超声波探伤在建筑钢结构焊接中的应用

超声波探伤在建筑钢结构焊接中的应用

1钢梁的熔透焊缝广东省的项目是一座大型的酒店和大楼，采用了先进的钢结构。37层是变换层，准备配置各种大型水电、通风等设备。该建筑钢梁全为H型钢梁,考虑到37层放置的水电设备自重大、钢梁受力比较大等因素,设计、监理、业主均建议对该层钢梁的翼腹板的部分熔透焊缝进行超声波探伤,以控制焊肉的熔深及焊肉内部不存在超标的缺陷,保证工程质量。本文基于该工程对建筑钢结构常见的部分熔透焊缝的超声波检测方法进行了分析,为同类构件的检测提供参考。2接头加工方法(1)使用超声波探伤仪应符合ZBY230《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》的要求。采用2.5MHz的单斜探头,探头应按规定作出标志。其测试结果应符合ZBY231《超声探伤用探头性能测试方法》的要求。直探头的规格为5P14,斜探头的远场分辩力大于6dB,直探头的远场分辩力不小于30dB。(2)本方法选用RB-2对比试块,CSK-IA标准试块。现场检验时,为校验灵敏度或时基线,可以采用其它形式的等效试块。(3)焊缝经外观检验合格后方可进行检验,并且在焊后24h后进行检验。探头移动区应清除焊接飞溅、锈蚀、油垢等。探测面应平整光滑,以便于探头能自由扫查。(4)选用水、化学浆糊等耦合剂。3试验模式和试验表面的选择3.1探伤面为正截面的焊接面为便于分析,将T型焊缝划分出5个检测面,如图1,对于大部分T型角焊缝的超声波检测时选择图1中的探伤面1或探伤面2,使用K值大于1.2的斜探头对角焊缝进行探伤过程中,若焊缝探测面的焊角尺寸H1与另一面焊角尺寸H2之比小于斜探头K值时,应增加K1的探头对角焊缝进行扫查;若焊缝探测面的焊角尺寸H1小于另一面焊角尺寸H2时,应在图1中角焊缝探伤面3或探伤面4上增加K1的斜探头对焊缝进行扫查,参见图2。3.2不打开倾斜部分的t型焊接口的检验要求不开坡口部分熔透T型角焊缝的探测面应在腹板面上,具体要求见表1。斜探头声程跨距的示意图见图3。3.3开槽部分焊接t形角焊接的检验要求开坡口部分熔透T形角焊缝的探测面主要在腹板上,具体见表2。3.4低角误差检测要求棱角部分焊缝的检测面主要在开坡口侧,检测要求见表3。4接头的移动范围(1)普通部分熔透角焊缝探头移动区示意图见图4、图5,其探头移动范围如下:(1)当检验探测面侧角焊缝时,探头的移动范围P不小于如下范围:式中,P———探头入射点至盖板距离(mm);T———探测面板厚(mm);H3———焊缝要求熔深(mm)。(2)当检验探测面下部角焊缝时,探头的移动范围P不小于如下范围:(2)棱角部分焊缝的检测探头移动区示意图见图6,其探头移动范围P应大于等于2KT+50mm。5调整和测试仪器5.1探伤灵敏度的测量仪器荧光屏时基线刻度可按水平1:1、深度1:1、水平1:2、深度1:2、声程1:1等调节。斜探头探伤灵敏度的调节在RB-1或RB-2对比试块上调节,直探头探伤灵敏度的调节在Φ3mm、Φ4mm平底孔对比试块上调节,调节探伤灵敏度的声程应和探伤时的声程相同。距离-波幅曲线按所用的探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成。距离-波幅曲线的灵敏度参照GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》规范的要求。5.2校验点及点检验前,应对仪器的时基线扫描和探伤灵敏度进行校验,校验点不少于2点。检验过程中每4h之内和检验工作结束后,应对时基线扫描和探伤灵敏度进行校验,校验点不少于2点。6焊缝上侧部分缺陷扫查广州某工程37层的H型钢梁为开坡口的部分熔透焊缝,翼板厚25mm,腹板为20mm,设计熔深为不少于7mm,加工厂采用双面埋弧焊焊接。本次检测主要采用2.5P10×16K1.5(前沿为11mm)的斜探头及5P14规格的直探头来检测焊缝内部的缺陷。当检验探测面角焊缝时,根据图4的探头移动区域图,现场用钢尺测得H1=H2=8mm,用直探头及钢尺测得H3=7mm,采用二次波一个跨距的声程扫查,如图7,算得斜探头入射点的移动区域为距离盖板49.5mm~68mm的位置,用笔在这两个距离的位置各画一条线,探头的声波入射点则保持在这个范围内,移动探头扫查,然后根据回波的深度来确定焊缝焊肉内部是否存在缺陷。必要时可以用直探头在H2+H3的位置进行扫查,以再次确认焊缝焊肉内部是否存在缺陷。同理,当检验探测面下部角焊缝时,用三次波一个半跨距的声程扫查,算得斜探头入射点的移动区域为距离盖板109.5mm~128mm的位置。同样通过回波的深度以确定焊缝内部是否存在超标缺陷。扫查时灵敏度不低于评定线。采用斜探头进行扫查时,为确定缺陷的位置、方向、形状,观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号,斜探头可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。采用直探头进行扫查时,为确定缺陷的位置、大小、方向、形状,观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号,移动直探头对缺陷进行全面扫查,直到缺陷的边沿。缺陷当量和指示长度的测定、不允许存在的缺陷等参照GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》规范中的要求。7检测判断标准通过对重要部分熔透构件的焊缝超声波检测方法的分析,使得部分熔透焊缝的内部质量得到控制。当然,由于部分熔透焊缝的超声波探伤比熔透焊缝的操作复杂,检测判断也存在一定的争议,这就需要各方共同把关,