金屬結(jié)構(gòu)焊縫無(wú)損檢測(cè)

陳玲玲

（深圳市水務(wù)工程檢測(cè)有限公司，廣東 深圳 518000）

1 檢測(cè)水工金屬構(gòu)件焊縫無(wú)損的方法

在被檢測(cè)構(gòu)件不損傷的條件下，無(wú)損檢測(cè)就是檢測(cè)物理量有關(guān)的材料實(shí)驗(yàn)、檢查構(gòu)件表面和內(nèi)部的缺陷方法。常用的無(wú)損檢測(cè)方法包括：超聲、射線、磁粉、滲透、渦流以及聲發(fā)射檢測(cè)等。本文主要介紹了超聲檢測(cè)方法。

在清除焊接鐵屑、飛濺以及油污和其他外部的雜質(zhì)后，探頭移動(dòng)區(qū)探傷表面光滑平整，探頭可以進(jìn)行自由的掃查，但是表面的粗糙度在超過(guò)6.3μm時(shí)要進(jìn)行打磨。

采用一次串列式或反射法掃查探傷時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)要大于1.25P：

其中P代表跨距，mm；δ代表鋼材厚度，mm。

B采用折射法探傷時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)該大于0.75P。

經(jīng)過(guò)檢查外觀進(jìn)行超聲檢驗(yàn)區(qū)的焊縫以及探傷。探傷人員在檢驗(yàn)前，要充分了解受檢工件的厚度、結(jié)構(gòu)、焊接方法和種類(lèi)、曲率、坡口形式、溝槽、襯墊以及焊縫余高等情況，在平定線靈敏度不高于探傷靈敏度下，掃查速度不應(yīng)該大于150mm/s，至少在相鄰的兩次探頭移動(dòng)間隔保證探頭寬度10%的重疊。根據(jù)探頭方向、位置、反射波的位置以及焊縫的情況，對(duì)波幅超過(guò)評(píng)定線的反射波判斷是否為缺陷。并在焊縫表面做出判斷為缺陷的部位標(biāo)記。

在探傷面上，放置斜探頭垂直焊縫中心，探測(cè)縱向的缺陷。應(yīng)該保證從探頭前后移動(dòng)的范圍掃查到全部焊縫截面以及熱影響區(qū)。在探頭垂直焊縫前后移動(dòng)得到保證的同時(shí)，左右轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)該在10～15°。平行和斜平行掃查探測(cè)焊縫以及熱影響區(qū)的橫向缺陷。探頭和焊縫中心線在焊縫兩側(cè)邊緣成10～20°進(jìn)行B級(jí)檢驗(yàn)時(shí)，要做斜平行掃查。在焊縫熱影響區(qū)上可放探頭作兩個(gè)方向C級(jí)檢驗(yàn)時(shí)的平形掃查。焊縫母材在超過(guò)100mm厚度時(shí)，在焊縫的兩面采用兩種角度的探頭作兩個(gè)方向單面的平形掃查，也可以用連個(gè)串列式45°的探頭作平形掃查。增加電渣焊縫與焊縫中心線斜向成45°的掃查。

采用前后、轉(zhuǎn)角、左右、環(huán)繞四種探頭掃查方法，來(lái)確定觀察缺陷的方向、位置、形狀、動(dòng)態(tài)波形以及訊號(hào)和偽訊號(hào)的缺陷。如圖1。

在探傷面是曲面時(shí)，工件曲面要吻合磨成的探頭楔塊。探傷面曲率的半徑R≤，應(yīng)該采用相同探傷面曲率的對(duì)比試塊，參照對(duì)比試塊可以確定發(fā)射體的布置，滿足式是：

圖1 四種掃查方法

并且根據(jù)四種掃查方法進(jìn)行檢驗(yàn)。由于受到幾何工件形狀的限制，在C級(jí)檢驗(yàn)時(shí)，無(wú)法實(shí)施橫向缺陷的檢測(cè)，應(yīng)該在記錄中加以注明。

其他結(jié)構(gòu)焊縫的檢驗(yàn)要盡可能的采取檢驗(yàn)平板焊縫的行之有效的方法，對(duì)各種類(lèi)型缺陷在探傷面和探頭的選擇上，要考慮到它的可能性，并且該結(jié)構(gòu)焊縫中的主要缺陷應(yīng)該垂直于聲束。

2 通用的水工金屬結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)

2.1 檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，符合安全生產(chǎn)和職業(yè)健康的規(guī)定

焊工要嚴(yán)格控制焊接接頭的熱輸入，控制道間溫度應(yīng)該不超過(guò)焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的規(guī)定。盡可能的一次性焊完每條焊縫，在引弧板或坡口內(nèi)引弧，在多層多道焊接焊縫的時(shí)候，要清理干凈每道焊縫的飛濺和熔渣，在焊接丁字焊縫時(shí)，焊道的接頭處要錯(cuò)開(kāi)兩焊縫的交點(diǎn)，在消除焊接殘余應(yīng)力的時(shí)候要采取錘擊法，但是蓋面層和第一層焊縫以及母材要避免錘擊。清除焊接缺欠或側(cè)清根要采取碳弧氣。在設(shè)置鋼襯墊焊接焊縫時(shí)，焊縫金屬要熔合好鋼襯墊。采取大直徑的焊絲和焊條避免熱輸入過(guò)大，最好采用多道多層的焊縫和窄焊道。

2.2 焊接不銹鋼復(fù)合鋼板的順序是

基層焊縫——過(guò)渡層焊縫——復(fù)層焊縫。保證不銹鋼復(fù)合鋼的過(guò)渡層焊縫熔合好基層焊縫、木材以及復(fù)層的母材，并且覆蓋好，如圖2。

圖2

在對(duì)大型的焊件拼裝位置施焊時(shí)，由偶數(shù)焊工同時(shí)從中心分段向外圍焊接，采用相同的焊接參數(shù)，保持對(duì)稱的方位。分段退焊長(zhǎng)度≥1000mm的焊縫，在角焊縫的端部轉(zhuǎn)角處進(jìn)行繞角焊。對(duì)打底焊道和接焊縫根部焊道的最小厚度以及最小的單道角焊縫的焊腳，根據(jù)不同的母材厚度滿足焊接裂紋不產(chǎn)生的要求。在規(guī)定設(shè)計(jì)外，角焊縫的焊腳腹板厚度為1/4，并且≤10mm。在完成焊接后，仔細(xì)清理焊縫表面，是否符合質(zhì)量要求。操作者在一類(lèi)、二類(lèi)的焊縫處打上標(biāo)識(shí)、并且做記錄存入檔案。修磨平整焊件的表面，盡量避免高強(qiáng)焊件的表面損傷，并且按照規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)，該部位的打磨深度應(yīng)該≤10%母材的厚度和2mm。拆除工卡具可以進(jìn)行氣割、碳弧氣刨以及砂輪磨削等方法，高強(qiáng)的鋼焊件要距離木材表面3mm以上，再至木材表面的打磨平整。采用氣割的方法進(jìn)行引弧板、產(chǎn)品焊接試板以及引出板的拆除，并用砂輪平整打磨。

采取后熱措施對(duì)低合鋼較大的冷裂敏感性、高強(qiáng)鋼以及焊接接頭較大的拘束度，有焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證焊接接頭的后熱要求。在焊后應(yīng)該立即進(jìn)行后熱，加熱的溫度是150～250℃，焊縫每側(cè)3倍的板厚應(yīng)該≥100mm，時(shí)間是1～2h。焊后熱處理濕度和時(shí)間以及不銹鋼選擇的溫度。

3 超聲波檢驗(yàn)管道焊接接頭技術(shù)的規(guī)程

超聲波檢驗(yàn)要遵守DL5009.1的規(guī)定，檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)條件不具備安全作業(yè)或不符合工藝要求時(shí)要停止工作。在檢驗(yàn)前要對(duì)管道的規(guī)格、名稱、材質(zhì)、焊接工藝等進(jìn)行了解，并且標(biāo)定焊接接頭的中心位置。掃查檢測(cè)要采用串列式或一次反射法，探頭移動(dòng)區(qū)大于1.25P。

清除探頭移動(dòng)區(qū)焊接的銹蝕、飛濺、油垢以及氧化物，平滑打磨表面，檢驗(yàn)焊接接頭的尺寸、外觀質(zhì)量是否合格，對(duì)突變的表面形狀進(jìn)行修磨，并且做過(guò)渡圓滑，內(nèi)壁滿足超聲波檢驗(yàn)的要求。打磨的焊縫應(yīng)該平齊鄰近的母材，去除余高的焊縫。

檢驗(yàn)焊接接頭的區(qū)域?qū)挾仁窍喈?dāng)于在木材厚度30%的焊縫兩側(cè)加上焊縫本身的一段最小10mm，最大20mm的區(qū)域。探頭的掃查速度不應(yīng)該超過(guò)150mm/s，覆蓋率大于塔頭10%

的直徑。在相同的被檢驗(yàn)管材或相近的聲學(xué)性能上選用比試塊的鋼材制作，使用無(wú)毒、無(wú)腐蝕容易清除的耦合劑并且要具有透聲和潤(rùn)濕良好的性能和能力。并且進(jìn)行校準(zhǔn)、探頭的校準(zhǔn)、校驗(yàn)儀器和探頭系統(tǒng)、檢驗(yàn)工藝、評(píng)定以及報(bào)告等等。

根據(jù)焊接接頭質(zhì)量不同的要求，分為A、B、C三個(gè)檢驗(yàn)等級(jí)，完善檢驗(yàn)的程度是、最低是A級(jí)，一般是B級(jí)，最高是C級(jí)，按照工件不同的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、焊接方法以及承受載荷和使用的條件，選用合理的檢驗(yàn)級(jí)別，檢驗(yàn)的范圍是：在焊縫的單側(cè)和單面，A級(jí)檢驗(yàn)是采用一種角度的探頭，進(jìn)行焊縫允許掃查截面的探測(cè)；焊縫的雙側(cè)單面在B級(jí)檢驗(yàn)的原則上采用一種角度探頭，進(jìn)行整個(gè)焊縫的探測(cè)；在焊縫雙側(cè)單面C級(jí)的檢驗(yàn)原則上，采用兩種角度探頭，對(duì)接焊縫的余高磨平，平行掃查兩種探頭角度和掃查方向的橫向缺陷檢驗(yàn)。檢驗(yàn)前要按照不同的檢驗(yàn)等級(jí)選擇檢驗(yàn)面。在檢驗(yàn)?zāi)覆臅r(shí)要測(cè)量管壁的厚度，采用B級(jí)、C級(jí)檢驗(yàn)時(shí)，通過(guò)母材區(qū)域斜探頭的掃查聲束應(yīng)該用直探頭進(jìn)行檢查。同時(shí)要根據(jù)波幅曲線進(jìn)行儀器的調(diào)整，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制。檢驗(yàn)等級(jí)和管壁厚度的不同，距離一波幅曲線各線的靈敏度也不同。

4 評(píng)定焊縫的質(zhì)量

按GB/T3323-2005的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定射線檢測(cè)，不低于II級(jí)一類(lèi)焊縫為合格，不低于III級(jí)的焊縫為合格，按照GB/T11345-1989標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定超聲波檢測(cè)，一類(lèi)不低于I級(jí)的焊縫為合格，二類(lèi)不低于II級(jí)的焊縫為合格，按照J(rèn)B/T6061HE JB/T6062的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定滲透和磁粉的檢測(cè)質(zhì)量，不低于II級(jí)的焊縫為合格。

5 結(jié)語(yǔ)

水工金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上是由焊接的質(zhì)量決定的，檢測(cè)焊縫就顯得十分的重要。選擇合理的檢測(cè)方法，嚴(yán)格執(zhí)行檢測(cè)規(guī)范，對(duì)確保水工金屬結(jié)構(gòu)工件的質(zhì)量將會(huì)起到重要的作用。

[1]GB11345-89 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 鋼焊接手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí).[S].

[2]ICS25.160.10 J33，SL36-2006 中華人民共和國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 水工金屬結(jié)構(gòu)焊接通用技術(shù)條件[S].

[3]DL/T820-2002 管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程[S].