实例分析钢结构焊缝的超声波检测

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 实例分析钢结构焊缝的超声波检测 摘要:本文结合工程实例，详细分 析了钢结构工程检测过程中遇到的异形 截面钢结构柱中使用的斜面对接接头焊 缝超声检测定位,并提出了比较有效的用 于斜面对接接头焊缝超声现场检测方法, 快捷准确的解决了现场实际探伤问题。 中国论文网 /2/view-12908098.htm 关键词:异形截面,斜面对接接头, 超声检测,定位 1 概述 目前，在建筑工程中钢结构工程 得到的广泛应用,伴随这些重要建筑出现 的是一些复杂结构形式或异形截面钢结 构接头的出现。例如即将建成的某工程, -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 采用的钢柱截面形式有矩形、圆形以及 多面异形截面等,在这几种截面形式接头 中给探伤带来难度的是异形柱截面中斜 面对接接头焊缝的超声波检测,这种焊接 接头的使用给探伤工作者在缺陷定位技 术上提出了新的要求,如果采用常规的检 测定位方法,将可能会造成一定的错误, 给工程质量留下隐患。 2 问题的提出与解决 依据 GB 50205-2001 钢结构工程 施工质量验收规范第 5. 2. 4 条:设计要求 全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探 伤进行内部缺陷的检验,其内部缺陷分级 及探伤方法应符合现行国家标准 GB/ T 11345-1989 钢焊缝手工超声波探伤方 法和探伤结果分级的规定。在 GB/ T 11345-1989 中对焊缝检测进行了检验 区域的规定:焊缝本身再加上焊缝两侧各 相当于母材厚度 30 %的一段区域,这个 区域最小 10 mm ,最大 20 mm。笔者根 据探伤实践给出一些分析,借以解决实际 的探伤问题。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 2. 1 平板焊缝的缺陷定位 常规平板焊缝对接接头探伤,如图 1 所示,假设缺陷深度为 H ,数字超声波 探伤仪探伤时按深度扫描调节,折射角为 ,在波形信号准确反映缺陷的前提下,使 用数字超声波探伤仪可直接显示缺陷的 正确深度和距探头前端的水平距离,缺陷 定位比较准确与直观。 2. 2 斜面对接接头焊缝探伤分析 如图 2 所示,假设检验区域中存 在两处缺陷,当超声波从位置 1 入射探 测到 f 1 反射波信号, 根据数字机显示 平行板面距离测量位置处于 A 点位置, 据此可以判断缺陷处于检验区域外部,但 实际缺陷处于检验区域内部,缺陷漏判。 当超声波从位置 2 入射探测到 f 2 反射 波信号, 如图 2 所示, B 点处于探测面 延长线上,此时缺陷判断比较困难,按平 板接头定位缺陷深度为 Bf 2 ,但 B 点处 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 于焊缝表面上方,实际操作会判断为 Bf 2,如果按照 Bf 2位置去返修找缺陷则可 能找不到真正的缺陷。 如图 3 所示,假设 f 1 为母材中 反射体, f 2 为缺陷。超声波从位置 1 入射探测到 f 1 反射波信号, 根据数字 超声波探伤仪显示平行板面距离测量位 置处于 A 点位置,判断反射体信号处于 检验区域内部,则可能判断为检验区域内 的缺陷。当超声波从位置 2 入射探测到 f 2 反射波信号,由于结构的原因,此时难 以测读缺陷信号的准确位置。 针对上述分析,笔者根据数字超声 波探伤仪的使用特点,提出了下述的分析 办法。如图 4 所示,对应外凸斜面对接 接头,超声波入射点为 O 点,缺陷反射体 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 为 f ,探头入射角为 ,斜面夹角为 ,则与 探测面平行的距离以及缺陷深度分别为 L1 和 H1 ,此时探伤情况同图 2 分析,易 造成缺陷的漏判或返修找不到探测到的 缺陷。为解决上述问题,假设入射角为 +,入射点仍为 O 点,此时则可以将斜 面接头定位看作类似平板接头探伤定位, L 表示探头入射点至缺陷的水平距离。 根据三角形计算关系可以分别得到: H1 = L 1 tan(1) H2 = L 2/ tan (+) (2) h = L tan (3) L 2 = L (4) 在实际探伤时,用折射角为 的探 头、深度扫描调试数字超声波探伤仪并 做好 DA C 曲线后,将探头折射角参数 输入调整为 +, 由于探头的实际入射 角度不因仪器设置而改变,因此探头仍将 按照 折射角实测值扫查检验区域, 而 当扫查到有缺陷反射信号时,仪器分析软 件则会用 +折射角进行计算定位,这样 在数字机屏幕上将显示出 H2 与 L 的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 读数,根据读数 L 可以直观的判断反射 信号是否处于检验区域范围内并测量准 确的水平位置,需要强调的是此时要注意 扣除探头前沿的长度。当判断反射信号 为缺陷信号时,依据式(3) 用计算器计算 出 h ,结合仪器显示的深度值可以算出缺 陷深度数值: H = H2 + h ,这样就可以判 断出外凸斜面对接接头焊缝缺陷显示的 真实深度,实现缺陷的准确定位。在焊缝 的另一侧则以正常的平板对接接头焊缝 探伤方式进行检测,实现全熔透焊缝的 B 级单面双侧检验。 对应内凹斜面对接接头焊缝,如图 5 所示 ,参数不变,DAC 曲线制作完成后 将数字机折射角参数修改为 - ,此时, 也可以看作为类似平板接头焊缝定位探 伤检测。数字机仍将按照实测 折射角 扫查检验区域,当发现有缺陷反射信号时 则用 - 折射角进行计算定位,这样在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 数字超声波探伤仪中将显示出 H2 与 L 的读数, 根据读数 L 可以测量准确的水 平位置以及直接判断反射信号是否处于 检验区域范围内。当判断反射信号为缺 陷信号时,只需用钢尺量出 h 值,则缺陷 的实际深度就可以通过 H = H2 - h 算出,这 样就可以判断出内凹斜面对接接头焊缝 缺陷显示的实际深度,实现缺陷的准确定 位。然后在焊缝的另外一侧采用正常的 平板对接焊缝定位检测技术实现全熔透 焊缝的 B 级单面双侧检验,实现对整个 检验区域的全扫查。 3 结语 笔者参与了部分某工程异形钢柱 焊接接头焊缝质量检验, 检测方法依据 GB/ T 11345-1989 规定执行，针对检测 过程中遇到的定位问题结合该种接头焊 缝超声检测的特殊性进行了上述