工程鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測(cè)及評(píng)定

王玉鎖 張彬 劉殿峰 張樹強(qiáng)

海洋石油工程股份有限公司 天津 300452

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程建設(shè)市場(chǎng)規(guī)模日益壯大，施工技術(shù)不斷提高，給工程質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)合理有序地推行監(jiān)督檢測(cè)工作也帶來了新的挑戰(zhàn)。監(jiān)督檢測(cè)工作主要由監(jiān)督機(jī)構(gòu)采取政府購買監(jiān)督檢測(cè)服務(wù)方式，委托“社會(huì)信譽(yù)好、技術(shù)力量強(qiáng)、市場(chǎng)服務(wù)優(yōu)”有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在監(jiān)管人員的監(jiān)督下，公正、獨(dú)立地對(duì)工程實(shí)體質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

1 鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)的內(nèi)容

1.1 原材料檢測(cè)

按照我國目前的相關(guān)規(guī)范，鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)主要進(jìn)行涂裝質(zhì)量檢測(cè)、焊縫無損檢測(cè)、焊接材料檢測(cè)與鋼板原材料檢測(cè)等項(xiàng)目。鋼結(jié)構(gòu)主結(jié)構(gòu)所用鋼板原材料都應(yīng)經(jīng)過化學(xué)分析、沖擊功試驗(yàn)、冷彎性能與拉伸、Z向性能檢測(cè)、超聲波探傷等項(xiàng)目檢測(cè)，同時(shí)還需滿足鋼板厚度大于25mm、抗層狀撕裂標(biāo)準(zhǔn)的要求[1]。

1.2 焊接原材檢測(cè)

制造廠采用的焊接材料應(yīng)經(jīng)過熔敷金屬力學(xué)性能與化學(xué)成分檢測(cè)。若焊接材料出自同一企業(yè)或者為同一型號(hào)，應(yīng)按批次對(duì)焊劑進(jìn)行熔敷金屬力學(xué)性能檢驗(yàn)，以及按批次對(duì)實(shí)芯焊絲進(jìn)行化學(xué)成分檢驗(yàn)，同時(shí)每年對(duì)焊條和藥芯焊絲進(jìn)行熔敷金屬力學(xué)性能檢測(cè)。若更換同一型號(hào)焊接材料的廠家，應(yīng)重新對(duì)焊接材料進(jìn)行熔敷金屬力學(xué)性能與化學(xué)成分檢測(cè)。

1.3 焊縫無損檢測(cè)

焊接被廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)組件之間的連接，目前焊接質(zhì)量無損檢測(cè)方式主要有磁粉探傷、射線探傷與超聲波探傷三種。

1.4 涂裝質(zhì)量檢測(cè)

涂裝防腐涂層是最常用的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕手段，涂裝質(zhì)量檢測(cè)主要是對(duì)涂層附著力與涂層厚度進(jìn)行檢測(cè)。

2 質(zhì)量檢驗(yàn)方法研究

2.1 超聲波衍射時(shí)差技術(shù)

（1）技術(shù)概述。超聲波衍射時(shí)差技術(shù)，也稱為尖端發(fā)射技術(shù)或裂紋端點(diǎn)衍射技術(shù)，在鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，通過專用探頭對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的非聚焦縱波進(jìn)行收集，進(jìn)行檢查焊接質(zhì)量?jī)?nèi)部缺陷?；诙私桥c端點(diǎn)的衍射能量差，則可判斷焊接質(zhì)量?jī)?nèi)部缺陷。

（2）應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。通過該檢驗(yàn)技術(shù)與傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比可知，超聲波衍射時(shí)差檢驗(yàn)技術(shù)檢驗(yàn)速度與效率非常高，且是傳統(tǒng)檢驗(yàn)工作效率的十倍以上，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同壁厚鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。通過該技術(shù)的檢驗(yàn)應(yīng)用，可得到相關(guān)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)資料可進(jìn)行永久保存，為后續(xù)數(shù)據(jù)追溯提供原始資料。

通過對(duì)超聲波衍射時(shí)差檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行分析可知，該技術(shù)的質(zhì)量缺陷檢查準(zhǔn)確率非常高。鋼結(jié)構(gòu)焊接區(qū)域采取該技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量缺陷檢驗(yàn)，可對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的表面裂紋、焊透情況、縱向裂紋、橫向裂紋、氣孔等進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)6到550mm厚度之間的鋼結(jié)構(gòu)可進(jìn)行檢驗(yàn)，分析論證焊接質(zhì)量的可靠性。

（3）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前該技術(shù)發(fā)展應(yīng)用過程中，很多國家都制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如英國的BS7706規(guī)定、歐盟制定的ENV583-6規(guī)定、美國制定的ASTM2373規(guī)定等。我國對(duì)超聲波衍射時(shí)差技術(shù)的規(guī)定正在完善，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，必須遵循相關(guān)技術(shù)要求，才可充分發(fā)揮出該技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而保證海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量安全[2]。

（4）應(yīng)用分析。海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接施工過程中，由于作業(yè)環(huán)境的惡劣，焊接質(zhì)量缺陷問題不可避免，但為及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷問題，可應(yīng)用超聲波衍射時(shí)差技術(shù)，替代傳統(tǒng)超聲波檢驗(yàn)方案，提高焊接質(zhì)量缺陷檢驗(yàn)工作的準(zhǔn)確性與可信度，節(jié)省大量人力物力，為后續(xù)平臺(tái)建設(shè)提供安全保證。一般情況下，深海石油平臺(tái)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量進(jìn)行缺陷檢驗(yàn)時(shí)，主要對(duì)環(huán)縫與卷縱管的質(zhì)量缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)，便于對(duì)相關(guān)焊接質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)處理。

2.2 無損檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

射線探傷法，主要為在射線穿過物體的時(shí)候會(huì)發(fā)生吸收與射散，假使物體內(nèi)部存在裂縫，隨即可以運(yùn)用技術(shù)方式來予以檢測(cè)。當(dāng)下運(yùn)用最為普遍的方式就是采用膠片來當(dāng)做記錄源，膠片部位要在需要探測(cè)之后，并進(jìn)行必要的射線曝光，在該階段之中射線運(yùn)用材料在膠片之上來構(gòu)建出來陰影。從而以膠片實(shí)施顯影的操作。依據(jù)底片的陰影程度與圖像來判別其是否出現(xiàn)缺陷。假使結(jié)構(gòu)之中出現(xiàn)裂紋，相應(yīng)在吸收射線的時(shí)候不會(huì)發(fā)生不連續(xù)的情況，從而形成圖像面積發(fā)生缺陷的現(xiàn)象。

磁粉探傷技術(shù)。針對(duì)那些可以吸引磁粉的材料為磁體，那么那些沒有磁性的物體變得具備磁性的為磁化，相應(yīng)的被磁化的材料稱之為磁化材料。磁化材料的磁感尤為強(qiáng)烈，針對(duì)出現(xiàn)缺陷的材料，在鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品之上放置磁粉之后來形成磁粉的堆積，這被稱之為磁痕。通過觀察分析磁痕來推測(cè)出來材料之中存在的問題。該種檢測(cè)方式材料簡(jiǎn)便、成本低廉、效果顯著、靈敏性強(qiáng)，適宜大范圍地推廣運(yùn)用。然而這與射線檢測(cè)不同的是，并不適宜運(yùn)用厚的材料，只能針對(duì)其實(shí)施表層缺陷檢測(cè)，且還會(huì)威脅到那些具備磁性的工件。

2.3 滲透檢測(cè)技術(shù)

滲透液的原理可以直接性地決定這滲透檢測(cè)并不適宜運(yùn)用結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松化的粉末冶金工件與部分多孔性的材料。滲透檢測(cè)操作的工序尤為繁雜，因此，在檢測(cè)的時(shí)候或多或少都會(huì)出現(xiàn)一些誤差，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于檢測(cè)人員的要求很高，必須要有著十分豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。另外其無法檢測(cè)那些帶漆的構(gòu)件，要預(yù)先實(shí)施打磨，在整個(gè)打磨階段之中還會(huì)出現(xiàn)封堵缺陷開口的情況，因此，要選擇適宜的打磨工具與方式[3-4]。

3 結(jié)語

為推動(dòng)我國海洋資源開發(fā)，海洋石油項(xiàng)目正穩(wěn)步推進(jìn)。海洋石油平臺(tái)建設(shè)過程中，需使用大量鋼結(jié)構(gòu)，為保證鋼結(jié)構(gòu)的整體焊接質(zhì)量，為后續(xù)項(xiàng)目施工鋪墊基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用相關(guān)無損檢驗(yàn)技術(shù)，對(duì)存在的焊接質(zhì)量缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)，保證鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的安全性與可靠性，提高海洋石油工程的整體建設(shè)進(jìn)度與效率。