金属结构焊缝无损检测

摘 要：水利工程金属结构是通过焊接组合而成的，其产品的质量是由焊缝质量而决定的。通过焊接形成的水工金属结构，检测和评价是控制焊缝质量的重要措施。本文介绍了钢焊缝手工超声波探伤方法、通用的水工金属结构焊接技术、超声波检验管道焊接接头技术的规程。

关键词：金属结构；无损检测；焊缝质量

中图分类号：TV34 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）06-0145-02

1 检测水工金属构件焊缝无损的方法

在被检测构件不损伤的条件下，无损检测就是检测物理量有关的材料实验、检查构件表面和内部的缺陷方法。常用的无损检测方法包括：超声、射线、磁粉、渗透、涡流以及声发射检测等。本文主要介绍了超声检测方法。

在清除焊接铁屑、飞溅以及油污和其他外部的杂质后，探头移动区探伤表面光滑平整，探头可以进行自由的扫查，但是表面的粗糙度在超过6.3μm时要进行打磨。

采用一次串列式或反射法扫查探伤时，探头移动区要大于1.25P：

P=2δtgβ或P=2δK其中P代表跨距，mm；δ代表钢材厚度，mm。

B采用折射法探伤时，探头移动区应该大于0.75P。

经过检查外观进行超声检验区的焊缝以及探伤。探伤人员在检验前，要充分了解受检工件的厚度、结构、焊接方法和种类、曲率、坡口形式、沟槽、衬垫以及焊缝余高等情况，在平定线灵敏度不高于探伤灵敏度下，扫查速度不应该大于150mm/s，至少在相邻的两次探头移动间隔保证探头宽度10%的重叠。根据探头方向、位置、反射波的位置以及焊缝的情况，对波幅超过评定线的反射波判断是否为缺陷。并在焊缝表面做出判断为缺陷的部位标记。

在探伤面上，放置斜探头垂直焊缝中心，探测纵向的缺陷。应该保证从探头前后移动的范围扫查到全部焊缝截面以及热影响区。在探头垂直焊缝前后移动得到保证的同时，左右转动应该在10～15°。平行和斜平行扫查探测焊缝以及热影响区的横向缺陷。探头和焊缝中心线在焊缝两侧边缘成10～20°进行B级检验时，要做斜平行扫查。在焊缝热影响区上可放探头作两个方向C级检验时的平形扫查。焊缝母材在超过100mm厚度时，在焊缝的两面采用两种角度的探头作两个方向单面的平形扫查，也可以用连个串列式45°的探头作平形扫查。增加电渣焊缝与焊缝中心线斜向成45°的扫查。

采用前后、转角、左右、环绕四种探头扫查方法，来确定观察缺陷的方向、位置、形状、动态波形以及讯号和伪讯号的缺陷。如图1。

并且根据四种扫查方法进行检验。由于受到几何工件形状的限制，在C级检验时，无法实施横向缺陷的检测，应该在记录中加以注明。

其他结构焊缝的检验要尽可能的采取检验平板焊缝的行之有效的方法，对各种类型缺陷在探伤面和探头的选择上，要考虑到它的可能性，并且该结构焊缝中的主要缺陷应该垂直于声束。

2 通用的水工金属结构焊接技术

2.1 检测施工现场环境，符合安全生产和职业健康的规定

焊工要严格控制焊接接头的热输入，控制道间温度应该不超过焊接作业指导书的规定。尽可能的一次性焊完每条焊缝，在引弧板或坡口内引弧，在多层多道焊接焊缝的时候，要清理干净每道焊缝的飞溅和熔渣，在焊接丁字焊缝时，焊道的接头处要错开两焊缝的交点，在消除焊接残余应力的时候要采取锤击法，但是盖面层和第一层焊缝以及母材要避免锤击。清除焊接缺欠或侧清根要采取碳弧气。在设置钢衬垫焊接焊缝时，焊缝金属要熔合好钢衬垫。采取大直径的焊丝和焊条避免热输入过大，最好采用多道多层的焊缝和窄焊道。

2.2 焊接不锈钢复合钢板的顺序是

基层焊缝——过渡层焊缝——复层焊缝。保证不锈钢复合钢的过渡层焊缝熔合好基层焊缝、木材以及复层的母材，并且覆盖好，如图2。

在对大型的焊件拼装位置施焊时，由偶数焊工同时从中心分段向外围焊接，采用相同的焊接参数，保持对称的方位。分段退焊长度≥1000mm的焊缝，在角焊缝的端部转角处进行绕角焊。对打底焊道和接焊缝根部焊道的最小厚度以及最小的单道角焊缝的焊脚，根据不同的母材厚度满足焊接裂纹不产生的要求。在规定设计外，角焊缝的焊脚腹板厚度为1/4，并且≤10mm。在完成焊接后，仔细清理焊缝表面，是否符合质量要求。操作者在一类、二类的焊缝处打上标识、并且做记录存入档案。修磨平整焊件的表面，尽量避免高强焊件的表面损伤，并且按照规定进行检测，该部位的打磨深度应该≤10%母材的厚度和2mm。拆除工卡具可以进行气割、碳弧气刨以及砂轮磨削等方法，高强的钢焊件要距离木材表面3mm以上，再至木材表面的打磨平整。采用气割的方法进行引弧板、产品焊接试板以及引出板的拆除，并用砂轮平整打磨。

采取后热措施对低合钢较大的冷裂敏感性、高强钢以及焊接接头较大的拘束度，有焊接工艺评定验证焊接接头的后热要求。在焊后应该立即进行后热，加热的温度是150～250℃，焊缝每侧3倍的板厚应该≥100mm，时间是1～2h。焊后热处理湿度和时间以及不锈钢选择的温度。

3 超声波检验管道焊接接头技术的规程

超声波检验要遵守DL5009.1的规定，检验人员在检验条件不具备安全作业或不符合工艺要求时要停止工作。在检验前要对管道的规格、名称、材质、焊接工艺等进行了解，并且标定焊接接头的中心位置。扫查检测要采用串列式或一次反射法，探头移动区大于1.25P。

清除探头移动区焊接的锈蚀、飞溅、油垢以及氧化物，平滑打磨表面，检验焊接接头的尺寸、外观质量是否合格，对突变的表面形状进行修磨，并且做过渡圆滑，内壁满足超声波检验的要求。打磨的焊缝应该平齐邻近的母材，去除余高的焊缝。

检验焊接接头的区域宽度是相当于在木材厚度30%的焊缝两侧加上焊缝本身的一段最小10mm，最大20mm的区域。探头的扫查速度不应该超过150mm/s，覆盖率大于塔头10%的直径。在相同的被检验管材或相近的声学性能上选用比试块的钢材制作，使用无毒、无腐蚀容易清除的耦合剂并且要具有透声和润湿良好的性能和能力。并且进行校准、探头的校准、校验仪器和探头系统、检验工艺、评定以及报告等等。

根据焊接接头质量不同的要求，分为A、B、C三个检验等级，完善检验的程度是、最低是A级，一般是B级，最高是C级，按照工件不同的结构、材质、焊接方法以及承受载荷和使用的条件，选用合理的检验级别，检验的范围是：在焊缝的单侧和单面，A级检验是采用一种角度的探头，进行焊缝允许扫查截面的探测；焊缝的双侧单面在B级检验的原则上采用一种角度探头，进行整个焊缝的探测；在焊缝双侧单面C级的检验原则上，采用两种角度探头，对接焊缝的余高磨平，平行扫查两种探头角度和扫查方向的横向缺陷检验。检验前要按照不同的检验等级选择检验面。在检验母材时要测量管壁的厚度，采用B级、C级检验时，通过母材区域斜探头的扫查声束应该用直探头进行检查。同时要根据波幅曲线进行仪器的调整，实测数据绘制。检验等级和管壁厚度的不同，距离一波幅曲线各线的灵敏度也不同。

4 评定焊缝的质量

按GB/T3323-2005的标准评定射线检测，不低于II级一类焊缝为合格，不低于III级的焊缝为合格，按照GB/T11345-1989标准评定超声波检测，一类不低于I级的焊缝为合格，二类不低于II级的焊缝为合格，按照JB/T6061HE JB/T6062的标准评定渗透和磁粉的检测质量，不低于II级的焊缝为合格。

5 结语

水工金属结构产品的质量在很大程度上是由焊接的质量决定的，检测焊缝就显得十分的重要。选择合理的检测方法，严格执行检测规范，对确保水工金属结构工件的质量将会起到重要的作用。

参考文献

[1] GB11345-89 中华人民共和国国家标准 钢焊接手工超声波探伤方法和探伤结果分级.[S].

[2] ICS25.160.10 J33，SL36-2006 中华人民共和国水利行业标准 水工金属结构焊接通用技术条件[S].

[3] DL/T820-2002 管道焊接接头超声波检验技术规程[S].

作者简介：陈玲玲（1980-），女，江苏徐州丰县人，毕业于武汉大学本科，从事水务工程检测工作。

（编辑：蒋东旭）