儀器為超聲波探傷儀,確定了超聲檢測(cè)的位置。在儀器生產(chǎn)廠家及有關(guān)專家的技術(shù)指導(dǎo)下,完成無(wú)損探傷儀器的檢測(cè)方法和測(cè)試流程的設(shè)計(jì),且針對(duì)宜興文化中心大劇院舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

在研究實(shí)施階段,邀請(qǐng)有關(guān)專家對(duì)宜興文化中心大劇院舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察,對(duì)舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析,并確定超聲波探傷儀的檢測(cè)位置：升降臺(tái)跨中對(duì)接焊縫,升降臺(tái)配重豎向和橫向?qū)雍缚p,防火幕牛腿上鋼梁對(duì)接焊縫等。選用USM 86便攜式超聲波探傷儀,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼材線細(xì)壁薄的特點(diǎn),設(shè)計(jì)相應(yīng)的超聲波檢驗(yàn)規(guī)程、超聲波檢驗(yàn)工藝卡、超聲波檢測(cè)原始記錄。

采用標(biāo)準(zhǔn)《焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定(GB/T 11345—2013)》和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)《焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 驗(yàn)收等級(jí)(GB/T 29712—2013)》,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼材厚度小于12 mm,確定選用標(biāo)準(zhǔn)試塊CSK-IA 和參考試塊RB-1,分別選用斜探頭5P6×6 K3和5P9×9 70°(探頭基本頻率為5 MHz,晶片尺寸為6 mm×6 mm或9 mm×9 mm,斜探頭鋼中折射角為70°或折射角正切值K=3)。

去現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前,對(duì)USM86便攜式超聲波探傷儀進(jìn)行斜探頭的校準(zhǔn)、K值的測(cè)量和DAC曲線的制作,把相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在《超聲波檢驗(yàn)工藝卡》和《焊縫超聲波探傷記錄》表格上。根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)GB/T 29712—2013附錄A 圖A.2適用于板厚8～15 mm的橫孔技術(shù)( 技術(shù)1)驗(yàn)收等級(jí)3級(jí),儀器顯示三條線分別設(shè)置偏移量為：0、-6、-10 dB,前兩條線表示驗(yàn)收線,第三條線表示評(píng)定等級(jí)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)超聲檢測(cè)工作

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)表面粗糙程度,選用傳輸校正(表面補(bǔ)償)為4 dB或5 dB,記錄在原始記錄表格上。宜興文化中心大劇院舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫的超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 焊縫超聲波原始記錄(一)

此工程名稱為宜興文化中心大劇院舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu),本體材料為Q235B,焊縫類型為對(duì)接焊縫,檢測(cè)時(shí)間為焊后72 h,檢測(cè)溫度為20℃。經(jīng)超聲波檢測(cè),未發(fā)現(xiàn)對(duì)接焊縫缺陷。具體結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2及表2。

表2 焊縫超聲波原始記錄(二)

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)宜興文化中心大劇院舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)測(cè)試,驗(yàn)證了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在劇場(chǎng)建筑舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用是可行且有必要的。在測(cè)試過(guò)程中,我們也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題,如壁厚3 mm、外徑為50 mm圓鋼管的吊桿桿體對(duì)接焊縫不宜采用超聲波探傷檢測(cè),可采用磁粉檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)試。今后我們將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的初步成果應(yīng)用于實(shí)踐檢測(cè)當(dāng)中,以實(shí)踐測(cè)試為載體,結(jié)合理論作為依據(jù),促使無(wú)損探傷檢測(cè)技術(shù)在劇場(chǎng)建筑舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)中又快又好地得到應(yīng)用,對(duì)整個(gè)劇場(chǎng)建筑舞臺(tái)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量控制有著非常重要的意義。

圖1 主升降臺(tái)配重豎向?qū)雍缚p

圖2 防火幕牛腿上鋼梁對(duì)接焊縫