黃戰(zhàn)勝

浙江元本檢測技術(shù)股份有限公司 浙江 溫州 325000

引言

建筑鋼結(jié)構(gòu)是指將結(jié)構(gòu)構(gòu)件按照一定框架形式進(jìn)行焊接并組裝形成的空間剛度體系結(jié)構(gòu),具有較強(qiáng)的可塑性,同時(shí)還具備結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用以及可拆卸回收等諸多優(yōu)勢,在建筑領(lǐng)域中有著非常重要的應(yīng)用價(jià)值。熔透是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接中廣泛選用的一種工藝技術(shù),對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有非常重要的影響,工程實(shí)踐中需要視情況進(jìn)行超聲波檢測與分析,以明確焊接接縫缺陷,及時(shí)處理,以預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題的產(chǎn)生。

1 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對部分焊透焊縫的要求

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001 中僅要求設(shè)計(jì)全焊透的一、二級焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn),對于部分焊透焊縫的內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)未做要求。《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661-2011 多處地方提及部分焊透焊縫的內(nèi)部質(zhì)量要求,體現(xiàn)在:

⑴規(guī)范5.1.5:部分焊透的對接焊縫、采用角焊縫和部分焊透的對接與角接組合焊縫的T 形接頭,以及搭接連接角焊縫,其質(zhì)量等級應(yīng)符合下列規(guī)定:①直接承受動荷載且需要疲勞驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)和吊車起重量等于或大于50t的中級工作制吊車梁以及梁柱、牛腿等重要節(jié)點(diǎn)不應(yīng)低于二級。②其他結(jié)構(gòu)可為三級。

⑵條文說明8.2.4:除純貼角焊縫節(jié)點(diǎn)形式的焊縫內(nèi)部質(zhì)量國內(nèi)外尚無現(xiàn)行檢測標(biāo)準(zhǔn)外,對于局部熔透對接及角接焊縫均可采用超聲波方法進(jìn)行檢測,因此,應(yīng)與全熔透焊一樣對其焊縫的內(nèi)部質(zhì)量提出要求。

⑶對于需疲勞驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的焊縫質(zhì)量檢驗(yàn),規(guī)范對部分焊透對接與角接組合焊縫的檢測范圍和檢驗(yàn)等級,距離-波幅曲線及缺欠等級評定均做了規(guī)定,故檢測和等級評定可依此實(shí)施。

2 部分焊透T 型焊縫的超聲波檢測

2.1 檢測設(shè)備及檢驗(yàn)準(zhǔn)備 ⑴使用超聲波探傷儀應(yīng)符合ZBY230《A 型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件》的要求。超聲波探傷儀探頭應(yīng)符合ZBY231《超聲探傷用探頭性能測試方法》的要求。

⑵本場檢驗(yàn)時(shí),為校驗(yàn)靈敏度或時(shí)基線,可以采用其它形式的等效試塊。

⑶焊縫經(jīng)外觀檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行檢驗(yàn),并且在焊后24h后進(jìn)行檢驗(yàn)。探頭移動區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、銹蝕、油垢等。探測面應(yīng)平整光滑,以便于探頭能自由掃查。

2.2 焊縫熔深的測量 首先應(yīng)測量焊縫焊透區(qū)域的熔深指示深度,在得知該區(qū)域熔深深度范圍后才能進(jìn)行焊縫內(nèi)部質(zhì)量的超聲波檢測。標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級法》JG/T203-2007附錄F 作了T 型和角接接頭未焊透指示深度檢測方法的介紹。運(yùn)用此方法,單面焊T 型焊縫,可用直射波法或一次反射波法檢測焊縫未焊透指示深度；雙面焊T 型焊縫,可用翼板探傷法(和腹板橫波探傷法檢測焊縫未焊透指示深度,從而推算出焊縫熔深的范圍。

2.3 檢測結(jié)果評定與質(zhì)量等級分類 根據(jù)質(zhì)量要求檢驗(yàn)等級分為A、B、C三級,檢驗(yàn)的完善程度A級最低,B級一般,C級最高,檢驗(yàn)工作的難度系數(shù)按A、B、C順序逐漸級增高。應(yīng)按照工件測材質(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)級別。檢驗(yàn)等級應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)條件和有關(guān)規(guī)定選擇或經(jīng)合同雙方協(xié)商選定。若超聲波檢測下結(jié)果超過距離-波幅曲線評定線信號,則應(yīng)當(dāng)特別注意判斷熔透焊縫是否存在裂紋等缺陷特征,若疑似存在缺陷,則應(yīng)當(dāng)通過擴(kuò)展探傷工作面以及調(diào)整工作探頭K值的方式,對動態(tài)波形進(jìn)行觀察,并結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)工藝特征進(jìn)行評定。

3 檢測實(shí)例

某工程37層的H 型鋼梁為開坡口的部分熔透焊縫,翼板厚25mm,腹板為20mm,設(shè)計(jì)熔深為不少于7mm,加工廠采用雙面埋弧焊焊接。本次檢測主要采用2.5P10×16K1.5(前沿為11mm)的斜探頭及5P14規(guī)格的直探頭來檢測焊縫內(nèi)部的缺陷。當(dāng)檢驗(yàn)探測面角焊縫時(shí),根據(jù)圖1的探頭移動區(qū)域圖,現(xiàn)場用鋼尺測得H1=H2=8mm,用直探頭及鋼尺測得H3=7mm,采用二次波一個(gè)跨距的聲程掃查,如圖2,算得斜探頭入射點(diǎn)的移動區(qū)域?yàn)榫嚯x蓋板49.5mm～68mm 的位置,用筆在這兩個(gè)距離的位置各畫一條線,探頭的聲波入射點(diǎn)則保持在這個(gè)范圍內(nèi),移動探頭掃查,然后根據(jù)回波的深度來確定焊縫焊肉內(nèi)部是否存在缺陷。必要時(shí)可以用直探頭在H2+H3的位置進(jìn)行掃查,以再次確認(rèn)焊縫焊肉內(nèi)部是否存在缺陷。同理,當(dāng)檢驗(yàn)探測面下部角焊縫時(shí),用三次波一個(gè)半跨距的聲程掃查,算得斜探頭入射點(diǎn)的移動區(qū)域?yàn)榫嚯x蓋板109.5mm～128mm 的位置。同樣通過回波的深度以確定焊縫內(nèi)部是否存在超標(biāo)缺陷。

圖1 檢驗(yàn)探測面角焊縫探頭移動范圍示意圖

圖2 某工程部分熔透鋼梁超聲波檢測探頭移動示意

掃查時(shí)靈敏度不低于評定線。采用斜探頭進(jìn)行掃查時(shí),為確定缺陷的位置、方向、形狀,觀察缺陷動態(tài)波形或區(qū)分缺陷訊號與偽訊號,斜探頭可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式。采用直探頭進(jìn)行掃查時(shí),為確定缺陷的位置、大小、方向、形狀,觀察缺陷動態(tài)波形或區(qū)分缺陷訊號與偽訊號,移動直探頭對缺陷進(jìn)行全面掃查,直到缺陷的邊沿。

結(jié)語

通過對部分焊透T 型焊縫內(nèi)部質(zhì)量的超聲波檢測分析得知,部分焊透T 型焊縫的超聲波檢測并非不可行,只是在現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)和方法下進(jìn)行檢測比較復(fù)雜,并且存在漏檢的風(fēng)險(xiǎn)。為此,不能僅僅通過超聲波檢測來控制焊縫的質(zhì)量,同時(shí)也需要完善焊接工藝和加強(qiáng)焊接過程監(jiān)管,才能保證工程的質(zhì)量。