金屬結構焊縫無損檢測

陳玲玲

（深圳市水務工程檢測有限公司，廣東 深圳 518000）

1 檢測水工金屬構件焊縫無損的方法

在被檢測構件不損傷的條件下，無損檢測就是檢測物理量有關的材料實驗、檢查構件表面和內部的缺陷方法。常用的無損檢測方法包括：超聲、射線、磁粉、滲透、渦流以及聲發射檢測等。本文主要介紹了超聲檢測方法。

在清除焊接鐵屑、飛濺以及油污和其他外部的雜質后，探頭移動區探傷表面光滑平整，探頭可以進行自由的掃查，但是表面的粗糙度在超過6.3μm時要進行打磨。

采用一次串列式或反射法掃查探傷時，探頭移動區要大于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，探頭移動區應該大于0.75P。

經過檢查外觀進行超聲檢驗區的焊縫以及探傷。探傷人員在檢驗前，要充分了解受檢工件的厚度、結構、焊接方法和種類、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，掃查速度不應該大于150mm/s，至少在相鄰的兩次探頭移動間隔保證探頭寬度10%的重疊。根據探頭方向、位置、反射波的位置以及焊縫的情況，對波幅超過評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記。

在探傷面上，放置斜探頭垂直焊縫中心，探測縱向的缺陷。應該保證從探頭前后移動的范圍掃查到全部焊縫截面以及熱影響區。在探頭垂直焊縫前后移動得到保證的同時，左右轉動應該在10～15°。平行和斜平行掃查探測焊縫以及熱影響區的橫向缺陷。探頭和焊縫中心線在焊縫兩側邊緣成10～20°進行B級檢驗時，要做斜平行掃查。在焊縫熱影響區上可放探頭作兩個方向C級檢驗時的平形掃查。焊縫母材在超過100mm厚度時，在焊縫的兩面采用兩種角度的探頭作兩個方向單面的平形掃查，也可以用連個串列式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、轉角、左右、環繞四種探頭掃查方法，來確定觀察缺陷的方向、位置、形狀、動態波形以及訊號和偽訊號的缺陷。如圖1。

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

圖1 四種掃查方法

并且根據四種掃查方法進行檢驗。由于受到幾何工件形狀的限制，在C級檢驗時，無法實施橫向缺陷的檢測，應該在記錄中加以注明。

其他結構焊縫的檢驗要盡可能的采取檢驗平板焊縫的行之有效的方法，對各種類型缺陷在探傷面和探頭的選擇上，要考慮到它的可能性，并且該結構焊縫中的主要缺陷應該垂直于聲束。

2 通用的水工金屬結構焊接技術

2.1 檢測施工現場環境，符合安全生產和職業健康的規定

焊工要嚴格控制焊接接頭的熱輸入，控制道間溫度應該不超過焊接作業指導書的規定。盡可能的一次性焊完每條焊縫，在引弧板或坡口內引弧，在多層多道焊接焊縫的時候，要清理干凈每道焊縫的飛濺和熔渣，在焊接丁字焊縫時，焊道的接頭處要錯開兩焊縫的交點，在消除焊接殘余應力的時候要采取錘擊法，但是蓋面層和第一層焊縫以及母材要避免錘擊。清除焊接缺欠或側清根要采取碳弧氣。在設置鋼襯墊焊接焊縫時，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大，最好采用多道多層的焊縫和窄焊道。

2.2 焊接不銹鋼復合鋼板的順序是

基層焊縫——過渡層焊縫——復層焊縫。保證不銹鋼復合鋼的過渡層焊縫熔合好基層焊縫、木材以及復層的母材，并且覆蓋好，如圖2。

圖2

在對大型的焊件拼裝位置施焊時，由偶數焊工同時從中心分段向外圍焊接，采用相同的焊接參數，保持對稱的方位。分段退焊長度≥1000mm的焊縫，在角焊縫的端部轉角處進行繞角焊。對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，根據不同的母材厚度滿足焊接裂紋不產生的要求。在規定設計外，角焊縫的焊腳腹板厚度為1/4，并且≤10mm。在完成焊接后，仔細清理焊縫表面，是否符合質量要求。操作者在一類、二類的焊縫處打上標識、并且做記錄存入檔案。修磨平整焊件的表面，盡量避免高強焊件的表面損傷，并且按照規定進行檢測，該部位的打磨深度應該≤10%母材的厚度和2mm。拆除工卡具可以進行氣割、碳弧氣刨以及砂輪磨削等方法，高強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。采用氣割的方法進行引弧板、產品焊接試板以及引出板的拆除，并用砂輪平整打磨。

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

3 超聲波檢驗管道焊接接頭技術的規程

超聲波檢驗要遵守DL5009.1的規定，檢驗人員在檢驗條件不具備安全作業或不符合工藝要求時要停止工作。在檢驗前要對管道的規格、名稱、材質、焊接工藝等進行了解，并且標定焊接接頭的中心位置。掃查檢測要采用串列式或一次反射法，探頭移動區大于1.25P。

清除探頭移動區焊接的銹蝕、飛濺、油垢以及氧化物，平滑打磨表面，檢驗焊接接頭的尺寸、外觀質量是否合格，對突變的表面形狀進行修磨，并且做過渡圓滑，內壁滿足超聲波檢驗的要求。打磨的焊縫應該平齊鄰近的母材，去除余高的焊縫。

檢驗焊接接頭的區域寬度是相當于在木材厚度30%的焊縫兩側加上焊縫本身的一段最小10mm，最大20mm的區域。探頭的掃查速度不應該超過150mm/s，覆蓋率大于塔頭10%

的直徑。在相同的被檢驗管材或相近的聲學性能上選用比試塊的鋼材制作，使用無毒、無腐蝕容易清除的耦合劑并且要具有透聲和潤濕良好的性能和能力。并且進行校準、探頭的校準、校驗儀器和探頭系統、檢驗工藝、評定以及報告等等。

根據焊接接頭質量不同的要求，分為A、B、C三個檢驗等級，完善檢驗的程度是、最低是A級，一般是B級，最高是C級，按照工件不同的結構、材質、焊接方法以及承受載荷和使用的條件，選用合理的檢驗級別，檢驗的范圍是：在焊縫的單側和單面，A級檢驗是采用一種角度的探頭，進行焊縫允許掃查截面的探測；焊縫的雙側單面在B級檢驗的原則上采用一種角度探頭，進行整個焊縫的探測；在焊縫雙側單面C級的檢驗原則上，采用兩種角度探頭，對接焊縫的余高磨平，平行掃查兩種探頭角度和掃查方向的橫向缺陷檢驗。檢驗前要按照不同的檢驗等級選擇檢驗面。在檢驗母材時要測量管壁的厚度，采用B級、C級檢驗時，通過母材區域斜探頭的掃查聲束應該用直探頭進行檢查。同時要根據波幅曲線進行儀器的調整，實測數據繪制。檢驗等級和管壁厚度的不同，距離一波幅曲線各線的靈敏度也不同。

4 評定焊縫的質量

按GB/T3323-2005的標準評定射線檢測，不低于II級一類焊縫為合格，不低于III級的焊縫為合格，按照GB/T11345-1989標準評定超聲波檢測，一類不低于I級的焊縫為合格，二類不低于II級的焊縫為合格，按照JB/T6061HE JB/T6062的標準評定滲透和磁粉的檢測質量，不低于II級的焊縫為合格。

5 結語

水工金屬結構產品的質量在很大程度上是由焊接的質量決定的，檢測焊縫就顯得十分的重要。選擇合理的檢測方法，嚴格執行檢測規范，對確保水工金屬結構工件的質量將會起到重要的作用。

[1]GB11345-89 中華人民共和國國家標準 鋼焊接手工超聲波探傷方法和探傷結果分級.[S].

[2]ICS25.160.10 J33，SL36-2006 中華人民共和國水利行業標準 水工金屬結構焊接通用技術條件[S].

[3]DL/T820-2002 管道焊接接頭超聲波檢驗技術規程[S].