建筑钢结构焊缝无损探伤检验若干问题

适用范围 母材厚度 8mm 铁素体类钢 焊缝 , 不适 母材厚度 2~ 200mm 钢熔化对接 用于铸钢及奥氏体不锈钢焊 缝 ; 不适用 焊缝的 X 射 线和 射线 照相方 于外径 < 159mm 的钢管对接焊 缝 , 内径 法 200mm 的管座角焊缝及外径 < 250mm 和内外径之比 < 80% 的纵向焊缝 优点
焊接 作为钢结 构的主 要连接方 式之一, 直接影 响 钢结构的施工 质量, 采用无 损探伤 的手 段对焊 缝进 行 质量检验是确保钢结构工程质量的 重要环节。建筑 钢 结构与造船、 桥 梁及 压力容 器等行 业在 焊缝探 伤方 面 有不尽相同之处, 由此造成建设、 质 检、 监理、 施工以 及 设计单位对某些问题的理解不能统 一。本文试图从 相 关标准规范的角度, 依照相关法律法 规, 结合工程实 际 对建筑钢结构焊缝无损探伤的几个问题提出作者的 理 解, 供广大工程技术人员参考。 1 2 焊缝无损探伤的种类和适用范围( 见表 1) 焊缝无损检测方法的选用原则 各种无损检 测方法 都有 一定的 特点 和适 用范 围, 应根据相关的规范、 标准, 结 合建 筑钢结 构的 类型、 材 质、 加工方法、 介 质、 使 用条件 等选择 最合 适的 无损 检 测方法。 1) 对于设计要求熔透焊缝内部缺陷检测, 应优先选 用超声波探伤方法, 当超声波探伤不能对缺陷作出判断 时, 即超出使用标准的适用方法时, 应采用射线探伤。 2) 当采用射线探 伤方 法时, 应 优先采 用 X 射线 源 进行透照检测, 确因厚度、 几何尺寸或 工作场地所限 无 法采用 X 射线时, 可采用 源进行射线透照。 3) 对于焊缝表 面缺 陷的检 测, 应 优先 采用 磁粉 探 伤, 只有存在结 构形 状等原 因无 法进行 磁粉检 测的 场 合下才采用渗透检测。 4) 当采用渗透 探伤 方法时, 宜优 先选 用具 有较 高 检测灵敏度的荧光渗透检测, 当检测 现场无水源、 电源 的情况下, 可以采用着色渗透检测。 5) 当采用两种或两种以上的检测 方法对同一部 位 进行检测时, 应符合各自的合格级别; 如采用同种检 测 方法的不同检测工艺进行检测, 其检 测结果不一 致时, 应以危险度大的评定级别为准。 3 焊缝质量等级一级、 二级、 三级 从焊缝本身来说决定焊缝质量的因素主要 有 3 方 面, 分别是焊缝内部缺陷、 焊缝外观表 面缺陷以及焊 缝 尺寸。因此, 焊缝质量等级就存在着 两重含义, 其一 是 针对焊缝内部 缺陷 检验, 其 二是 针对焊 缝外观 表面 缺 陷检验。对于设 计者 来说, 正 确的 图纸标 注应 该是 将 两重含义分别标明。但目前绝大部分 情况是设计者 只 进行笼统地规定, 如 该焊缝质量等级 为二级 , 此时 正 确地理解是 焊缝内部缺陷按二级检 验, 外观缺陷也 按
扫查经过 的母材部 分要用 直探头作 检查; 要增加串列式扫查。
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施工技术
第 35 卷
4 2 射线检验等级为 A 、 AB、 B 三个级别[ 3] 射线检测技术 分为 三级: A 级、 AB 级和 B 级。 其 中 A 级射线检测技术属于低灵敏度技术, AB 级射线 检 测技术属于 中灵 敏度 技术, B 级 射线 检测 技术 属于 高 灵敏度技术。A 级和 AB 级射线检测技术应 采用 T3 类 或更高类别胶片, B 级射线检 测技术应 采用 T2 类或 更 高类别胶片。 4 3 渗透检验灵敏度等级 1 级、 2 级、 3 级[ 3 ] 不同灵敏度等级在试块上可显示的裂纹区位效 应 按表 2 规定。
Abstract: The quality of welding is an important factor that influences steel structure project quality. Nondestructive inspection is an important method which guarantees welding seam quality. From the view of interrelated standards points, the author introduces some usual methods for nondestructive inspection including ultrasonic inspection, ray inspection, magnetic particle inspection and penetrant inspection. Key words: steel structure; welding seam; nondestructive inspection; project quality
焊缝的外观质量标准应符合二级; 的外观质量标准可为三级。 4 焊缝无损检测的检验等级
4 1 超声波检验等级分为 A 、 B、 C 三个级别[ 2] 1) A 级检验采用一种角度的探 头在焊 缝的单面 单 侧进行检 验, 只对 允 许扫 查 到的 焊 缝截 面 进行 探 测。 一般不要求作横向缺陷的检验。母材厚度 > 50mm 时, 不得采用 A 级检验。 2) B 级检验原则上采 用一种角 度探头 在焊缝的 单 面双侧进行 检验, 对整个 焊缝截 面进 行探 测。母材 厚 度> 100mm 时, 采用双 面双侧 检验。受 几何 条件的 限 制可在焊缝的 双面 单侧采 用两 种角度 探头进 行探 伤。 条件允许时应作横向缺陷的检验。 3) C 级检验至少要采 用两种角 度探头 在焊缝的 单 面双侧进行检验。同时要作两个扫查 方向和两种探 头 角度的横 向缺 陷检验。 母材厚 度> 100mm 时, 采用 双 面双侧检验。其 它附 加要求 是: 平, 以便探头在焊缝上作平行扫查; 厚度 100mm, 窄间 隙 焊 缝母 材 厚度 对接焊 缝余 高要 磨 焊缝两侧斜探 头 焊缝母 材 40mm 时, 一 般
Some Problems of Nondestructive Inspection of Steel Structure Welding Seam
HOU Zhao xin
( Central Research Institute of Building and Construction , China Metallurgical Gr oup Co . , Beij ing 100088, China )
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施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2006 年 9 月 第 35 卷 第 9 期
建筑钢结构焊缝无损探伤检验若干问题
侯兆欣
( 中冶 集团建筑研究总院 , 北京 100088) [ 摘要 ] 焊接质量是影响钢结构工程质量的重要因素 , 对焊 缝进行无损探伤检验是确保焊缝质量的重要手段。该文 从相 关标准规范的角度 , 对于建筑钢结构焊缝无损探伤检 验中普遍采用的超声波探伤、 射线探 伤、 磁 粉探伤及渗 透 探伤等方法进行较全面系统的介绍。 [ 关键词 ] 钢结构 ; 焊缝 ; 无损探伤 ; 工程质量 [ 中图分类号 ] TU317 7 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] 1002 8498( 2006) 09 0012 04
缺点
二级检验 。 对于需要进 行疲劳 验算 的构件 如吊 车梁, 其中 某 些部位的角焊 缝, 虽 然不进 行内部 缺陷 的超声 波探 伤 ( 三级焊缝) , 但其外观表面质量等级 应为二级, 所以 笼 统地说 角焊缝都是三级焊缝 就有失全面。 3 2 焊缝质量等级确定原则 1) 焊缝质量等 级主 要与其 受力 情况 有关, 受拉 焊 缝的质量等级 要求 高于受 压或 受剪的 焊缝; 受 动力 荷 载的焊缝质量等级要高于受静力荷载的焊缝。 2) 凡对接焊缝, 除非 作为角 焊缝 考虑 部分 熔透 的 焊缝外, 一般都要求熔透并与母材等 强, 故需要进行 无 损探伤。因此, 对接焊缝的质量等级不宜低于二级。 3) 在建筑钢结构中, 角 焊缝一 般不进行 无损探 伤 检验, 但对外观 缺陷的 等级 ( 见现 行国家 标准 钢结 构 工程施工质量验收规 范 GB50205 2001 附录 A) 可按 实 际需要选用二级或三级。 3 3 焊缝质量等级设计原则
[ 1]
工作制( A4、 A5) 吊车梁 的腹板 与上翼缘 之间 以及吊 车 桁架上弦 杆与 节点 板 之间 的 T 形 接 头焊 缝 均要 求 焊 透, 焊缝形式一般为对接与角接的组 合焊缝, 其质量 等 级不应低于二级。 4) 不要求焊透的 T 形接头采用的 角焊缝或部分 焊 透的对接与角 接组 合焊缝, 以及 搭接连 接采用 的角 焊 缝, 其质量等级为: 对直接承受动力 荷载且需要验 算 50t 的中 级工作制吊 车梁, 对其他结构, 焊 缝 疲劳的结构和吊车起重量
2006 No. 9
侯兆欣 : 建筑钢结 构焊缝无损探伤检验若干问题 表1
超声波探伤
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焊缝无损探伤的种类Байду номын сангаас适用范围
射线探伤 磁粉探伤 渗透探伤
适用标准
钢焊缝手工超声波探伤方法 和探伤结 钢熔化焊对接接头射线照相和 焊缝磁粉检验方法和 缺陷磁 焊缝渗透检验方法 和缺陷 果分级 G B11345 89 质量分级 GB3323 87 痕的分级 JB T6061 1992 迹痕的分级 JB T6062 1992 铁磁性材料及其焊缝 表面、 近 非多孔 性金 属 材料 表面 开 表面缺陷的检测 , 不适 用于奥 口缺陷的检测 氏体不 锈钢 和其 他非 铁磁 性 材料的检测
[ 收稿日期 ] 2006 03 30 [ 作者简介 ] 侯兆欣 ( 1963 ) , 男 , 山 东平邑人 , 中冶 集团建筑 研 究总院教授 级 高级 工 程 师 , 北 京 市 海 淀区 西 土 城 路 33 号 100088, 电话 : ( 010) 82227204
3 1 焊缝质量等级的两重含义
焊缝应根据结构的 重要 性、 荷 载特 性、 焊 缝形 式、 工作环境以及 应力 状态等 情况, 按 下述 原则分 别选 用 不同的质量等级: 1) 在需要进行 疲劳 计算的 构件 中, 凡 对接 焊缝 均 应焊透, 其质量等级为: 作用力垂直 于焊缝长度方 向 作用力 平行于焊缝长 度 的横向对接 焊缝或 T 形对 接与角接 组合焊 缝, 受拉 时 应为一级, 受压时应为二级; 方向的纵向对接焊缝应为二级。 2) 不需要计算 疲劳 的构件 中, 凡 要求 与母 材等 强 的对接焊缝应 予焊 透, 其质 量等级 当受 拉时应 不低 于 二级, 受压时宜为二级。 3) 重级工作制( A6~ A8) 和 起重量 Q 50t 的中 级
对焊缝 内部缺 陷特 别是平 面型 缺陷 母材厚度范围大 , 适用于多种 不仅能检出表面开 口缺陷 , 经 济、 简 便、 不需 要设 备 ( 裂纹、 未熔合 ) 检测敏感性高 ; 材质 ; 也能检出近表面缺陷 ; 支持 ; 对焊缝外观要 求不 高 , 检 测方 便、 速 影像直 观 , 底 片可 存档 , 可追 与渗 透检 测相 比检 测灵 敏 对现 场检 测 条件 要求 不 度快、 成本低 溯性好 度高 高 对体积型缺陷定性较困难 , 需要素质 对焊缝表面和位置要求高 , 对 需要 一定 设备 支持 和一 定 与磁 粉探 伤 相比 检测 灵 高有资质的检测人员; 检测人员要有防辐射措施 ; 的现场检测条件 ; 敏度低 ; 目前还 存在着 检测 结果可 追溯 性差 设备投资大 , 需要高素质有资 不能用于非铁磁性材料 近表 面不 开 口缺 陷不 能 的问题 质的检测人员 ; 检测 ( 漏检 ) 当透照方向与面积型缺陷 ( 裂 纹和未熔 合 ) 方向不 一致 时 , 影 响缺陷检出率
表2
灵敏度等级 1级 2级 3级
4) 渗透检测焊缝质量分级 、、 、 级[ 4] ( 见表 5) 。
表 5 渗透检测焊接接头质量分级