目視檢測在鋼結構焊接質量檢驗中的重要性

姜 煒

(上海市市政公路工程檢測有限公司，上海 201108)

鋼結構因具有傳統(tǒng)土木結構所不具備的獨特優(yōu)勢而迅猛發(fā)展，所涉及的不同類型的建筑物也越來越多，例如橋梁、高層、體育場館等。

焊接是鋼結構構件連接的重要工藝，焊接質量的好壞將直接影響鋼結構的強度，使用安全性等。鋼結構的焊接質量可通過不同的無損檢測方法來檢驗[1]，例如超聲檢測與射線檢測可檢測焊縫的內部缺陷，磁粉檢測、滲透檢測和目視檢測用來檢測焊縫表面及近表面缺陷，文章主要敘述目視檢測在鋼結構焊質量接檢驗應用中的重要性。

1 目視檢測的現(xiàn)狀

國內鋼結構高層建筑的主要代表有深圳的國際貿易大廈、帝王大廈；上海的虹橋國貿中心大廈、浦東的金茂大廈、環(huán)球金融中心大廈、上海中心大廈等。

1.1 鋼結構行業(yè)標準

國家建設部為了適應國內的建筑發(fā)展需要出臺了鋼結構行業(yè)發(fā)展的焊接和驗收標準，例如GB 50661-2011 《鋼結構焊接規(guī)范》 和GB 50205-2001 《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》,以及一系列與之相對應的檢測實施標準。

標準GB 50661-2011及GB 50205-2001都有參考AWS(美國焊接協(xié)會)標準的內容，相應地采納了一些技術要求。例如GB 50661-2011標準根據焊縫的受力狀態(tài)，把構件分為動載和靜載；又根據受力大小，把構件分為低級、中級、重級工作制。這些都與AWS焊縫等級相呼應。

在GB 50661-2011標準中，對靜載焊縫的外觀質量檢測的技術要求列在表8.2.1，把焊接余高和錯邊驗收的技術要求列在表8.2.2；而把受動載焊縫的外觀質量檢測的技術要求列在表8.3.1，把焊縫外觀尺寸驗收的技術要求列在表8.3.2。

在GB 50205-2001焊接質量驗收規(guī)范中，也分別在不同的章節(jié)里對零部件的外觀尺寸、鉆孔的尺寸、構件變形量,不同類型焊縫的余高、焊寬、焊腳長度、凹陷、錯位、咬邊等都做了明細的技術規(guī)定。

在GB 50205-2001標準的第5.2.6條款中，明確指出焊縫表面不得有裂紋、焊廇等缺陷；一級、二級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷；且一級焊縫不得有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。顯然,標準對檢測對象做了明確規(guī)定，并且在標準的附錄A中對各等級焊縫的外觀質量標準、對接焊縫及全熔透焊縫組合焊縫尺寸的允許偏差、部分焊透組合焊縫和角焊縫外形尺寸允許偏差都做出了具體的技術參數(shù)要求。

注意,在從事鋼結構檢測工作的機構的入門規(guī)定中，沒有對目視檢測提出資質要求。由于對這一項沒有做強行規(guī)定，目前鋼結構行業(yè)中不重視目視檢測或錯誤地理解目視檢測，這對提高國內鋼結構行業(yè)的整體質量水平，提升鋼結構制作工藝在國際上的地位都是不利的。

1.2 目視檢測的地位

在對焊縫進行檢測時，目視檢測往往被檢測人員忽略，可能是因為最后驗收時，沒有提交目視檢測報告的要求。更有一些人認為超聲檢測前已對表面進行了檢查，其實這是錯誤的觀點。超聲檢測前的表面檢查，只涉及到表面是否存在影響超聲探頭移動的障礙物，不涉及一些焊接缺陷和尺寸的要求。GB 50661-2011和GB 50205-2001對目視檢測的相關規(guī)定為，首先用目視或放大鏡進行觀察，當懷疑有裂紋狀缺陷時，再采用磁粉檢測或滲透檢測做表面檢測，來幫助確認表面缺陷。而國內幾乎所有的鋼結構焊縫檢測都沒有專門要求做目視檢測，也不要求出具目視檢測報告。近年來，隨著與外商的業(yè)務往來，發(fā)現(xiàn)在對目視檢測上的認識上，國內外同行的重視程度還是有差異的。

2 目視檢測的重要意義

鋼結構焊接中產生很多的質量問題，可以利用目視檢測進行監(jiān)控和分析。

2.1 國際上的正確做法

國際上的正確做法就是要求在進行超聲檢測或射線檢測前，進行外觀目視檢測，只有當檢測全部合格后，再進行超聲檢測或射線檢測。

焊接人員和檢測人員都需持證上崗，并且焊接人員從開始工作就處于無損檢測人員的質量監(jiān)控之中，從電焊條的領取記錄、烘箱溫度檢查記錄、焊接工地電焊條的保管到焊接前由檢測人員對焊工資質核對、焊接坡口角度檢查、根部間隙檢查、電焊條規(guī)格檢查，焊接過程中檢測焊接保護氣體的流量、焊接電流大小、層間溫度測試等，每一層焊接完成后都要仔細檢查焊渣是否清除干凈才能進行下一道工序。焊接后檢查焊縫是否磨平和拋光，是否有焊疤痕跡，最后冷卻到室溫再進行其他無損檢測。

在整個核島建造和設備安裝過程中，焊接質量控制都是在檢測人員的目視監(jiān)控下完成的，對于該類重大的工程建設，目視檢測對于每一個環(huán)節(jié)的重要性更是不言而喻。

2.2 目視檢測宏觀缺陷的意義

根據研究證明[2]，如果金屬材料表面不形成疲勞裂紋，那么從理論上講，這些材料的使用壽命是無限的。

正常的機加工開孔、開槽或截面突變部位，也是航空零部件或重要的受力件容易產生失效的部位，這些部位是使用表面檢測方法進行質量檢測的重點部位。

一些焊接表面上看似不起眼的小問題，例如焊接錯位、變形、咬邊、焊接余高過高等，它與質量是息息相關的。焊接錯位將引起焊接工件的實際連接厚度減薄，造成焊接強度的減弱；焊接變形造成焊接拼裝困難或受力方向復雜；焊接咬邊的存在相當于在焊縫邊緣存在一個裂紋開口，久而久之會造成焊縫開裂破損；焊接余高過高是造成焊接應力集中的根源，這就是核電站管道所有焊縫必須磨平并拋光的原因。

另外，焊接坡口的角度過小，在焊接過程中焊槍無法正確擺動，易造成未熔合或夾渣等缺陷；根部間隙過小易造成未焊透；焊接電流和電壓過大易產生咬邊缺陷，焊接電流過小又會造成層間未熔合或坡口未熔合等缺陷。

在進行焊接質量工藝評定時，有時會遇到這樣的情況，對試板做超聲和射線檢測都未發(fā)現(xiàn)缺陷，但強度試驗卻失敗了，這可能與沒有嚴格按照焊接工藝進行焊接有關，如焊接電流過大，使得材料的晶粒粗大；或材料偏脆，造成材料的焊接強度減弱。

鋼結構焊接質量控制是一個系統(tǒng)工程，焊前的目視監(jiān)測和過程跟蹤與焊后的無損檢測都非常重要，應對每一個過程和環(huán)節(jié)都給予充分的重視。

3 目視檢測在鋼結構檢測中的應用要求

3.1 重視目視檢測

某百貨大樓的鋼結構焊接部位產生大量裂紋，經分析得知，主要原因是焊接坡口處的防銹鋅涂層未能清除干凈就直接進行焊接，導致鋅進入焊縫，降低了焊縫金屬的力學性能。檢測機構與人員必須要重視目視檢測以及過程控制中的目視檢測記錄，這為質量控制這一系統(tǒng)提供了可追蹤的功能，便于后期的抽查與追責。

3.2 培養(yǎng)專業(yè)人員

近幾年，國內已設立了目視檢測人員的培訓取證項目。從目視檢測的自身要求來看，對檢測人員的知識面要求比較寬，對金屬材料、金屬加工、金屬特性、金屬焊接等方面的知識要求都比較高。

3.3 加強業(yè)務訓練

一些檢測機構雖購置了目視檢測的常用器具，如工具尺等，但對于大量用在外形、輪廓、圓弧、凹面、凸面、內孔、外孔、間隙檢測等方面的工具都不太重視，檢測機構應積極投入人力、物力，系統(tǒng)性地提升自己的檢測分析能力。

3.4 熟悉檢測標準

每一項無損檢測方法都要依據相關的標準。目視檢測人員應熟悉國內外關于目視檢測的標準，并了解各標準中的差異，這對于國內外同行之間的交流與進步有很好的促進作用。

4 結語

目視檢測的重要性已經在鋼結構質量檢測的工作中顯現(xiàn)出來，希望國內的鋼結構檢測行業(yè)可以多組織行業(yè)技術交流活動，為國內的鋼結構檢測機構提供目視檢測技術上的互相切磋、互相交流的機會，并呼吁同行重視目視檢測，促進檢測機構達成共識，推動國內鋼結構的質量檢測工作發(fā)展。