鋼結(jié)構(gòu)焊縫磁粉/滲透檢測實(shí)驗(yàn)室間的比對

俞 麗，馬沖先，凌 松，王 森

(1.上海市建設(shè)工程檢測行業(yè)協(xié)會， 上海 200032；2.上海材料研究所 機(jī)械工業(yè)無損檢測中心， 上海 200437)

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鋼結(jié)構(gòu)焊縫磁粉/滲透檢測實(shí)驗(yàn)室間的比對

俞 麗1，馬沖先2，凌 松2，王 森2

(1.上海市建設(shè)工程檢測行業(yè)協(xié)會， 上海 200032；2.上海材料研究所 機(jī)械工業(yè)無損檢測中心， 上海 200437)

介紹了一次建設(shè)工程檢測行業(yè)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊縫表面檢測(磁粉、滲透)實(shí)驗(yàn)室間的比對活動過程，探討了結(jié)果處理方法和能力評價原則，重點(diǎn)討論了導(dǎo)致不滿意結(jié)果的可能原因及技術(shù)建議。

實(shí)驗(yàn)室間比對；焊縫；鋼結(jié)構(gòu)；磁粉檢測；滲透檢測

上海市建設(shè)工程檢測行業(yè)協(xié)會(SCETIA)是上海地區(qū)從事與建設(shè)工程檢測有關(guān)業(yè)務(wù)的各類經(jīng)濟(jì)組織自愿組成的非營利性社會組織，具有社會團(tuán)體法人資格。協(xié)會的宗旨是：為會員提供服務(wù)，維護(hù)會員合法權(quán)益，加強(qiáng)行業(yè)自律，保障行業(yè)公平競爭，溝通會員與政府、社會的聯(lián)系，促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了解會員單位實(shí)驗(yàn)室鋼結(jié)構(gòu)焊縫磁粉檢測及滲透檢測的水平，監(jiān)控其持續(xù)檢測能力；幫助實(shí)驗(yàn)室識別日常檢測中存在的問題并制定相應(yīng)的預(yù)防和糾正措施；為提高實(shí)驗(yàn)室的檢測水平，增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)檢測單位及其客戶的信心提供依據(jù)，2015年7月由SCETIA技術(shù)咨詢部組織，依據(jù)GB/T 27043-2012《合格評定 能力驗(yàn)證的通用要求》、SCETIA 401.1-2007《建設(shè)工程檢測實(shí)驗(yàn)室比對規(guī)范 第一部分：通用要求》的要求，和上海材料研究所機(jī)械工業(yè)無損檢測中心合作進(jìn)行了SCETIA:T1506(項(xiàng)目編號)鋼結(jié)構(gòu)焊縫磁粉/滲透檢測比對活動。

SCETIA 101-2014《企業(yè)內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室評估規(guī)范》、SCETIA 201-2014《建設(shè)工程檢測機(jī)構(gòu)評估規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)SCETIA組織的比對計劃項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)室及檢測機(jī)構(gòu)通過評估的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)時，實(shí)驗(yàn)室及檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)參加；無正當(dāng)理由不參加實(shí)驗(yàn)室間比對，或同一檢測項(xiàng)目連續(xù)兩次比對結(jié)果為不滿意，SCETIA可對其縮小檢測能力范圍。為此，相關(guān)22家檢測機(jī)構(gòu)和內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室全部參加了此次比對活動。

1 活動概況與要求

該次磁粉/滲透比對的試塊由美國專業(yè)缺陷樣品Flawtech公司提供。每個實(shí)驗(yàn)室抽取T型對接焊縫試板各2塊。試塊均由兩塊同牌號的普通碳素鋼焊接而成，焊接方法為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。T型焊接試板尺寸(長×寬×高)為204 mm×200 mm×105 mm，焊縫厚度為6 mm。焊縫表面有焊接形成的缺陷。焊縫質(zhì)量驗(yàn)收等級分別為JB/T 6061-2007《無損檢測 焊縫磁粉檢測》中的2級和JB/T 6062-2007《無損檢測 焊縫滲透檢測》中的2級。

該次比對要求檢測參數(shù)為：① 缺陷起始位置；② 缺陷指示長度。每塊試板均包括3個缺陷，因此，須各報告3個缺陷起始位置和3個缺陷指示長度。

該次比對用樣品情況及相關(guān)組織工作全程保密，參比實(shí)驗(yàn)室按指定順序進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行檢測(每次只有一個實(shí)驗(yàn)室)，當(dāng)場提交檢測結(jié)果，不得與其他實(shí)驗(yàn)室交流數(shù)據(jù)。現(xiàn)場安排有專門監(jiān)考人員，并由兩名技術(shù)專家負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)審核，并簽字確認(rèn)。

2 統(tǒng)計分析的設(shè)計及能力評價原則

能力驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室間比對的結(jié)果評價方法有很多[1-3]，結(jié)合此次活動試塊缺陷比較多的實(shí)際情況，專家組商議將參考值作為指定值(X)，各比對數(shù)值(x)均與之比較計算。參考值由Flawtech公司在樣品證書中提供，權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證，專家組最終確認(rèn)。

根據(jù)各參加實(shí)驗(yàn)室提供的檢測結(jié)果，按下式計算各檢測參數(shù)的偏差值D：

(1)

根據(jù)檢測結(jié)果的偏差情況，按照事先設(shè)定的規(guī)則(見表1)進(jìn)行評分，以兩塊試板的總得分作為實(shí)驗(yàn)室得分(磁粉和滲透分別統(tǒng)計)。依據(jù)得分判定比對結(jié)果，總分≥75，比對結(jié)果為“滿意”；60≤總分<75，結(jié)果為“基本滿意”；總分<60，結(jié)果為“不滿意”。

表1 SCETIA T1506磁粉/滲透檢測比對結(jié)果評分表

由專家組對各參加實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行評判。

3 統(tǒng)計處理結(jié)果及能力評價

該次比對共有22家實(shí)驗(yàn)室的60位檢測人員參與了現(xiàn)場檢測，共遞交了44份磁粉檢測和44份滲透檢測記錄表。按第2章節(jié)規(guī)定的方式計算得分，并判斷出滿意、基本滿意和不滿意結(jié)果。結(jié)果匯總于表2。

表2 SCETIA T1506磁粉/滲透檢測比對檢測結(jié)果和統(tǒng)計處理

經(jīng)統(tǒng)計，該次參加磁粉比對的實(shí)驗(yàn)室中，結(jié)果滿意的有14家，基本滿意的有5家，不滿意的有3家；滲透比對中，結(jié)果滿意的實(shí)驗(yàn)室有11家，基本滿意的有8家，不滿意的實(shí)驗(yàn)室有3家。結(jié)果不滿意率均為13.6%。

4 技術(shù)分析和技術(shù)建議

4.1 磁粉檢測

磁粉檢測是鋼結(jié)構(gòu)工程檢測中最常用的方法之一，檢測方法看似簡單，其實(shí)不然。檢測過程的每一個操作細(xì)節(jié)都會影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，如磁軛的使用、磁化過程、磁懸液的施加、磁軛方向的把握、磁懸液的濃度、磁懸液的噴灑、磁痕觀察條件等方面都會對檢測結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。因此磁粉檢測不僅要求檢測人員技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富、規(guī)范操作，還需要認(rèn)真、細(xì)致，才能準(zhǔn)確判斷。

通過此次技術(shù)比對和現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)部分檢測人員存在一些操作不規(guī)范的習(xí)慣，部分實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備配置水平也較差。具體體現(xiàn)在以下一些方面：

(1) 磁軛的使用。在磁粉檢測時，為了保證檢測靈敏度，對于單磁軛的使用要求是：兩個磁極面應(yīng)貼緊工件，使磁力線能夠全部進(jìn)入工件而保證工件內(nèi)具有足夠的磁通密度。在此次比對中，有些檢測人員使用磁軛時未將兩個磁極面貼緊工件，而只是將磁極截面的一條邊與工件接觸，導(dǎo)致大量的磁通泄漏在空氣中，并未進(jìn)入工件，使得檢測靈敏度降低，導(dǎo)致缺陷的漏檢。另外，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6061-2007的要求，在T型焊縫檢測時，需對兩側(cè)的焊縫分別進(jìn)行檢測，但極個別檢測人員將磁軛橫跨腹板對兩側(cè)焊縫進(jìn)行檢測，此操作與實(shí)際檢測要求不符合，也與標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6061-2007規(guī)定不符合。

(2) 磁化過程。在用磁軛法磁化焊縫時，磁化和施加磁懸液要同步諧調(diào)進(jìn)行，磁化時間要足夠(一般要1～3 s)，才能保證有足夠的磁粉在足夠的時間內(nèi)聚集到缺陷位置，從而清晰地顯示出缺陷，否則易造成缺陷顯示不清晰或不顯示。停止施加磁懸液后還要再磁化1～2次，每次0.5 s，防止磁懸液流動而破壞已形成的磁痕，并使磁痕更加緊密、清晰，但少數(shù)檢測人員忽略了這一步驟。

(3) 磁軛方向。在用單磁軛磁化時，磁軛方向的控制很重要，只有保證兩次磁化方向大致垂直并接觸良好，才能檢測出焊縫上可能存在的各方向的缺陷；另外兩個磁化區(qū)域也要有一定的重疊區(qū)，以避免缺陷的漏檢。

(4) 磁懸液的濃度。在此次比對中，部分檢測人員使用的磁懸液濃度過高(超過標(biāo)準(zhǔn))，使被檢工件表面的對比度變壞，造成對細(xì)小缺陷磁痕的掩蓋，導(dǎo)致缺陷的漏檢。

(5) 磁懸液的噴灑。使用磁懸液噴罐噴灑磁懸液時，要注意控制磁懸液的沖擊力:如果沖擊力太大，磁痕則不易形成，從而造成缺陷漏檢。而一些檢測人員噴淋磁懸液時過急、過快，不符合標(biāo)準(zhǔn)中“均不應(yīng)使檢測面上磁懸液的流速過快”的規(guī)定。

(6) 觀察條件。作為對表面缺陷的一種檢測手段，磁粉檢測是通過觀察被檢工件表面形成的磁痕，來判斷是否存在缺陷的。觀察表面時，檢測標(biāo)準(zhǔn)中要求應(yīng)有足夠的光照度(即白光照度應(yīng)≥500 lx)。而在此次比對過程中，有些檢測人員在檢測前未對光照度進(jìn)行測量、確認(rèn)，導(dǎo)致光照度未滿足檢測要求而出現(xiàn)缺陷漏檢。另外多數(shù)檢測人員未按標(biāo)準(zhǔn)要求配備放大鏡來作為必要的輔助工具。

(7) 顯示的判別。此次比對中，部分檢測人員對缺陷造成的相關(guān)顯示，與非缺陷引起的非相關(guān)顯示和假顯示，不能準(zhǔn)確地進(jìn)行判斷，如將位于焊縫與母材熔合線上缺陷形成的磁痕與焊縫咬邊上形成的磁痕相混淆，造成對類似缺陷的漏檢。

(8) 其他。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在檢測之前應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)試片進(jìn)行清洗，部分比對人員忽視了此步驟。也有比對人員在測量某一磁痕的過程中，無意間破壞了其他磁痕，從而不得不重新檢測，降低了檢測效率。

4.2 滲透檢測

滲透檢測在鋼結(jié)構(gòu)工程檢測中使用得相對少一些，但它仍然是檢測鋼結(jié)構(gòu)焊縫表面開口缺陷的有效手段之一。滲透檢測過程的每一步操作，如滲透劑種類的選擇、預(yù)清洗的程度、滲透時間的控制、清洗方法的選擇、顯像劑的施加等都會影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，滲透檢測不僅要求檢測人員經(jīng)驗(yàn)豐富、判斷準(zhǔn)確，還要有認(rèn)真、細(xì)致的求真精神。

通過此次技術(shù)比對，對上海市鋼結(jié)構(gòu)檢測行業(yè)滲透檢測的整體水平進(jìn)行了一次全面的摸底，發(fā)現(xiàn)相當(dāng)部分檢測人員存在一些操作不規(guī)范的習(xí)慣，具體反映在以下方面：

(1) 試件的預(yù)清洗。檢測時，滲透劑是通過毛細(xì)作用進(jìn)入被檢工件表面缺陷內(nèi)的，檢測區(qū)域表面的清潔狀態(tài)直接關(guān)系到毛細(xì)作用的發(fā)揮效果，因此檢測人員在施加滲透劑之前，要認(rèn)真清洗工件表面。但在此次比對過程中，發(fā)現(xiàn)部分檢測人員對檢測試件的預(yù)清洗并不十分重視，在未對試件進(jìn)行完全預(yù)清洗的情況下就開始施加滲透劑，從而造成觀察數(shù)據(jù)的失真，甚至漏檢。

(2) 試件的滲透。檢測過程中,一般規(guī)定滲透時間為10 min左右，在這個過程中需要確保檢測區(qū)域處于滲透劑的濕潤狀態(tài)。但在比對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)：部分檢測人員忽視了這個細(xì)節(jié)，在對檢測區(qū)域施加滲透劑后，沒有關(guān)注檢測區(qū)域的濕潤狀態(tài)，導(dǎo)致缺陷無法正常顯示。

(3) 多余滲透劑的去除。多余滲透劑的去除也是需要關(guān)注的問題，如果去除過程不規(guī)范，將會直接影響檢測效果(去除不徹底，將會造成大量的偽缺陷顯示；去除過度將造成缺陷的漏檢)。

(4) 檢測區(qū)域。根據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)和理論知識，焊接接頭的檢測區(qū)域應(yīng)該為焊縫區(qū)域及熱影響區(qū)域。在此次比對過程中，部分檢測人員在最后觀察缺陷的時候，忽視了對焊縫熱影響區(qū)的觀察，從而造成缺陷漏檢。

(5) 顯像劑的施加。從理論上講，顯像劑的噴灑應(yīng)該薄而均勻。但在比對的過程中發(fā)現(xiàn)，部分檢測人員操作不規(guī)范，檢測某些區(qū)域時噴灑的顯像劑厚薄不均。如有的檢測人員在熱影響區(qū)施加顯像劑太薄，沒能覆蓋工件金屬光澤，而不能形成毛細(xì)管，不利于滲透劑的析出，缺陷中的滲透劑也就無法吸附到工件表面來，以致熱影響區(qū)的缺陷未能顯示出來。

(6) 觀察時間。檢測中，當(dāng)缺陷顯示出來后要及時觀察，對有疑問的顯示要擦除后再施加顯像劑，看顯示是否還能復(fù)現(xiàn)。如果能夠復(fù)現(xiàn)，說明是缺陷顯示；如果不能復(fù)現(xiàn)，就可能是非相關(guān)顯示。在此次比對中，只有少數(shù)檢測人員采用了這種方法進(jìn)行判斷。

(7) 顯示的判別。此次比對中，某些檢測人員不能對缺陷造成的相關(guān)顯示與非缺陷引起的非相關(guān)顯示和假顯示準(zhǔn)確區(qū)分。如部分檢測人員忽視了位于焊縫與母材熔合線上的缺陷顯示，將缺陷顯示與焊縫咬邊上形成的顯示相混淆，造成熔合線部位缺陷的漏檢。

(8) 檢測耗材。滲透檢測中滲透劑等試驗(yàn)耗材的質(zhì)量非常重要，質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到檢測結(jié)果。此次比對過程中發(fā)現(xiàn)有3家實(shí)驗(yàn)室使用國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的不同批次的滲透檢測劑，造成檢測靈敏度偏低，影響檢測結(jié)果。

(9) 觀察條件。在滲透檢測的顯示觀察評價階段，要求一定的白光照度。如果光線條件不能滿足要求，即使有缺陷顯示也無法觀察到，從而引起缺陷的漏檢。但在此次比對中，只有少數(shù)檢測人員關(guān)注到光線條件的影響。

5 結(jié)論

通過此次實(shí)驗(yàn)室間的比對活動，發(fā)現(xiàn)了在檢測過程中的一些不足之處，部分檢測人員操作也不夠熟練，如：在磁粉檢測中磁軛貼合不緊密，磁化時間不足，磁化交叉不標(biāo)準(zhǔn)，磁懸液噴灑不規(guī)范等,從而使得檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差。另外，對磁痕判別的經(jīng)驗(yàn)也不足，如在滲透檢測中沒有為后清洗預(yù)留充足的時間，T型焊縫的兩側(cè)滲透、顯像程度不一致，觀察時間不一致，不同滲透劑滲透能力的差異等，從而使得檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差。這些都需要在今后的檢測過程中不斷改進(jìn)，才能持續(xù)提高檢測能力，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保工程建設(shè)的質(zhì)量。

[1] GB T 28043-2011 利用實(shí)驗(yàn)室間比對進(jìn)行能力驗(yàn)證的統(tǒng)計方法[S].

[2] CNAS-GL02：2014 能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南[S].

[3] 馬沖先. 能力驗(yàn)證及其評價[J]. 理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2005，41(11)：861-864.

Interlaboratory Comparison of Magnetic Particle Testing and Penetrant Testing for Welds in Steel Structures

YU Li1, MA Chong-xian2, LING Song2,WANG Sen2

(1.Shanghai Construction Engineering Test Industry Association, Shanghai 200032, China; 2.NDT Center of Machine Building Industry, Shanghai Research Institute of Materials, Shanghai 200437, China)

In this paper the process of interlaboratory comparison of magnetic particle testing and penetrant testing for welds in steel structures was introduced. Methods of result processing and the principle of ability evaluation were discussed, with the focus on the discussion of the possible reasons for unsatisfactory test results and the relevant technical suggestion for the problems.

Interlaboratory comparison; Weld; Steel structure; Magnetic particle test; Penetrant test

2016-09-01

俞 麗(1983-)，女，工程師，主要從事工程檢測技術(shù)咨詢、實(shí)驗(yàn)室間比對活動組織等相關(guān)工作。E-mail :yl@scetia.com。

馬沖先，E-mail：machongxian@sina.com。

10.11973/wsjc201612010

TG115.28

A

1000-6656(2016)12-0040-04