水利工程金屬結構鋼焊縫無損檢測研究

趙超　唐嘉　孫延超

摘 要 眾所周知，水利工程金屬結構基本有壓力鋼管、閘門、啟閉設備與攔污柵。這些金屬結構大多經焊接組合而成，所以，焊縫（weld joint）品質會從根本影響水工金屬結構質量，焊縫質量的檢測及評價即為控制焊接質量的側重點。我國相關標準明確規定，對水利工程金屬結構焊縫要予以外觀與內部質量的雙重檢驗。經磁粉、目測以及滲透無損探傷檢查焊縫外部；利用超聲波探傷、X及γ射線檢測焊縫內部缺陷，在此基礎上予以質量等級評定。文章將以水利工程金屬結構鋼焊縫無損檢測研究作為切入點，在此基礎上予以深入的探究，相關內容如下所述。

關鍵詞 水利工程；金屬結構；鋼焊縫；無損檢測

中圖分類號 TV34 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）15-0171-02

1 水利工程金屬結構焊縫無損檢測的基本類型

無損檢測（Nondestructive testing）即為對材料及工件予以一種不損害其以后使用性能的檢測方式。經無損檢測，我們可以發現材料及工件中所存在的問題。無損檢測的類型存在多元化特性，主要包括：1）超聲檢測；2）影像學檢查；3）磁粉檢測；4）渦流檢測；5）聲發射檢測；6）滲透檢測。

無損檢測即為在不影響被檢測目標使用性能，不傷害被檢測目標內部組織的先決條件下，材料中結構異常及問題存在造成的熱、聲、光、電以及磁等反應的變化，以物理及化學的舉措，依附于現代化的技術及裝置，對試件中與試件外層的結構、分子、問題與缺陷的種類、狀態、形狀、區域、尺寸以及分布情況予以檢查及測試的一種手段。無損檢測即為工業進程中不可或缺的有效方式，在很大程度上體現了一個國家的工業發展能力，無損檢測的重要性已被世人所熟知。水利工程金屬結構焊縫內部質量檢測，依附于相關的制造與安裝指標要求，大多擇取影像學檢查與超聲檢查檢測其內部問題。而水利工程金屬結構的外部損傷大多通過磁粉檢驗與目測予以檢測。

2 水工金屬結構weld joint類型概述

在水工金屬結構產品的規劃及制造過程，焊縫類型大多依附于其所在區域的受力狀態及重要性予以分類。通常焊縫分為下述幾種：第一種，在動荷載及靜荷載下承受預應力，依附于等強度所制造的焊縫；焊縫受損后會存在較大的安全隱患，同時造成產品失去作用，導致一定經濟損失的焊縫全部為一類焊縫；第二種，在動荷載及靜荷載下，依附于等強度制作的焊縫；在失效或受損后能夠影響產品局部正常運行的焊縫均為二類焊縫；第三種， 除上述一、二類以外的焊縫均為三類焊縫。

3 焊縫無損檢測檢驗等級與類型選擇

3.1 超聲檢查等級

依附于質量需要檢驗等級分為一、二、三級：一級檢驗即通過一種角度的探頭在焊縫的單面單側予以檢驗，僅對可以掃查的焊縫截面予以檢驗。通常無需予以橫向缺陷檢測。母材厚度超過50mm的情況下，不予一級檢測；二級檢驗即為通過一種角度探頭在焊縫的單面雙側予以檢測，對焊縫全部截面予以探測。母材厚度超過100mm的狀態下，擇取雙面雙側檢測。若因幾何條件的限制，那么就在焊縫雙面單側通過雙角度探頭予以檢測。條件可以的狀態下要予以橫向缺陷的檢測；三級檢驗要通過兩種角度探頭在焊縫的單面雙側予以檢測。而且要進行雙掃查角度與兩種探頭角度的橫向缺陷檢測。母材厚度超過100mm的狀態下，擇取雙面雙側檢測；而附加要求包括：1）焊縫高出的部分要予以打磨處理，便于探頭在焊縫上進行平行檢測；2）焊縫雙側斜探頭掃查的母材區域要通過直探頭予以檢測；3）焊縫母材厚度超過100mm，窄間隙焊縫母材厚度超過40mm的狀態下，通常要加設串列式檢測。

3.2 影像學檢查等級

影像學檢查等級包括：一、一二以及二級。一級影像學檢查隸屬低靈敏度檢測，一二級影像學檢查隸屬中靈敏度檢測，二級影像學檢查技術隸屬高靈敏度檢測。一級與一二級影像學檢查要利用T3或更高類的膠片，二級影像學檢查要擇取T2或更高類的膠片。依附于相關指標規范中的標準，水利工程金屬結構焊縫檢驗等級包括：影像學檢查依附于《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》GB/T3323-87標準一二級檢測；影像學檢查依附于《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89標準二級檢測。水利工程金屬結構焊縫中質量檢測可擇取影像學檢查與超聲檢查。針對工件較大且形狀無序的水利工程金屬結構，可考慮使用聲波檢測，其特性即為對工件區域和外觀要求較低，檢測便捷，且對裂紋及沒有熔合等安全隱患具有較高的靈敏度；但其缺點即為檢測的可追溯性偏低，對缺陷的性質無法予以精準的定性。所以，在對缺陷需予以精準定性的狀態下，我們可擇取影像學檢查予以輔助檢測。

4 焊縫無損檢測的基本條件

水利工程焊縫質量檢測主要包括外觀質量檢測與內部質量檢測。需要所有焊縫一定要予以外觀質量檢查，檢查項目涵蓋焊縫外形尺寸要求及外觀質量。其標準在水力工程金屬結構規范中均有指標。

焊縫外觀質量達標后，即予以內部檢測。顧及到焊縫有延遲裂紋的可能，因此探傷要在焊接完成后24h進行。而針對屈服點超過620MPa的強鋼，在完成焊接48h后才可以予以探傷。為方便超聲探頭和工件全面接觸且具有較強的耦合性，超聲檢查前要將焊縫兩側的金屬予以徹底的清理。在影像學檢查前，要對焊縫外層予以全面的外觀檢查并予以相應的修整，要盡可能減小接焊接頭余高，防止由于焊縫外層的不規則而干擾影像。

5 焊縫無損檢測的要求

焊縫無損檢測的長度依附于母材的材質、焊縫種類與焊縫長度。水力工程金屬結構設計與安裝指標對其作了明確的規定，焊縫無損檢測長度與焊縫總長的比例見表1。

通過表1數據我們可以看出，除超聲檢查在板厚超過32mm時或高強度鋼探傷檢測一類焊縫時，其探傷比例為100%，也就是整體焊縫的探傷，其他探傷檢測都依附于相應的比例予以局部探傷。不過就算是進行局部探傷，其探傷區域也要涵蓋所有的丁字縫。在焊縫部分區探傷存在裂紋以及未熔合等不問題時，要在其延伸區域及可疑區域予以補充檢測，若補充檢測不達標，那么就要對此焊縫予以全面檢測。對壓力鋼管一類焊縫擇取超聲檢查時，依附于需要可通過影像學檢查予以復驗，復驗長度高強度鋼為10個百分點，而其他材料則為5個百分點；二類焊縫僅在超聲檢查有可疑波形，無法明確判斷的狀態下，才予以影像學檢查復驗。

6 結論

綜上所述，伴隨社會經濟與科技的全面發展，近年來，無損檢測已被廣泛應用于各個領域，因此，我們逐漸側重于無損檢測的研究。而針對水利工程金屬結構焊縫內部質量檢測，依附于相關的制造與安裝指標要求，大多擇取影像學檢查與超聲檢查檢測其內部問題。而水利工程金屬結構的外部損傷大多通過磁粉檢驗與目測予以檢測。

參考文獻

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