超聲波探傷儀在鋼結(jié)構探(tàn)傷(shāng)中的(dí)應(yīng)用(yòng)
在(zài)廠房建設及設備安(ān)裝(zhuāng)中(zhōng)大量使(shǐ)用(yòng)鋼結(jié)構，鋼結(jié)構的焊接(jiē)質量十(shí)分重要，無損檢(jiǎn)測(cè)是保證鋼(gāng)結構(gòu)焊(hàn)接(jiē)質量(liáng)的重(zhòng)要方(fāng)法(fǎ)。
無損檢測(cè)的(dí)常(cháng)規(guī)方(fāng)法有直(zhí)接(jiē)用肉(ròu)眼檢查(chá)的宏(hóng)觀(guān)檢(jiǎn)驗(yàn)和用(yòng)射(shè)綫照相探(tàn)傷(shāng)，超(chāo)聲(shēng)波探傷(shāng)，磁粉探(tàn)傷(shāng)，滲透(tòu)探傷，渦流(liú)探傷(shāng)等儀器(qì)檢測(cè)。
超聲波(bō)探傷聲波(bō)頻率(shuài)為0.4-25兆(zhào)赫茲(zī)，其(qí)中(zhōng)用(yòng)得多的是(shì)1-5兆(zhào)赫(hè)茲，超(chāo)過人耳聽覺。利用(yòng)聲音來檢(jiǎn)測(cè)物體(tǐ)的好壞(huài)，這(zhè)種方法(fǎ)早已被人(rén)們(mén)所(suǒ)采(cǎi)用。例如：用手(shǒu)拍拍(pāi)西瓜聽(tīng)聽是(shì)否熟(shú)了;醫(yī)生檢驗內髒是否(fǒu)正(zhèng)常(cháng);用(yòng)手(shǒu)敲敲(qiāo)瓷(cí)碗，看(kàn)看瓷碗是(shì)否(fǒu)壞了等等(děng)。由(yóu)於超(chāo)聲波探傷(shāng)具有(yǒu)探(tàn)測距(jù)離大(dà)，探(tàn)傷(shāng)裝(zhuāng)置體積小(xiǎo)，重(zhòng)量輕(qīng)，便於(yú)攜帶到現場探傷，檢(jiǎn)測速(sù)度(dù)快，而且探傷(shāng)中(zhōng)隻(zhī)消(xiāo)耗耦(ǒu)合劑(jì)和(hé)磨損探(tàn)頭，總(zǒng)的(dí)檢(jiǎn)測(cè)費用較低(dī)等(děng)特點(diǎn)，目(mù)前建築業(yè)市場主要(yào)采(cǎi)用(yòng)此種方(fāng)法(fǎ)進行(háng)檢(jiǎn)測。
超(chāo)聲波(bō)探傷在(zài)焊縫(féng)探傷(shāng)實(shí)際工(gōng)作中的應用。
接(jiē)到探(tàn)傷任(rèn)務後，首先要(yào)了(liǎo)解圖(tú)紙對焊接質量(liáng)的技術(shù)要求。目(mù)前(qián)鋼(gāng)結構(gòu)的驗(yàn)收標準是(shì)依據GB50205-95《鋼結(jié)構工(gōng)程(chéng)施工及驗(yàn)收規範》來(lái)執(zhí)行(háng)的(dí)。超聲波(bō)探(tàn)傷用(yòng)於全熔透(tòu)焊縫，其探傷比例按每條焊(hàn)縫長度的百分數計(jì)算，並且(qiě)不(bù)小於(yú)200mm。對於局部探(tàn)傷(shāng)的焊縫(féng)如果(guǒ)發(fā)現(xiàn)有不(bù)允許(xǔ)的缺(quē)陷時，應(yīng)在該(gāi)缺(quē)陷(xiàn)兩端的延(yán)伸(shēn)部位(wèi)增(zēng)加(jiā)探傷長度，增加長(cháng)度(dù)不應(yīng)小於該(gāi)焊縫(féng)長度(dù)的(dí)10%且(qiě)不應(yīng)小(xiǎo)於200mm，當(dāng)仍有不允許的缺陷(xiàn)時，應(yīng)對該焊(hàn)縫進(jìn)行*的(dí)探傷檢(jiǎn)查(chá)，其(qí)次應(yīng)該(gāi)清(qīng)楚探(tàn)傷(shāng)時機，碳素結(jié)構鋼應(yīng)在(zài)焊縫冷(lěng)卻(què)到(dào)環(huán)境(jìng)溫度後(hòu)，低合金結構(gòu)鋼(gāng)在(zài)焊接(jiē)完成24小時以(yǐ)後(hòu)方可(kě)進行焊(hàn)縫(féng)探傷檢驗(yàn)。另(lìng)外(wài)還(huán)應該(gāi)知(zhī)道(dào)待測工件(jiàn)母(mǔ)材厚(hòu)度(dù)，接(jiē)頭型(xíng)式(shì)及坡口(kǒu)型式(shì)。截(jié)止(zhǐ)到目(mù)前(qián)為止(zhǐ)我(wǒ)在實際(jì)工作中接觸到(dào)的要(yào)求探傷(shāng)的(dí)絕大多數焊(hàn)縫(féng)都(dū)是中板對(duì)接焊(hàn)縫的接(jiē)頭(tóu)型(xíng)式(shì)，所(suǒ)以我(wǒ)下(xià)麵主要就(jiù)對焊縫探傷的操(cāo)作做針對(duì)性的(dí)總結。一(yī)般地(dì)母材厚度(dù)在(zài)8-16mm之(zhī)間，坡口型式有(yǒu)I型(xíng)，單(dān)V型，X型(xíng)等(děng)幾種形(xíng)式。在(zài)弄清(qīng)楚以上(shàng)這(zhè)此(cǐ)東西(xī)後(hòu)才可(kě)以(yǐ)進(jìn)行(háng)探傷(shāng)前(qián)的(dí)準(zhǔn)備(bèi)工作(zuò)。
在(zài)每(měi)次(cì)探傷操作前(qián)都(dū)必須(xū)利用(yòng)標準(zhǔn)試塊(kuài)(CSK-IA，CSK-ⅢA)校(xiào)準儀器的(dí)綜合性(xìng)能，校(xiào)準麵板(bǎn)曲(qū)綫(xiàn)，以保(bǎo)證探(tàn)傷(shāng)結(jié)果的準確(què)性(xìng)。
1，探測(cè)麵的(dí)修(xiū)整：應(yīng)清除焊接(jiē)工(gōng)作表麵飛濺(jiàn)物，氧(yǎng)化(huà)皮(pí)，凹(āo)坑(kēng)及(jí)鏽(xiù)蝕等，光(guāng)潔度一(yī)般低於(yú)?4。焊縫兩(liǎng)側探傷(shāng)麵的修整寬度(dù)一(yī)般為大(dà)於等於(yú)2KT+50mm，(K:探頭K值，T：工(gōng)件厚(hòu)度)。一般(bān)的根據(jù)焊件母(mǔ)材選擇(zé)K值(zhí)為(wéi)2.5探頭(tóu)。例如：待(dài)測工件母材厚(hòu)度為(wéi)10mm,那麼就(jiù)應在焊縫(féng)兩(liǎng)側各修磨(mó)100mm。
2，耦合(hé)劑(jì)的選擇(zé)應考慮(lǜ)到粘(nián)度，流動性，附著(zhuó)力(lì)，對工件(jiàn)表(biǎo)麵(miàn)無腐(fǔ)蝕(shí)，易(yì)清洗，而且經濟，綜合以(yǐ)上因素選擇漿糊(hū)作為耦(ǒu)合劑(jì)。
3，由於(yú)母(mǔ)材厚(hòu)度(dù)較(jiào)薄(báo)因此(cǐ)探測(cè)方向采(cǎi)用(yòng)單麵雙側進行(háng)。
4，由(yóu)於板厚(hòu)小(xiǎo)於(yú)20mm所以采(cǎi)用(yòng)水平定(dìng)位(wèi)法(fǎ)來(lái)調節儀(yí)器的掃描(miáo)速(sù)度(dù)。
5，在(zài)探傷操作過(guò)程(chéng)中(zhōng)采用粗探(tàn)傷和精探(tàn)傷。為了(liǎo)大(dà)概了(liǎo)解缺陷(xiàn)的有(yǒu)無和(hé)分布(bù)狀態，定量，定位(wèi)就是精探傷(shāng)。使用鋸(jù)齒形掃(sǎo)查，左(zuǒ)右掃查，前後(hòu)掃(sǎo)查，轉(zhuǎn)角(jiǎo)掃(sǎo)查，環(huán)繞掃查等(děng)幾種(zhǒng)掃(sǎo)查(chá)方式(shì)以(yǐ)便(biàn)於發現各(gè)種不同(tóng)的缺陷(xiàn)並且(qiě)判斷缺(quē)陷性(xìng)質。
6，對探(tàn)測結果(guǒ)進行(háng)記錄(lù)，如(rú)發現(xiàn)內部(bù)缺陷對其進(jìn)行評(píng)定分析。焊(hàn)接對(duì)頭內(nèi)部缺(quē)陷(xiàn)分級應符(fú)合現(xiàn)行國家(jiā)標準GB11345-89《鋼(gāng)焊縫手工(gōng)超聲波(bō)探傷方法和探傷結果(guǒ)分(fēn)級》的(dí)規定(dìng)，來評(píng)判該焊否合格(gé)。如果發現有(yǒu)超標缺(quē)陷，向車(chē)間(jiān)下(xià)達整(zhěng)改通(tōng)知(zhī)書(shū)，令(líng)其整改(gǎi)後進(jìn)行(háng)復(fù)驗直(zhí)至合格。
一(yī)般的焊縫(féng)中(zhōng)常見(jiàn)的缺陷有：氣孔，夾渣(zhā)，未(wèi)焊(hàn)透，未熔合(hé)和裂(liè)紋(wén)等(děng)。到目前為(wéi)止(zhǐ)還(huán)沒有一個(gè)成熟的方法(fǎ)對缺陷的性質(zhì)進行(háng)準確的評(píng)判，隻是根據(jù)熒(yíng)光屏上(shàng)得到(dào)的缺陷(xiàn)波(bō)的形狀和反(fǎn)射波高度的(dí)變化結合(hé)缺陷的位置和焊(hàn)接工藝對(duì)缺(quē)陷進行(háng)綜合估判。
對於內(nèi)部(bù)缺(quē)陷的性質(zhì)的估(gū)判以及(jí)缺陷(xiàn)的產(chǎn)生的原因(yīn)和防(fáng)止措施大(dà)體(tǐ)總(zǒng)結了(liǎo)以下幾點(diǎn)：
1，氣孔(kǒng)：
單個氣孔回波高度低，波形為單(dān)縫(féng)，較穩(wěn)定。從各(gè)個方(fāng)向探測(cè)，反射(shè)波大(dà)體(tǐ)相(xiāng)同，但稍(shāo)一動探頭就消(xiāo)失，氣孔會出現一簇(cù)反(fǎn)射波，波高(gāo)隨氣孔大小(xiǎo)而(ér)不(bù)同(tóng)，當探(tàn)頭作(zuò)定點轉動時(shí)，會出(chū)現此(cǐ)起彼(bǐ)落(là)的現(xiàn)象(xiàng)。
產生(shēng)這類(lèi)缺陷的(dí)原(yuán)因主要(yào)是焊材未按(àn)規定溫(wēn)度(dù)烘幹，焊條藥(yào)皮變(biàn)質(zhì)脫落，焊芯(xīn)鏽(xiù)蝕(shí)，焊(hàn)絲清理不(bù)幹淨，手(shǒu)工(gōng)焊時電(diàn)流過(guò)大，電(diàn)弧過(guò)長;埋(mái)弧焊時電壓過(guò)高(gāo)或(huò)網絡(luò)電壓波(bō)動太大;氣體保(bǎo)護焊(hàn)時保護(hù)氣(qì)體(tǐ)純度低(dī)等(děng)。如(rú)果焊縫中存(cún)在(zài)著氣孔，既(jì)破壞(huài)了(liǎo)焊縫(féng)金屬的致(zhì)密(mì)性(xìng)，又使得(dé)焊縫(féng)有(yǒu)效(xiào)截麵積減(jiǎn)少(shǎo)，降低了(liǎo)機(jī)械(xiè)性(xìng)能，特別(bié)是(shì)存鏈狀氣孔時，對(duì)彎(wān)曲(qū)和(hé)衝擊(jī)韌(rèn)性(xìng)會有比(bǐ)較明(míng)顯(xiǎn)降(jiàng)低。
防(fáng)止(zhǐ)這類(lèi)缺陷(xiàn)防(fáng)止(zhǐ)的措施有：不使(shǐ)用藥(yào)皮(pí)開(kāi)裂(liè)，剝(bāo)落(là)，變質及焊(hàn)芯鏽(xiù)蝕的(dí)焊(hàn)條，生鏽(xiù)的焊(hàn)絲必須除鏽後才能(néng)使(shǐ)用。所(suǒ)用焊接(jiē)材料應(yīng)按規定溫(wēn)度烘幹，坡(pō)口(kǒu)及(jí)其(qí)兩(liǎng)側(cè)清(qīng)理幹淨(jìng)，並要選用(yòng)合適(shì)的(dí)焊接(jiē)電(diàn)流，電(diàn)弧(hú)電壓和(hé)焊(hàn)接(jiē)速(sù)度等。
2，夾渣(zhā)：
點狀夾(jiā)渣回(huí)波(bō)信(xìn)號與點狀(zhuàng)氣孔(kǒng)相(xiāng)似，條(tiáo)狀(zhuàng)夾渣回波(bō)信號多呈鋸齒狀波(bō)幅(fú)不(bù)高(gāo)，波(bō)形多呈樹枝(zhī)狀，主(zhǔ)峰(fēng)邊(biān)上(shàng)有小(xiǎo)峰，探頭平移(yí)波(bō)幅(fú)有(yǒu)變動，從各個(gè)方向探(tàn)測(cè)時反射波(bō)幅(fú)不相(xiāng)同(tóng)。
這類缺(quē)陷(xiàn)產生的原因有：焊接電流過小(xiǎo)，速(sù)度過快(kuài)，熔(róng)渣(zhā)來不及(jí)浮起，被焊邊緣和各層焊縫(féng)清(qīng)理不幹淨(jìng)，其本金屬(shǔ)和(hé)焊接(jiē)材(cái)料化(huà)學(xué)成分不(bù)當(dāng)，含硫，磷較(jiào)多等。
防止措(cuò)施有(yǒu)：正確選用焊(hàn)接電流(liú)，焊接(jiē)件的坡口角(jiǎo)度(dù)不要太小(xiǎo)，焊前(qián)必(bì)須(xū)把(bǎ)坡(pō)口清(qīng)理(lǐ)幹淨，多(duō)層焊時必須層(céng)層(céng)清(qīng)除焊(hàn)渣(zhā);並(bìng)合(hé)理(lǐ)選擇運條(tiáo)角度(dù)焊(hàn)接速度(dù)等(děng)。
3，夾雜(zá)：
反(fǎn)射率高(gāo)，波(bō)幅(fú)也(yě)較高，探(tàn)頭平(píng)移時，波(bō)形較(jiào)穩(wěn)定，在焊縫(féng)兩側(cè)探傷(shāng)時(shí)均能(néng)得到(dào)大致相同(tóng)的反(fǎn)射波(bō)幅。這類(lèi)缺陷不僅(jǐn)降(jiàng)低了焊接接頭的(dí)機械(xiè)性能，而(ér)且在未焊(hàn)透(tòu)處(chǔ)的(dí)缺(quē)口和(hé)端部(bù)形成應(yīng)力集中點，承(chéng)載(zǎi)後往(wǎng)往(wǎng)會引起(qǐ)裂紋(wén)，是一(yī)種危險性缺陷。
其產(chǎn)生原因(yīn)一(yī)般是(shì)：坡(pō)口純邊間(jiān)隙(xì)太小(xiǎo)，焊(hàn)接電(diàn)流太(tài)小或運(yùn)條速度(dù)過快(kuài)，坡口角(jiǎo)度小(xiǎo)，運條(tiáo)角度(dù)不對以及電(diàn)弧偏吹(chuī)等(děng)。
防止措施有(yǒu)：合理選(xuǎn)用坡口型式(shì)，裝配間(jiān)隙和(hé)采用(yòng)正確(què)的(dí)焊接工(gōng)藝等(děng)。
4，未熔合：
探頭平移時，波(bō)形(xíng)較穩定(dìng)，兩側(cè)探測(cè)時(shí)，反射波幅(fú)不同(tóng)，有(yǒu)時(shí)隻能從(cóng)一側探到(dào)。
其產生的(dí)原因：坡(pō)口不幹(gān)淨，焊速太(tài)快，電流(liú)過小或過(guò)大，焊(hàn)條角度(dù)不(bù)對，電(diàn)弧偏(piān)吹等。
防止措施(shī)：正確選用(yòng)坡(pō)口(kǒu)和(hé)電流(liú)，坡口清(qīng)理幹淨，正確操(cāo)作(zuò)防(fáng)止焊偏(piān)等(děng)。
5，裂(liè)紋(wén)：
回(huí)波(bō)高度(dù)較大(dà)，波幅寬(kuān)，會出(chū)現多峰(fēng)，探頭(tóu)平移時反(fǎn)射(shè)波(bō)連續(xù)出現波幅有變(biàn)動(dòng)，探頭(tóu)轉(zhuǎn)時，波峰有上下(xià)錯(cuò)動(dòng)現象。裂紋是一種危險性大(dà)的缺(quē)陷(xiàn)，它除降低(dī)焊接(jiē)接頭的強(qiáng)度外，還(huán)因裂紋的末端呈尖(jiān)銷的缺口，焊(hàn)件承(chéng)載後(hòu)，引起應力集中，成為結構斷裂的起源(yuán)。裂(liè)紋(wén)分(fēn)為熱(rè)裂(liè)紋，冷裂(liè)紋和再(zài)熱裂紋三(sān)種(zhǒng)。
熱(rè)裂(liè)紋產生的原因是(shì)：焊接(jiē)時熔池的冷卻速(sù)度很快，造成偏析;焊縫受熱(rè)不均匀(yún)產生拉應力。
防止(zhǐ)措(cuò)施(shī)：限製(zhì)母材和焊(hàn)接材(cái)料中易偏析(xī)元(yuán)素(sù)和有(yǒu)害雜質(zhì)的含量(liáng)，主(zhǔ)要限製硫含量，提高(gāo)錳含量(liáng);提(tí)高焊條或(huò)焊劑的(dí)鹼度(dù)，以降低雜(zá)質(zhì)含量(liáng)，改(gǎi)善偏析(xī)程(chéng)度;改(gǎi)進(jìn)焊(hàn)接結構形式(shì)，采(cǎi)用(yòng)合(hé)理(lǐ)的焊(hàn)接順序(xù)，提高焊縫(féng)收縮(suō)時(shí)的(dí)自(zì)由度。
冷裂(liè)紋產生(shēng)的原(yuán)因：被(bèi)焊材料淬透(tòu)性較大(dà)在冷卻(què)過程中受(shòu)到人的焊(hàn)接拉力作(zuò)用(yòng)時易裂開;焊接時冷卻速(sù)度(dù)很快(kuài)氫來不(bù)及逸(yì)出而殘留(liú)在(zài)焊縫中，氫原子結(jié)合成(chéng)氫(qīng)分子，以氣體(tǐ)狀(zhuàng)態進到金(jīn)屬的細微孔隙(xì)中，並造成很大的(dí)壓(yā)力(lì)，使局(jú)部金屬產生很大的(dí)壓力而形(xíng)成(chéng)冷裂紋(wén);焊接(jiē)應(yīng)力拉(lā)應力並(bìng)與氫(qīng)的(dí)析(xī)集中(zhōng)和淬火脆化(huà)同(tóng)時發(fā)生(shēng)時(shí)易形(xíng)成(chéng)冷裂紋(wén)。
防止措施：焊前預熱(rè)，焊後緩慢(màn)冷(lěng)卻(què)，使(shǐ)熱影(yǐng)響區的奧氏(shì)體分解能在足夠的(dí)溫度區間內進行，避免淬硬(yìng)組(zǔ)織(zhī)的產生，同時(shí)有減(jiǎn)少焊接應力的作用(yòng);焊(hàn)接後及時(shí)進(jìn)行低溫退火，去氫(qīng)處理，消除焊接(jiē)時產生(shēng)的(dí)應(yīng)力，並使(shǐ)氫(qīng)及時擴(kuò)散(sàn)到(dào)外界去;選(xuǎn)用(yòng)低(dī)氫型焊條和(hé)鹼(jiǎn)性焊劑或奧氏體不(bù)鏽(xiù)鋼(gāng)焊條焊(hàn)絲等，焊材按規定烘(hōng)幹，並嚴(yán)格清(qīng)理(lǐ)坡口;加(jiā)強焊接(jiē)時的(dí)保(bǎo)護(hù)和被焊(hàn)處(chǔ)表麵的清理，避免氫的侵入;選用合(hé)理(lǐ)的焊接規範，采用合理(lǐ)的裝焊順序(xù)，以改善(shàn)焊件(jiàn)的(dí)應力狀態(tài)。
