焊縫超聲波探傷時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

劉來(lái)根

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)本身所具備的輕自重、強(qiáng)抗震等優(yōu)勢(shì)特性，使其在建筑工程領(lǐng)域當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在一些體育場(chǎng)館、工業(yè)廠房和各類民用建筑。然而將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑施工中，焊接過(guò)程的焊縫問(wèn)題難以避免，相應(yīng)的焊縫缺陷也時(shí)常出現(xiàn)，對(duì)此開展相關(guān)的研究工作便具有至關(guān)重要的作用與價(jià)值，應(yīng)當(dāng)引起人們的重視與思考。據(jù)此下文中將主要就常見的焊縫類型及其內(nèi)部缺陷展開相關(guān)的分析工作，并基于超聲縫探傷的原理及分類基礎(chǔ)上對(duì)超聲波探傷在焊縫缺陷中的檢測(cè)展開深入研究。

關(guān)鍵詞：焊縫；超聲波探傷；問(wèn)題

1 焊縫類型及內(nèi)部缺陷

1.1焊縫類型及剖口型式

在建筑鋼結(jié)構(gòu)體系之中一般包含有兩類情況：即門式剛架與網(wǎng)架空間兩種結(jié)構(gòu)體系，而其中門式剛架的數(shù)量相對(duì)更多。一般的焊縫類型通常為對(duì)接焊縫與T型焊縫兩類。其中對(duì)接焊縫即為將兩母材放置在同一平面，促使其邊緣對(duì)其，順著邊緣焊接所產(chǎn)生的焊縫即為對(duì)接焊縫；而將兩母材焊接為T字行即為T型焊縫。為了確保焊縫位置的兩母材在焊接后可以完全熔合，在焊接操作前應(yīng)當(dāng)依據(jù)焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)于接頭位置開以適當(dāng)?shù)钠驴冢渲袆偨Y(jié)構(gòu)焊縫的常見坡口形式一般為薄板、中厚板、厚板、T型連接等。

1.2常見內(nèi)部缺陷

因?yàn)樵趯?shí)際的焊接過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到工藝、外部環(huán)境等相關(guān)內(nèi)、外部等因素的干擾，鋼結(jié)構(gòu)焊縫難免會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部缺陷情況。一般所較為普遍出現(xiàn)的內(nèi)部缺陷情況主要有：夾渣、氣孔、裂紋、未焊透與未融合等樹種情況。從焊接缺陷的性質(zhì)層面而言，但氣孔、點(diǎn)狀?yuàn)A渣等均為一般性缺陷問(wèn)題，其對(duì)整體焊接強(qiáng)度的影響不大；而其他積累缺陷情況則較為嚴(yán)重，會(huì)致使整體焊接強(qiáng)度降低。

2 超聲波探傷原理及分類

超聲波探傷技術(shù)是應(yīng)用了超聲波在通過(guò)不同的介質(zhì)后所形成的反射特征。超聲波在經(jīng)由構(gòu)件的檢測(cè)表層耦合劑抵達(dá)構(gòu)件內(nèi)部后，會(huì)于構(gòu)件之中進(jìn)行傳播，在遭遇焊接缺陷亦或是構(gòu)件底部后便會(huì)反射到檢測(cè)探頭位置，進(jìn)而依據(jù)超聲波在顯示屏中的具體位置以及波幅的高度，便能夠計(jì)算出超聲波所在的具體位置以及其大小情況。進(jìn)而依據(jù)波形顯示的差異性，將超聲探傷儀可區(qū)分為A、B、C三種類型，其中A種脈沖反射式探傷儀較為常用。

3 儀器系統(tǒng)調(diào)校前的檢查

3.1儀器雜波

儀器雜波在屏幕上的位置基本固定，檢測(cè)時(shí)也不隨探頭移動(dòng)而變化。其主要原因是儀器性能不良，抗干擾能力差，雜波信號(hào)未能得到充分抑制。如果超聲波檢測(cè)儀開機(jī)后，未連接探頭時(shí)，在儀器屏幕上已經(jīng)顯示有回波，可適當(dāng)降低靈敏度，觀察回波是否消失。如果靈敏度降低后，回波仍然存在，則可判斷為儀器雜波或者設(shè)備故障，應(yīng)調(diào)換檢測(cè)儀器。

3.2探頭雜波

探頭雜波產(chǎn)生的原因主要有探頭吸收塊的作用降低或失靈、探頭卡子位置裝配不合適、有機(jī)玻璃斜楔設(shè)計(jì)不合理、探頭磨損過(guò)大等。在儀器連接探頭后，如果探頭未與試件接觸，在顯示屏上就出現(xiàn)回波或者是跳動(dòng)的雜波。如可以排除儀器雜波，則可判斷為探頭雜波或者探頭已經(jīng)損壞，應(yīng)更換探頭。

4 系統(tǒng)調(diào)校與設(shè)置時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

4.1探頭零點(diǎn)和前沿測(cè)量時(shí)

由于超聲波聲束具有一定的寬度，為了利用主聲束軸線上的回波，在找底面回波和目標(biāo)孔反射回波時(shí)，一定要用最高回波來(lái)判斷。探頭零點(diǎn)和前沿測(cè)量時(shí)，若使用CSK-IA試塊，探頭放置如圖1所示。應(yīng)確保找到的回波是最高回波，并且是試塊R100圓弧面的回波，應(yīng)注意避開側(cè)面頂點(diǎn)反射波。如果使用的是數(shù)字式超聲儀，測(cè)量時(shí)可使用儀器上的"自動(dòng)增益"和"波峰記憶"功能，來(lái)幫助判定是否為最高回波。

4.2制作DAC曲線時(shí)

4.2.1試塊的選擇應(yīng)注意和待檢部件的材質(zhì)保持一致，聲學(xué)性能相近或一致。選擇試塊后，首先應(yīng)檢查試塊表面狀況，有無(wú)明顯銹蝕等。若使用CSK-IIIA試塊，尤其要注意1×6反射孔內(nèi)有無(wú)銹蝕、堵塞等，否則對(duì)DAC曲線的準(zhǔn)確度有很大影響。

4.2.2制作DAC曲線時(shí)，一般測(cè)量3點(diǎn)～5點(diǎn)，應(yīng)注意最小深度的點(diǎn)避開近場(chǎng)區(qū)的影響。最大深度的點(diǎn)滿足探測(cè)范圍的要求，一般為2T+10左右，其中T為工件厚度，單位mm。曲線制作完成后，可以選取兩個(gè)不同深度的橫孔，分別找到最高回波，比較距離和波幅與制作曲線時(shí)是否相同，若二者有一條誤差較大，應(yīng)重新制作曲線。

4.2.3數(shù)字式超聲儀，軟件系統(tǒng)內(nèi)一般預(yù)置有一些探傷標(biāo)準(zhǔn)供選擇，如NB/T 47013、GB/T 11345、DL/T 820等。在DAC曲線制作時(shí)，要注意正確選擇探傷標(biāo)準(zhǔn)，否則EL、SL、RL三條線無(wú)法正確設(shè)置，探傷靈敏度會(huì)相差很大。

4.2.4現(xiàn)在的數(shù)字式超聲儀一般都已經(jīng)預(yù)設(shè)了調(diào)校程序，在操作時(shí)要時(shí)刻注意顯示屏上的文字提示。探頭移動(dòng)找最高回波時(shí)，要確保閘門套住的是目標(biāo)范圍內(nèi)的回波。

4.2.5探頭與試塊接觸時(shí)，對(duì)探頭所施加的壓力，不宜過(guò)大，也不宜過(guò)小。有文獻(xiàn)指出控制在0.5kgf左右為宜，并且要和實(shí)際探傷時(shí)所施加的壓力保持一致。

5 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

5.1超聲波探傷的實(shí)施，應(yīng)在表面檢查合格后進(jìn)行。觀察檢測(cè)面有無(wú)溝槽、焊瘤、油污等，注意焊縫余高對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

5.2在檢測(cè)開始前，應(yīng)注意對(duì)焊接資料的審查，判定待檢部件的材質(zhì)、板厚、焊縫型式，以及是否有削薄處理、內(nèi)表面是否焊有異物等，這些因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的判斷和缺陷的識(shí)別均有很大的影響。

5.3環(huán)境溫度會(huì)影響材料的聲速，從而影響探頭的實(shí)測(cè)K值、DAC曲線的制作、缺陷的準(zhǔn)確定位等。所以實(shí)際探傷時(shí)的環(huán)境溫度，不能和儀器調(diào)校時(shí)的環(huán)境溫度相差太大。否則，應(yīng)在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)重新進(jìn)行儀器探頭參數(shù)的測(cè)量和系統(tǒng)的調(diào)校。

5.4在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，耦合劑的選擇應(yīng)和儀器調(diào)校時(shí)所用耦合劑保持一致。若不對(duì)實(shí)際檢測(cè)時(shí)的聲能損失進(jìn)行補(bǔ)償，那么缺陷的回波高度必然要小于實(shí)際的回波高度，容易在檢測(cè)過(guò)程中引起漏檢或誤判。

結(jié)論

（1）在超聲波檢測(cè)前，應(yīng)進(jìn)行儀器和探頭性能的檢查，及時(shí)排除故障或更換設(shè)備。

（2）在檢測(cè)系統(tǒng)調(diào)校時(shí)，應(yīng)注意進(jìn)行正確的選擇和設(shè)置，尤其是現(xiàn)在常用的數(shù)字式超聲儀，應(yīng)注意儀器屏幕上的各種提示信息。

（3）在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，要重視資料的審查和檢測(cè)條件的準(zhǔn)備，同時(shí)注意現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境的差別，必要時(shí)重新進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)校和設(shè)置。

參考文獻(xiàn)

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[2]林強(qiáng).鋼結(jié)構(gòu)焊縫無(wú)損探傷質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)研究[J].江西建材，2017（08）：260-261.

（作者單位：江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司）