王良平　王艷伶

摘要：隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房、體育場(chǎng)館等建筑中的大量應(yīng)用，因網(wǎng)架桿件材料本身的特點(diǎn)，一般的無(wú)損超聲檢測(cè)方法很困難。文章針對(duì)網(wǎng)架桿件焊縫特點(diǎn)，從檢測(cè)儀器、方法、工藝的選擇、缺陷分析等幾方面對(duì)網(wǎng)架桿件焊縫超聲檢測(cè)方法進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)架桿件；焊縫超聲檢測(cè)；訊號(hào)判別；規(guī)定檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TG115文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）06-0036-02

隨著鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)民用中的大量應(yīng)用，鋼網(wǎng)架以其支點(diǎn)占用面積少，跨度大，成型美觀等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、體育場(chǎng)館。鋼網(wǎng)架是承受拉力用螺栓球和鋼管桿件螺栓組合成高次超靜定結(jié)構(gòu)。其鋼管與封板、錐頭組焊縫質(zhì)量是網(wǎng)架整體安全性的關(guān)鍵所在。網(wǎng)架管徑常用Φ32～180mm，壁厚3～14mm，由于管壁薄，聲程短，發(fā)散嚴(yán)重且雜波多，用一般無(wú)損超聲檢測(cè)方法很困難，GB11345-89已不能適用。如何對(duì)桿件焊縫進(jìn)行必要的檢測(cè)？依據(jù)JG/T3034.2-96《螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》在此淺談網(wǎng)架桿件焊縫超聲檢測(cè)應(yīng)用。

一、方法及工藝參數(shù)選擇

（一）儀器選擇

工業(yè)超聲檢測(cè)設(shè)備依設(shè)計(jì)原理分為A、B、C型三種。A型超聲檢測(cè)設(shè)備在顯示器出現(xiàn)的界面回波的振幅和所處的距離，以回波幅度表示反射強(qiáng)弱，故又稱幅度調(diào)制型；B型、C型超聲檢測(cè)設(shè)備以光點(diǎn)輝度明暗來(lái)反映界面超聲脈沖回波信號(hào)幅度大小，結(jié)合各種掃查技術(shù)形成兩維圖象。適用于體積型工件缺陷。在醫(yī)學(xué)上有廣泛的應(yīng)用。由于工業(yè)超聲檢測(cè)中工件廣泛，受形狀外表及缺陷特征影響，當(dāng)前用B型、C型圖象顯示超聲檢測(cè)設(shè)備無(wú)能為力，而B型、C型設(shè)備的局限與不足正是A型超聲檢測(cè)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處，因此使A型超聲檢測(cè)設(shè)備在工業(yè)超聲檢測(cè)中占據(jù)主導(dǎo)地位。針對(duì)網(wǎng)架桿件焊縫結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，故選用A型超聲檢測(cè)設(shè)備，并要求有較高分辨力和較高的脈沖寬度，水平線性不大于1%，垂直線性不大于5%，且有足夠的靈敏度余量，始脈沖寬度小于2.5mm。

1．探頭型式：常采用平面單晶橫波斜探頭，優(yōu)點(diǎn)：掃查面積大，效率高；缺點(diǎn)雜波多，靈敏度低。也可用聚焦橫波斜探頭，優(yōu)點(diǎn)靈敏度高，雜波少，波形清晰；缺點(diǎn)成本高，掃查面積小，效率低。

2．頻率：因管壁薄，一般采用較高頻率，常用4～6MHz，有利于改善探頭的指向性，提高分辨力。

3．晶片尺寸：不宜過大，且要求晶片裝配對(duì)中精度較高，常用6×6mm。

4．折射角度值：由于管壁薄，缺陷多位于近場(chǎng)區(qū)，誤差大。故采用大折射角值，常用72°。

5．前沿：為保證一次波能掃查整個(gè)焊縫根部，一般要求前沿長(zhǎng)度小于10mm，常用5～8mm。

6．楔塊：為保證探頭與管外壁接觸良好，常加入探頭楔塊，將其加工成與管外壁吻合的良好曲面，使耦合效果最佳。

7．耦合劑：常用化學(xué)糨糊，因其成本低廉，具有一定的稠度，有著良好的附著性。也可選用機(jī)油。

8．試塊：主要作用為調(diào)整時(shí)基線比例和測(cè)試探頭實(shí)際K值前沿?？梢勒諛?biāo)準(zhǔn)選用CSK-1C試塊。對(duì)比試塊RBJ-1。

（二）調(diào)節(jié)儀器

1．時(shí)基線比例：由于管壁薄，常采用對(duì)比試塊水平1：1。方法有兩種：一種利用標(biāo)準(zhǔn)試塊CSK-1C：將探頭對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)不同深度的Φ2橫孔，使回波高度分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的水平刻度。方法二：利用對(duì)比試塊RBJ-1：將探頭前后移動(dòng)，用一次波和二次波探豎孔Φ2，使二者最高波分別對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的水平刻度值。

2．靈敏度調(diào)節(jié)：利用對(duì)比試塊RBJ-1；移動(dòng)探頭，用一次波、二次波和三次波探豎孔Φ2，找到三者最高波，再連成一條Φ2豎孔距離波幅曲線，然后以Φ2-dB作為檢測(cè)靈敏度。

3．檢測(cè)范圍處理：一般采用焊縫邊緣7～9倍壁厚范圍打磨焊接飛濺、藥皮、焊瘤、氧化皮等雜物。

4．掃查范圍：一般利用一、二、三次波進(jìn)行探測(cè)；用一次波、三次波探測(cè)焊縫下部缺陷；用二次波探測(cè)焊縫中上部缺陷；掃查方式：鋸齒形掃查，每?jī)纱蜗噜徶辽儆?0%覆蓋重疊，避免漏檢；掃查速度不大于150mm/s。

5．初始檢驗(yàn)：探傷靈敏度不低于評(píng)定線；在檢驗(yàn)過程中應(yīng)根據(jù)波幅超過評(píng)定線的各個(gè)回波的特征判斷焊縫中有無(wú)缺陷，對(duì)判為缺陷的應(yīng)在焊縫表面標(biāo)識(shí)。

6．缺陷判別：根據(jù)反射波的水平位置。水平定位不到焊縫中心線，在靠近探頭一側(cè)的焊縫區(qū)域或熱影響區(qū)，按缺陷論處；焊縫側(cè)探測(cè)，水平定位在焊縫中心線上按缺陷論處；僅能從焊縫一側(cè)能探測(cè)到水平定位在中心線上，按錯(cuò)邊論處。

二、缺陷分析

（一）對(duì)主要缺陷的訊號(hào)的判別

1．底波訊號(hào)：當(dāng)焊縫上表面比較圓滑且余高不大時(shí)，不具備反射條件。在網(wǎng)架工程中，一般只在手工焊桿件才可能有底波訊號(hào)。

2．幾何反射訊號(hào)：由焊縫上表面邊緣會(huì)產(chǎn)生幾何反射。帶封板的焊縫（如：Φ48×3.5）可能存在封板內(nèi)孔的反射訊號(hào)，這點(diǎn)值得注意。

3．未焊透反射訊號(hào)：未焊透具有良好的反射且垂直于工件表面，在鋼管一側(cè)探測(cè)時(shí)最大反射波在一次波和三次波標(biāo)記點(diǎn)，但由于管壁薄，只能在第三次波標(biāo)記點(diǎn)上出現(xiàn)反射，就是未焊透的缺陷，明白這一點(diǎn)就不會(huì)造成未焊透的漏檢。

4．裂紋反射訊號(hào)：裂紋常常出現(xiàn)在焊縫的根部，有的在熱影響區(qū)。根部裂紋探測(cè)特點(diǎn)與未焊透相同。當(dāng)裂紋較大時(shí)，二次波和三次波都可以發(fā)現(xiàn)。

5．邊緣未熔反射訊號(hào)：邊緣未熔常出現(xiàn)在桿件焊縫中靠近錐頭一側(cè)邊緣，未熔呈傾斜狀態(tài)，用三次波探測(cè)最有效?？拷摴芤粋?cè)的未熔，用二次波探測(cè)最有效，因?yàn)殇摴芤粋?cè)的坡口角度小，此邊緣未熔合可能由根部未焊透延伸上來(lái)；如果該焊透判為根部未焊透且在二次波標(biāo)記點(diǎn)上出現(xiàn)或靠近二次波標(biāo)記點(diǎn)上出現(xiàn)較強(qiáng)的反射訊號(hào)，就可以認(rèn)為此焊縫在根部開始就一直上去都存在未熔合缺陷。

6．夾渣和氣孔反射訊號(hào)：常出現(xiàn)在邊緣，多出現(xiàn)于手工焊件中。氣孔沒有任何規(guī)律，可能在任何位置。此兩種缺陷比未熔合、未焊透、裂紋小的多，故不是檢測(cè)重點(diǎn)。

（二）規(guī)定檢測(cè)

1. 對(duì)初始檢測(cè)中的標(biāo)記部位進(jìn)一步評(píng)定缺陷的實(shí)際位置和當(dāng)量，對(duì)于在評(píng)定線以上的非根部未焊透的危害性缺陷（如：裂紋和未熔合）及在定量線上的根部未焊透缺陷，用6dB法或端點(diǎn)波高法測(cè)缺陷長(zhǎng)度。

2. 根部未焊透缺陷除測(cè)長(zhǎng)度外還應(yīng)測(cè)回波幅度，與RBJ-1試塊上的人工槽回波幅度間的分貝差值。

3．根據(jù)JG/T3034.2-96《螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》評(píng)定。

（三）返修

返修后按原檢測(cè)條件對(duì)返修部位及兩端各10mm區(qū)域進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。