摘  要：隨著(zhù)當代建筑技術(shù)日新月異的發(fā)展，鋼結構在當代建筑中使用率越來(lái)越高。采用無(wú)損探傷的手段對焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢驗是確保鋼結構工程質(zhì)量的重要環(huán)節。本文從規范規定的焊縫等級、相應檢測的類(lèi)別、評判標準及缺陷特性等方面對鋼結構超聲波無(wú)損探傷做了初步探討。

    關(guān)鍵詞：鋼結構  檢測  焊縫  超聲波無(wú)損探傷
    隨著(zhù)當代建筑技術(shù)日新月異的發(fā)展，建筑結構體系的種類(lèi)不斷的朝輕質(zhì)、高強的方向發(fā)展，鋼管混凝土結構、鋼結構在當代建筑中使用率越來(lái)越高。尤其是在廠(chǎng)房建設及設備安裝中更是大量使用鋼結構。而焊接作為鋼結構的主要連接方式之一，直接影響鋼結構的施工質(zhì)量，采用無(wú)損探傷的手段對焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢驗是確保鋼結構工程質(zhì)量的重要環(huán)節。

    鋼結構無(wú)損探傷包括超聲檢測（UT）、射線(xiàn)檢測（RT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）和渦流檢測（ET）等五種檢測方法。超聲檢測是目前應用最廣泛的探傷方法之一。超聲波的波長(cháng)很短、穿透力強，傳播過(guò)程中遇不同介質(zhì)的分界面會(huì )產(chǎn)生反射、折射、繞射和波形轉換。超聲波像光波一樣具有良好的方向性，可以定向發(fā)射，猶如一束手電筒燈光可以在黑暗中尋找目標一樣，能在被檢材料中發(fā)現缺陷。超聲波探傷能探測到的最小缺陷尺寸約為波長(cháng)的一半。超聲波探傷又可分為反射法和穿透法。穿透法的靈敏度不如反射法，因而在實(shí)際探傷中一般采用反射法來(lái)進(jìn)行鋼材缺陷探傷和焊縫探傷，即根據缺陷反射回波聲壓的高低來(lái)評價(jià)缺陷的大小。

    從焊縫本身來(lái)說(shuō)決定焊縫質(zhì)量的因素主要有3方面，分別是焊縫內部缺陷、焊縫外觀(guān)表面缺陷以及焊縫尺寸。因此，焊縫質(zhì)量等級就存在著(zhù)兩重含義，其一是針對焊縫內部缺陷檢驗，其二是針對焊縫外觀(guān)表面缺陷檢驗。但目前絕大部分情況是設計者只進(jìn)行籠統的規定，如“該焊縫質(zhì)量等級為二級”，此時(shí)正確的理解是“焊縫內部缺陷按二級檢驗，外觀(guān)缺陷也按二級檢驗。”對于需要進(jìn)行疲勞驗算的構件如吊車(chē)梁，其中某些部位的角焊縫，雖然不進(jìn)行內部缺陷的超聲波探傷（三級焊縫），但其外觀(guān)表面質(zhì)量等級應為二級，所以籠統地說(shuō)“角焊縫都是三級焊縫”就有失全面。下面就超聲波無(wú)損探傷在鋼結構鑒定檢測中的應用，結合相關(guān)規范作以下初步探討：

一、檢測資料及檢測報告的種類(lèi)
    在房屋具備相關(guān)資料的情況下，我們進(jìn)行鑒定檢測就應結合相關(guān)資料及檢測數據對其進(jìn)行綜合評價(jià)。委托單位提供的相關(guān)資料往往包括施工單位自檢、見(jiàn)證檢測及第三方檢測三種。針對以上三種資料，其相應的要求通?？蓺w納為表一所列：
如果以下檢測資料審查不合格或現場(chǎng)抽樣檢查不達標的情況下，就應結合可靠性鑒定標準、鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規范等國家相關(guān)規范，對該項目進(jìn)行進(jìn)一步的檢測。

二、焊縫無(wú)損檢測的檢驗等級：
    根據《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89規定，超聲波檢驗等級分為A、B、C三個(gè)級別：
    A級檢驗采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側進(jìn)行檢驗，只對允許掃查到的焊縫截面進(jìn)行探測。一般不要求作橫向缺陷的檢驗。母材厚度〉50mm時(shí)，不得采用A級檢驗。
    B級檢驗原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側進(jìn)行檢驗，對整個(gè)焊縫截面進(jìn)行探測。母材厚度〉100mm時(shí)，采用雙面雙側檢驗。受幾何條件的限制可在焊縫的雙面單側采用兩種角度探頭進(jìn)行探傷。條件允許時(shí)應作橫向缺陷的檢驗。
    C級檢驗至少要采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側進(jìn)行檢驗。同時(shí)要做兩個(gè)掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗。母材厚度〉100mm時(shí)，采用雙面雙側檢驗。其他附加要求是：1．對接焊縫余高要磨平，以便探頭在焊縫上作平行掃查；2．焊縫兩側斜探頭掃查經(jīng)過(guò)的母材部分要用直探頭作檢查；3．焊縫母材厚度≥100mm，窄間隙焊縫母材厚度≥40mm時(shí)，一般要增加串列式掃查。

三、建筑結構焊縫無(wú)損探傷檢驗具體要求：
    1．設計要求全焊透的焊縫，其內部缺陷的檢驗應符合下列要求：
1)一級焊縫應進(jìn)行100%的檢驗，其合格等級應為《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89中B級檢驗的Ⅱ級及Ⅱ級以上；
    2)二級焊縫應進(jìn)行抽檢，抽檢比例20%，其合格等級應為《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89中B級檢驗的Ⅲ級及Ⅲ級以上；
    3)全焊透的三級焊縫可不進(jìn)行無(wú)損檢測。
    2．焊接球節點(diǎn)網(wǎng)架焊縫的超聲探傷及缺陷分級應符合《焊接球節點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級法》JG/T3034.1-1996的規定。
    3．螺栓球節點(diǎn)網(wǎng)架焊縫的超聲探傷及缺陷分級應符合《螺栓球節點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級法》JG/T3034.2-1996的規定。
    4．圓管T、K、Y節點(diǎn)焊縫的超聲波探傷方法及缺陷分級應符合《建筑鋼結構焊接技術(shù)規程》JGJ81-2002的規定。

四、焊縫缺陷的評定等級
    缺陷的大小確定以后，要根據缺陷的性質(zhì)和指示長(cháng)度結合有關(guān)標準的規定評定焊縫的質(zhì)量級別。
    超聲波檢驗焊縫內部缺陷的評定等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級，其中Ⅰ級質(zhì)量最高，Ⅳ級質(zhì)量最低。
    根據在標準試塊上繪制的距離波幅曲線(xiàn)，對比焊縫中缺陷最高回波的位置、和缺陷性質(zhì)判斷焊縫等級。對于最大反射波幅不超過(guò)距離波幅曲線(xiàn)中評定線(xiàn)的缺陷，均評定為Ⅰ級；最大反射波幅超過(guò)評定線(xiàn)的缺陷檢驗者判定為裂紋等危害性缺陷時(shí)，無(wú)論其波幅和尺寸如何，均評定為Ⅳ級；反射波幅位于Ⅰ區的非裂紋性缺陷，均評定為Ⅰ級；反射波幅位于Ⅲ區的缺陷，無(wú)論其指示長(cháng)度如何，均評定為Ⅳ級。最大反射波幅位于Ⅱ區的缺陷，跟具缺陷指示長(cháng)度，具體分類(lèi)見(jiàn)表二：

五、焊縫檢測記數規則及合格評定
    1．焊縫內部缺陷無(wú)損檢測記數規則  一級焊縫探傷比例100%，即全數探傷；二級焊縫探傷比例20%，對于工廠(chǎng)制作焊縫，應按每條焊縫長(cháng)度計算比例，且探傷長(cháng)度≥200mm，當焊縫長(cháng)度≤200mm時(shí)，應對整條焊縫進(jìn)行探傷；對于現場(chǎng)安裝焊縫，應按同一類(lèi)型、同一施焊條件的焊縫條數計算比例，探傷長(cháng)度應≥200mm，并應不少于1條焊縫；三級焊縫不要求進(jìn)行內部缺陷的無(wú)損探傷。
    2．焊縫處數的記數方法  工廠(chǎng)制作焊縫長(cháng)度≤1000mm時(shí)，每條焊縫為1處，長(cháng)度>1000mm時(shí)，將其劃分為每300mm為1處，現場(chǎng)安裝焊縫每條焊縫為1處。
    3．抽樣檢驗的合格判定  抽樣檢查的焊縫數如不合格率<2%時(shí)，該批驗收應定為合格；不合格率>5%時(shí)，應加倍抽檢，且必須在原不合格部位兩側的焊縫延長(cháng)線(xiàn)各增加1處，如在所有抽檢焊縫中不合格率≤3%時(shí)，該批驗收應定為合格，>3%時(shí),該批驗收應定為不合格。當批量驗收不合格時(shí)，應對該批余下焊縫的全數進(jìn)行檢查。

六、焊縫中常見(jiàn)缺陷的類(lèi)型及其在超聲探傷中的識別
    焊縫中常見(jiàn)的缺陷主要有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等幾種，他們各自的回波均有其特性。
    1．氣孔
    氣孔是在焊接過(guò)程中焊接熔池高溫時(shí)吸收了過(guò)量的氣體或冶金反應產(chǎn)生的氣體，在冷卻凝固之前來(lái)不及逸出而殘留在焊縫金屬內所形成的空穴，多呈球形或橢球形。氣孔可分為單個(gè)氣孔和密集氣孔。單個(gè)氣孔回波高度低，波形較穩定。從各個(gè)方向探測，反射波高大致相同，但稍一移動(dòng)探頭就消失。密集氣孔為一簇反射波，其波高隨氣孔的大小而不同，當探頭作定點(diǎn)轉動(dòng)時(shí)，會(huì )出現此起彼落的現象。
    2．夾渣
    夾渣是指焊后殘留在焊縫金屬內的熔渣或非金屬夾雜物，夾渣表面不規則。夾渣分點(diǎn)狀夾渣和條狀夾渣。點(diǎn)狀夾渣的回波信號與點(diǎn)狀氣孔相似。條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀。它的反射率低，一般波幅不高，波形常呈樹(shù)枝狀，主峰邊上有小峰。探頭平移時(shí)，波幅有變動(dòng)，從各個(gè)方向探測，反射波幅不相同。
    3．未焊透
    未焊透是指焊接接頭部分金屬未完全熔透的現象。一般位于焊縫中心線(xiàn)上，有一定的長(cháng)度。探傷中探頭平移時(shí)，未焊透波形較穩定，焊縫兩側探傷時(shí)，均能得到大致相同的反射波幅。
    4．未熔合
未熔合主要是指填充金屬與母材之間沒(méi)有熔合在一起或填充金屬層之間沒(méi)有熔合在一起。未熔合反射波的特征是：探頭平移時(shí)，波形較穩定。兩側探測時(shí)，反射波幅不同，有時(shí)只能從一側探到。
    5．裂紋
    裂紋是指在焊接過(guò)程中或焊后，在焊縫或母材的熱影響區局部破裂的縫隙。一般來(lái)說(shuō)，裂紋的回波高度較大，波幅寬，會(huì )出現多峰。探頭平移時(shí)，反射波連續出現，波幅有變動(dòng)；探頭轉動(dòng)時(shí)，波峰有上、下錯動(dòng)現象。
    例：我站監督的昆明某鋼結構施工工地，對其鋼梁與鋼柱對接焊縫、鋼柱與鋼柱對接焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢測，鋼柱規格為900×900×40mm的方柱，鋼梁規格為700×300×14×20mm的H型鋼柱，
    以上是個(gè)人在超聲波無(wú)損檢測中結合相關(guān)規范總結的一些看法，寫(xiě)出來(lái)與大家共同探討，不當之處還望各位同行不吝賜教。
參考文獻
［1］《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規范》GB50205-2001 ;
［2］《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》11345-89;
［3］《鋼結構超聲波探傷及質(zhì)量分級法》JG/T203-2007。