淺談水利水電工程金屬結構鋼焊縫無損檢測技術

李婷

長江三峽技術經濟發展有限公司工程檢測中心 湖北 宜昌 443133

前言

在不破壞或不影響被檢測對象前提下，以物理或化學方法為手段，借助現代化的技術和設備器材，對被檢測對象內部及表面的結構、性質、狀態進行高靈敏度和高可靠性的檢查和測試技術稱為無損檢測。隨著產品復雜程度的日益增加，對安全性的要求越來越高，無損檢測技術在質量控制過程中占有非常重要的位置，對保證產品的質量具有舉足輕重的作用。

1 無損檢測的類型分析

（1）無損檢測是一種建立在不破壞或不影響被檢測對象性能的前提下，檢測被檢對象內部或表面是否存在缺陷或不均勻性的檢測的技術。在對質量過程進行控制時，無損檢測是一項不可缺少的環節，采用無損檢測技術可以對材料表面及內部的缺陷進行實時的發現。現在的產品逐漸變得復雜化，在安全性能方面保障要求也越來越高，因此無損檢測技術在對質量控制過程中有著非常重要的作用。

（2）無損檢測技術的種類比較多，常見的類型有超聲、射線、滲透、磁粉以及渦流檢測等等。最近這幾年漏磁和超聲成像的檢測技術得到廣泛運用，在對水利工程金屬結構鋼焊縫的檢測中，一般都采用超聲及射線對焊縫的內部進行質量檢驗，采用滲透及磁粉對焊縫的表面及近表面質量進行檢驗[1]。

2 無損檢測的對應特征分析

2.1 具有無損性

無損檢測首先具有無損性，就是不破壞材料的性能，以達到檢測目的。它不僅可對制造用原材料、中間工藝環節、最終產成品進行全過程檢測，也可對水利水電在役設備進行檢測。對于被檢測對象而言，在數量上的限制較少，靈活性好，效率比較高。

2.2 具有相互融合性

對于同一檢測區域，能夠多種設備同時進行檢測或者使用多種方法進行檢測。此外，還能夠對同一檢測進行重復性操作，能夠通過大量檢測方法的運用來保證檢測的準確性。

2.3 具有時實性

無損檢測方法可對在役工件或零件進行檢測，對發現的缺陷進行實時觀察，監督產品的運行狀態，并考察產品運行期的累計影響。

2.4 具有嚴格性

由于無損檢測的缺陷評定主要取決于檢驗員的專業技能和實踐的經驗，因此必須對相關檢查員進行專業培訓，取得無損檢測相關工業門類的資格等級證書，確保每個檢測員持證上崗。同時，當檢驗人員進行無損檢測時，必須嚴格按照標準要求，選擇不同類別的鋼焊縫檢測方法進行檢測。還應該對無損檢測相關儀器進行定期的校準和維護[2]。

3 無損檢測的焊縫檢驗類型選擇分析

3.1 超聲檢測

超聲檢測是水利水電工程金屬結構施工中常用的無損檢測技術。實驗表明，超聲波在同一介質中沿直線傳播的速度相同，而在遇到聲阻抗不同的兩種介質分界面時會反射或折射，此時我們就可根據檢測設備接收到的回波進行分析和判斷工件本身及其內部是否存在缺陷及缺陷的特性。對于鋼焊縫檢測應根據厚度、結構形式，按照標準規范定義焊縫類別和檢測的方法。超聲檢測方法成本低、速度快、設備輕便，對人體及環境無害，現場使用較方便。但實際運用時，這種技術人力操作的步驟比較多，因此對缺陷性質的分析受檢測人員主觀因素的影響較大。

3.2 射線檢測

射線檢測是指用X射線或γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法。在水利水電工程金屬結構鋼焊縫內部質量檢驗中，射線檢測主要的應用是探測試件內部的宏觀幾何缺陷。在檢測不對稱的大型工程金屬結構時，可以選擇超聲檢測技術來檢測缺陷。超聲檢測對工件的形狀和位置要求較低，檢測起來比較方便，對危害性缺陷的檢測具有較高的靈敏度，然而，超聲檢測不能直觀地對缺陷定性，且溯源性相對不足。因此在條件允許的情況下，可以利用射線檢驗技術輔佐超聲檢驗技術，對缺陷進行準確的判定。

3.3 滲透、磁粉檢測

磁粉檢測主要是指由截面缺陷產生的漏磁場吸附磁粉而形成磁痕顯示的原理，對鐵磁性工件進行表面或近表面的檢測。滲透檢測是指在工件表面施涂著色染料滲透劑后，在毛細管作用下進行表面開口性缺陷的檢測。在水利水電工程中一般鐵磁材料工件首選磁粉檢測，滲透探傷只是作為替代方法，但對非鐵磁材料焊接的檢測，例如：水輪機機組的葉片焊縫檢測，滲透探傷是表面缺陷檢測的首選方法。

4 關于鋼焊縫無損檢測條件及檢測時機

（1）水利水電鋼焊縫在進行無損探傷之前還應對全部焊縫進行外觀質量檢查。檢查內容包括焊縫外形尺寸和外觀質量要求，其檢查標準在驗收規范中均有明確規定，焊縫外觀質量合格后，可實施內部無損檢測。

（2）焊縫超聲檢測前應做到，對焊縫兩邊的檢測區域進行清理，不能存在銹蝕、油污、焊接飛濺及外部雜質。保證探頭移動區域表面平滑平整，若表面粗糙度大于＞6.3μm則要先打磨，要保證探頭和工件表面耦合較好。

（3）射線檢測前，應對焊縫表面進行細致的外觀檢查和適當修整，對焊接接頭余高應盡量減小，以免因焊縫表面的不規則而掩蓋和干擾焊縫缺陷影像。

（4）考慮到焊縫有延遲裂紋出現的可能，應在焊接完成24h后進行無損檢測，對于屈服點大于620MPa的高強鋼，焊接完成48h以后才能進行。

5 結束語

綜上所述，焊縫質量是影響金屬結構產品使用性能的重要因素，只有提高焊縫質量，才能為金屬產品的性能提供可靠保障，為了能夠有效控制焊縫質量，應重視利用無損檢測方法檢驗焊縫，在檢測焊縫時應嚴格按照檢測標準中所規定的方法進行檢測，并在實際工作中不斷總結經驗，找出無損檢測工作中存在的不足，以保證無損檢測工作的有效實行。本文主要是對水利水電工程金屬鋼焊縫內部及表面質量無損檢測方法進行了詳細的探討，借此給相關研究人員提供一定意義上的幫助與借鑒。