鋼結(jié)構(gòu)T形接頭對接焊縫超聲波檢測

牛嶺

摘 要針對T型角焊縫各種不同的探傷方法，對鋼結(jié)構(gòu)太板梁T型角焊縫超聲波探傷方法進行了比較選擇，確定T既符合銅結(jié)構(gòu)標準器方便檢測的探傷方法，說明T探傷I藝對保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要性。

關(guān)鍵詞角焊縫翼板腹板

1 前言

目前現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用越來越多,它涉橫梁、吊車梁和焊接工字梁的制造及安裝,按照圖樣技術(shù)條件及規(guī)范要求,鋼結(jié)構(gòu)件的翼板和腹板采用角焊接的焊縫形式,重要部位焊縫必須焊透。對需要焊透的焊縫按技術(shù)條件及規(guī)范要求進行檢測,以確保角焊縫內(nèi)不存在未焊透缺陷。GB 50205 —1995 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》明確要求用超聲波檢測方法對角焊縫整個截面進行檢測。執(zhí)行GB11345—89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》中B級檢驗等級并達到Ⅱ級評定等級要求，針對這些角焊縫的超聲波檢測，各種教材和標準中敘述了不同的探傷方法，倒如，用直探頭在翼板上進行探測，用鈄探頭在翼板的內(nèi)外側(cè)進行探鍘，或用鈄探頭在腹板上進行探測。那么哪一種方法在實際生產(chǎn)上較方便實用，而又能達到檢測要求和目的呢?筆者在角焊縫實際探傷過程中，對各種探傷方法進行了摸索，總結(jié)出了針對這些T型角焊縫較好的探傷方法。

2 鋼結(jié)構(gòu)中角焊縫檢測的目的

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作安裝，相對于受國家安全監(jiān)察的特殊設(shè)備鍋爐、壓力容器，其無損檢測的要求及方法、標準、規(guī)范是滯后的。在較早的技術(shù)條件中，對于大板梁構(gòu)件要求焊透的T型角焊縫，僅要求在角焊縫中不得存在未焊透缺陷．對于應(yīng)達到幾級標準及怎樣檢測未作出規(guī)定。近年來，由于工程監(jiān)理制度的實施，對鋼結(jié)構(gòu)件焊縫的無損檢測越來越被重視，超聲波檢測不但要求對角焊縫中未焊透缺陷進行檢測，而且必須對整個焊接截面上的缺陷進行檢測，同時要求達到的一級焊縫質(zhì)量。設(shè)計者的目的是通過提高對鋼構(gòu)件制作質(zhì)量的要求來降低鋼構(gòu)件的安全系數(shù)取值，達到鋼構(gòu)件的輕型化，同時節(jié)約材料。為此，無損檢測在鋼結(jié)構(gòu)制作安裝中得到越來越廣泛的應(yīng)用，而鋼結(jié)構(gòu)中的角焊縫檢測是鋼結(jié)構(gòu)中檢測的重中之重。

3 角焊縫檢測的方案選擇

鋼結(jié)構(gòu)中的立柱、Z 字形大梁和吊車梁的材料一般為Q235A、16Mn 鋼, 翼板厚度一般為12 ～ 24mm , 腹板厚度t 一般為6～14mm ,大板粱的總長度為7～20m不等。T型角焊縫的焊接為埋弧自動焊焊接，有時也采用手工電弧焊焊接，焊角的高度根據(jù)規(guī)范對重級工作制和大于或等于50t的中級工作制吊車梁要求為腹板厚度1 2mm。角焊縫超聲波檢測方案選擇：

3.1 用直探頭在翼板上對角焊縫進行檢測，見圖1。在翼板上用直探頭檢測角焊縫，由于在翼板上探傷時看不到焊縫(圖1) ,必須以翼板邊緣為準找出焊縫中心,畫出一條基準線。采用5N10 ,5N12 窄脈沖直探頭,掃描比例為1∶1,使<2mm 平底孔當量不漏檢,利用鋼板大平底來調(diào)整探傷靈敏度(因窄脈沖探頭對近場區(qū)有較高的分辨力),在此靈敏度下層狀撕裂很容易探出。但僅能探鍘角焊縫中部缺陷，而在腹板兩側(cè)的角焊縫上，由于角焊縫鈄面和超聲波波束擴散角使反射波雜亂，導(dǎo)致對缺艏的判斷出現(xiàn)困難。另外，在翼扳上探傷時，由于看不到焊縫，必須在翼板上畫一條線或以翼板邊為基準，校正直探頭的位置，從而對缺陷的位置作出判斷 因此用直探頭探傷較麻煩和困難。

圖1 直探頭檢測示意圖

3.2 在翼板的外側(cè)用鈄探頭進行探傷，見圖2。由于看不見角焊縫,須以翼板邊緣為基準或在翼板上以腹板厚度1/ 2 處為準畫一條基

準線來確定斜探頭位置。因為鋼結(jié)構(gòu)件在焊接過程中會出現(xiàn)扭曲變形和翼板彎曲,使畫出的基準線也發(fā)生變化,因此易對反射波產(chǎn)生誤判。如以此基準線確定斜探頭位置就不準確了,難以判斷腹板背面角焊縫中缺陷位置。雖然這些扭曲和變形量在校正工序中得以校正，并控制在一定的范圍內(nèi)，但按制作工藝要求，超聲波探傷是在校正工序之前，原因是超聲波探傷可能出現(xiàn)焊接返修，重新引起焊接變形。因此，通過畫線或翼板的邊確定鈄探頭的位置從而判斷缺陷的位置也是不準確的，容易引起對反射波的誤判。另外在探傷過程中要隨時了解探頭的位置及確定反射波的位置，所以該方法費時費工。至于在翼板內(nèi)側(cè)進行超聲波探傷，由于探頭在翼板一側(cè)探傷時，無法判斷腹板背面?zhèn)冉呛缚p中缺陷位置，故一般不以采納。

圖2 在翼板上斜探頭檢測示意圖

3.3 從腹板上進行超聲波檢測是一種較好的探傷方法，此方法與平板對接焊縫探傷方法相似。腹板在焊接后仍平整，大板梁的扭曲和冀板變形均不會對超聲波撿測定位產(chǎn)生影響，探傷時能觀察到角焊縫。大板粱在焊接后平放在地面上，這給超聲渡探傷提供了良好的檢測工位。在按較早技術(shù)條件探傷時，如選用K=2鈄探頭，只要在水平位置(水平l：1)3倍板厚位置跗近出現(xiàn)缺陷波+就能確認存在未焊透缺陷，判斷缺陷簡捷明了。在應(yīng)用GB50205—2002時，11345—89中第7.2.2條B級撿驗規(guī)定為：“原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進行檢驗，對整個焊縫截面進行探測，……。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行探傷?！备鶕?jù)該條的規(guī)定，由于大板梁T型角焊縫探傷受幾何條件的限制，在腹板上檢測時應(yīng)采用雙面單側(cè)兩種角度的探頭進行檢驗，保證整個焊接截面能掃查到，包括兩側(cè)的角焊縫焊肉。

3.4 探測條件的選擇

1)探頭的選擇應(yīng)根據(jù)腹板的板厚，選擇K2或K2.5的探頭，由于角焊縫的兩側(cè)焊角成等腰直角三角形，當選用K2或K2.5探頭探傷時，兩側(cè)焊角有個掃查盲區(qū)，探頭K值越太，掃查盲區(qū)也就越大，因此為了保證超聲波掃查到整個焊縫截面，必須選擇另一個鈄探頭為K1，這樣才能保證掃查整個焊縫截面，同時滿足B級檢驗等級要求的兩種不同角度探傷的要求，見圖3。

圖3 在腹板上檢測示意圖

2)耦合劑應(yīng)選用化學(xué)漿糊。

3)時基線比例的調(diào)整：由于腹板的板厚一般小于20ram+所以時基線的調(diào)整均為水平比例1：1。

4)靈敏度調(diào)整應(yīng)選用GB11345—89標準RB試塊，靈敏度不低于DAC一16dB，耦合補償為2dB。

5)探測掃查：鈄探頭在探傷時，探頭在焊縫腹板側(cè)作垂直于角焊縫的鋸齒形掃查，每次移動間距不大于晶片直徑，同時在移動過程中作10～15度轉(zhuǎn)動。為了探測焊縫中的橫向缺陷+探頭還應(yīng)沿焊縫中

心線進行正反方向的掃查。

4 T型角焊縫超聲波檢測的特點

4.1 在鋼結(jié)構(gòu)角焊縫檢測過程中，焊縫中主要缺陷為未焊透，為了能使該缺陷與超聲波波束盡可能垂直，故盡量選取K值大的探頭。在兩種角度探傷中．重點是K2.0 或K2.5探頭的探傷，固為它能檢測到焊縫中絕太多數(shù)缺結(jié)包括主要缺陷。

4.2 對于判斷為翼板內(nèi)部缺陷時，應(yīng)采用雙晶直探頭或用鈄探頭在翼板上內(nèi)外側(cè)進行確認是否存在層狀撕裂。特別是對于用臺金鋼材料制作的大板粱更應(yīng)作此檢查。

4.3 選用較先進的超聲波探傷儀，使探傷用的不同超聲波探頭的距波曲線存儲在儀器中．在使用過程中隨用隨調(diào)，方便探傷。

5 結(jié)束語

(1) 鋼結(jié)構(gòu)T 形接頭焊縫超聲檢測選擇符合實際的探傷方法,能保證檢驗質(zhì)量,提高工作效率。

(2) 采用被檢材料制作對比試塊,省去各種耦合補償。采用實測法制作的距離2波幅曲線探傷,缺陷定量準確。

(3) 采用上述超聲波檢測方法,工作效率高,檢測速度快,缺陷定量、定位準確,完全符合GB 11345 標準要求。

參考文獻：

L【1】 云慶華等．無損探傷．勞動出版社

【2】 全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核委員會 超聲波探傷．勞動部鍋爐壓力容器安全雜志社

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。