張凌云

摘 ?要：近幾年，我國(guó)工程項(xiàng)目建設(shè)的步伐越來(lái)越快，海灣橋梁工程就是比較常見(jiàn)的工程項(xiàng)目類(lèi)型，隨著這類(lèi)項(xiàng)目數(shù)量的不斷增多，人們?cè)絹?lái)越關(guān)心焊接探傷的質(zhì)量。為提高焊接探傷的質(zhì)量，就需要加強(qiáng)探傷檢測(cè)，而這就不得不應(yīng)用一些先進(jìn)的探傷檢測(cè)工藝。在奧克蘭海灣大橋項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中，探傷項(xiàng)目的檢測(cè)工作深受人們的重視。為加強(qiáng)探傷檢測(cè)，主要采用了橫向缺陷檢測(cè)超聲波檢測(cè)補(bǔ)充工藝，經(jīng)過(guò)缺陷判斷以及工藝驗(yàn)證分析，取得了較好的焊接施工效果。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;焊接探傷;超聲波檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG448 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）18-0116-03

Abstract： In recent years， the pace of construction of engineering projects in China is getting faster and faster. Gulf bridge engineering is a more common type of engineering projects. With the increasing number of such projects， people are more and more concerned about the quality of welding flaw detection. In order to improve the quality of welding flaw detection， it is necessary to strengthen flaw detection， which has to apply some advanced flaw detection technology. In the process of the construction of the Oakland Bay Bridge project， the inspection work of the flaw detection project has been paid more and more attention， in order to strengthen the flaw detection， the ultrasonic supplementary technology of transverse defect detection is mainly adopted. Through the defect judgment and process verification analysis， a good welding construction effect has been obtained.

Keywords： bridge engineering; welding flaw detection; ultrasonic testing

引言

焊接是工程建設(shè)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，焊接的質(zhì)量對(duì)于整體工程的施工質(zhì)量都具有很大的影響，為了提高焊接的施工水平，還需要采取一定的措施，而加強(qiáng)探傷檢測(cè)就顯得尤為重要。通過(guò)進(jìn)行探傷檢測(cè)，能夠更好的完成焊接工作，保證整體橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量，避免出現(xiàn)一些瑕疵等質(zhì)量問(wèn)題。而如何有效的進(jìn)行探傷檢測(cè)就成為了人們關(guān)心的問(wèn)題，這就需要有關(guān)部門(mén)能夠予以重視，并且加強(qiáng)先進(jìn)檢測(cè)工藝的應(yīng)用。本文結(jié)合某海灣大橋探傷項(xiàng)目進(jìn)行分析，介紹了超聲波檢測(cè)工藝，希望可以為有關(guān)項(xiàng)目的開(kāi)展提供一定的參考。

1 項(xiàng)目概況

奧克蘭海灣大橋項(xiàng)目的探傷項(xiàng)目，為舊金山的標(biāo)志性建筑，主要是鋼結(jié)構(gòu)建筑類(lèi)型，由鋼塔、鋼梁以及自行車(chē)道部分組成，其中鋼結(jié)構(gòu)的重量能夠達(dá)到4.5萬(wàn)噸。而且單個(gè)塔柱結(jié)構(gòu)的形式比較復(fù)雜，各類(lèi)結(jié)構(gòu)形式都有，比如，五邊形以及不等邊形等等。針對(duì)鋼板而言，不僅僅厚度較大，而且長(zhǎng)度較長(zhǎng)，厚度基本在80mm左右，其中最長(zhǎng)的焊縫也在50m左右。這對(duì)于焊接施工的質(zhì)量增添難度，同時(shí)工期也較短，這就需要加強(qiáng)超聲波以及磁粉技術(shù)檢測(cè)。但是在實(shí)際檢測(cè)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有很多的橫向裂紋，這就容易出現(xiàn)很多的危險(xiǎn)，為此，這就需要加強(qiáng)橫向裂紋的檢測(cè)，探尋其中的有效檢測(cè)方法，最終實(shí)施了橫向缺陷檢測(cè)超聲波檢測(cè)補(bǔ)充工藝，從而有效的加強(qiáng)該海灣大橋項(xiàng)目的探傷檢測(cè)。

2 奧克蘭海灣大橋角焊縫特點(diǎn)及要求

2.1 特點(diǎn)

事實(shí)上，橋梁工程的結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，針對(duì)本文海灣大橋中的角焊縫而言，更是需要加以注意。就其角焊縫的特點(diǎn)而言，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，角焊縫主要分布在縱梁、橫梁、橫聯(lián)、斜桿、豎桿等聯(lián)結(jié)系工形桿件。其次，頂板的橋面系應(yīng)力最大，而底板、橫縱梁的橋面系應(yīng)力則相對(duì)較小。還有，對(duì)于焊接的殘余應(yīng)力而言，比較集中在焊縫的狹窄區(qū)域內(nèi)。具體而言，各個(gè)聯(lián)結(jié)系工形桿件的焊縫接特點(diǎn)都有所不一，針對(duì)簡(jiǎn)支梁結(jié)系而言，一般都是采用的埋弧焊接方式，能夠使得桿件出廠效率加快。但是也會(huì)出現(xiàn)裂紋、夾渣以及未熔合等現(xiàn)象，這就無(wú)疑對(duì)于檢測(cè)方面提出了更高的要求[1]。

2.2 要求

就該項(xiàng)目本身而言，由于最初的檢測(cè)工藝沒(méi)有涉及到橫向裂紋的檢測(cè)，所以，在如今的檢測(cè)中，會(huì)出現(xiàn)很多的橫向裂紋，而一旦處理不當(dāng)，或者漏檢，很有可能出現(xiàn)一些不必要的問(wèn)題，對(duì)于人們的生命安全造成威脅。為此，針對(duì)橫向裂紋問(wèn)題必須要非常重視，除了要了解橋梁各聯(lián)結(jié)系工形桿件的焊縫接特點(diǎn)外，還需要明確其焊接的基本要求。首先，應(yīng)該合理的進(jìn)行工藝方案的編制，選擇正確合理的檢測(cè)方法。其次，還應(yīng)該加強(qiáng)檢測(cè)工藝的操作控制，避免影響到焊縫的質(zhì)量。最后，還要保證焊縫檢測(cè)的作業(yè)效率，盡量在較短的時(shí)間內(nèi)就能給出最后的檢測(cè)結(jié)果，從而真正達(dá)到施焊的要求。

3 檢測(cè)工藝

3.1 檢測(cè)設(shè)備

在橫向缺陷檢測(cè)超聲波檢測(cè)補(bǔ)充工藝應(yīng)用過(guò)程中，必不可少的需應(yīng)用到檢測(cè)設(shè)備，這是進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，檢測(cè)設(shè)備的選擇關(guān)系著最終的檢測(cè)效果。結(jié)合該項(xiàng)目而言，最終選擇了A型超聲波探傷儀，以滿(mǎn)足相關(guān)的檢測(cè)與評(píng)定要求。在實(shí)際進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，還要加強(qiáng)水平線(xiàn)形偏差的控制，一般應(yīng)該小于全屏寬度的2%左右。而在垂直線(xiàn)形測(cè)試的過(guò)程中，測(cè)試數(shù)值和理論數(shù)值的偏差不能超過(guò)±3%。對(duì)于缺陷定位的斜探頭折射角的測(cè)試偏差也要控制在2°，并且入射點(diǎn)的測(cè)試數(shù)值和理論數(shù)值的偏差應(yīng)控制在±1mm以?xún)?nèi)。

3.2 探頭參數(shù)

在探頭參數(shù)方面也要加以控制，因?yàn)樘筋^是橫向缺陷檢測(cè)超聲波檢測(cè)補(bǔ)充工藝中需要的組件之一，為了取得較好的工藝應(yīng)用效果，就需要加強(qiáng)探頭參數(shù)的合理設(shè)置。一般而言，會(huì)使用接觸式縱波直探頭以及橫波斜探頭，結(jié)合實(shí)際情況，盡量選擇一些具有高頻率但是小規(guī)格的探頭，基本角度呈45度，規(guī)格不超過(guò)9×9。以取得良好的超聲波檢測(cè)結(jié)果[2]。

3.3 檢測(cè)靈敏度

針對(duì)縱波直探頭探傷靈敏度調(diào)節(jié)而言，第一次可以將底波調(diào)至熒光屏滿(mǎn)刻度的80%，提高6dB，作為掃查靈敏度;而針對(duì)波斜探頭，則可以調(diào)校探頭聲速、前沿及探頭角度，利用1mm×2mm的柱孔試塊調(diào)節(jié)基準(zhǔn)靈敏度（圖1）。

3.4 DAC曲線(xiàn)的制作

在檢測(cè)工藝應(yīng)用的過(guò)程中，還要考慮到DAC曲線(xiàn)的制作。就該曲線(xiàn)而言，主要指的是距離～波幅曲線(xiàn)。通過(guò)繪制該曲線(xiàn)，能夠?qū)τ诨夭ǜ叨入S距離變化的關(guān)系加以直觀的描述，更方便檢測(cè)人員進(jìn)行缺陷定量以及靈敏度的有效調(diào)節(jié)。由此可見(jiàn)，DAC曲線(xiàn)的制作尤為關(guān)鍵，一般而言，需要工作人員能夠根據(jù)不同深度處的反射回波高度，將不同波峰的對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行依次連接，最終制成曲線(xiàn)。但是在實(shí)際進(jìn)行繪制的過(guò)程中，雜波還是較多的，為此，還需要依據(jù)探頭角度、探頭前沿、試塊厚度以及柱孔尺寸的數(shù)值進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，找出并確定試塊上的位置，進(jìn)而排除干擾波的影響，繪制出DAC曲線(xiàn)[3]。

3.5 斜探頭掃查

斜探頭的掃查也是需要加以注意的，主要分為兩種情況，一種是在焊縫能夠磨平的情況下，可以將焊縫進(jìn)行打磨，并且保證其平整度較好，然后探頭就可以在焊縫上進(jìn)行平行掃查，不僅如此，還能進(jìn)行雙向的平行檢測(cè)。第二種情況則是在焊縫不能夠磨平的情況下，可以在焊縫兩側(cè)邊緣處形成10度～30度左右的夾角，方便進(jìn)行斜平行掃查[4]。具體情況如圖2、圖3所示。

4 缺陷判斷及超聲波檢測(cè)工藝驗(yàn)證

4.1 缺陷判斷

4.1.1 判斷過(guò)程

結(jié)合本工程本身而言，要想取得較好的工藝驗(yàn)證結(jié)果，還需要對(duì)于缺陷加以判斷，避免缺陷問(wèn)題的存在。事實(shí)上，由于橫向缺陷具有一定的特殊性，所以，除了要在焊縫上檢測(cè)缺陷外，還需要在側(cè)面進(jìn)行掃查，進(jìn)而對(duì)于一些氣孔以及夾渣等非橫向缺陷進(jìn)行有效的判斷，以取得較好的缺陷判斷效果。在缺陷判斷過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷為橫向裂紋時(shí)，缺陷的回波就較高，而且比較尖銳，同時(shí)裂紋面積也較大，基本在探頭前后移動(dòng)后，都有明顯的錯(cuò)峰現(xiàn)象，正常檢測(cè)時(shí)，DAC曲線(xiàn)的靈敏度也會(huì)有所提高。

4.1.2 缺陷定量

缺陷定量也要加以重視，缺陷判斷的過(guò)程中，一定要遵循有關(guān)規(guī)定進(jìn)行超聲檢測(cè)，也要掌握缺陷定量的知識(shí)，要注意對(duì)于單個(gè)缺陷最大波高進(jìn)行記錄，同時(shí)要進(jìn)行定量分析與研究，但是如果遇到明顯具有危害性的缺陷特征，還需要進(jìn)行定性分析。

4.1.3 缺陷判定

最終還需要進(jìn)行缺陷判定，在實(shí)際進(jìn)行判定的過(guò)程中，要依據(jù)有關(guān)規(guī)范進(jìn)行有效判定，一般超過(guò)評(píng)定線(xiàn)的信號(hào)，就應(yīng)該觀察其是否具有裂縫等危害性的特性，一旦發(fā)現(xiàn)存在明顯的缺陷特征，就要采取有效措施進(jìn)行進(jìn)一步的判定，具體而言，可以改變探頭角度、增加探傷面、觀察動(dòng)態(tài)波形等。最后，如果還是不能進(jìn)行判定，就要輔助其他手段來(lái)進(jìn)行綜合判定[5]。

4.2 超聲波檢測(cè)工藝驗(yàn)證

4.2.1 試件選擇

就本項(xiàng)目的超聲波檢測(cè)工藝驗(yàn)證而言，主要是針對(duì)奧克蘭海灣大橋2#分段A提升加強(qiáng)角接焊縫檢測(cè)而言。在該項(xiàng)目的超聲波檢測(cè)過(guò)程中，一共檢測(cè)了9個(gè)角接接頭，分別為：兩個(gè)20mm×20mm×1900mm角接接頭、兩個(gè)12mm×16mm×1980mm的角接接頭、兩個(gè)12mm×20mm×624mm的角接接頭、兩個(gè)12mm×20mm×513mm的角接接頭以及一個(gè)12mm×20mm×463mm的角接接頭。

4.2.2 超聲波檢測(cè)

超聲波檢測(cè)儀器采用的是CTS-2020，接頭的規(guī)格是 2.5p 18x18 69.8°，本次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，有2處出現(xiàn)超標(biāo)缺陷回波，不合格。經(jīng)過(guò)商討后決定，進(jìn)行返修處理，之后又進(jìn)行了一次超聲波檢測(cè)，最終評(píng)定結(jié)果為合格，滿(mǎn)足其超聲波檢測(cè)的要求，也提高了檢測(cè)結(jié)果評(píng)判的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

在橋梁工程建設(shè)的過(guò)程中，常常要求人們能夠加強(qiáng)焊接質(zhì)量的控制，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。而為了進(jìn)一步保證橋梁焊接的質(zhì)量，還需要進(jìn)行探傷檢測(cè)，而探傷檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用就起到了關(guān)鍵的作用。作為比較常見(jiàn)的探傷檢測(cè)技術(shù)，超聲波檢測(cè)技術(shù)一直深受人們的重視，通過(guò)加強(qiáng)這類(lèi)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好的滿(mǎn)足實(shí)際工作的要求。本文就某工程中的焊接探傷超聲波檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行以上探究，總結(jié)了檢測(cè)的探頭角度、掃查方式以及缺陷定量等檢測(cè)工藝，并進(jìn)行了相關(guān)工藝驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，可以發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)結(jié)果較為精準(zhǔn)，具有一定的參考價(jià)值，能夠更好的保證焊接的質(zhì)量。因此，橫向缺陷檢測(cè)超聲波檢測(cè)補(bǔ)充工藝值得在工程建設(shè)中加以應(yīng)用，有利于促進(jìn)各類(lèi)工程的順利完工。

參考文獻(xiàn)：

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[5]唐瞻鵬.馬灘紅水河大橋鋼管焊接質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)與監(jiān)控分析[J].西部交通科技，2018（3）.