蚌埠市钢结构厂房质量安全检测评估中心

钢结构探伤检测鉴定——焊缝质量等级一级、二级、三级
1.1焊缝质量等级的两重含义
从焊缝本身来说决定焊缝质量的因素主要有3 方面,分别是焊缝内部缺陷、焊缝外观表面缺陷以及焊缝尺寸。因此,焊缝质量等级就存在着两重含义,其一是针对焊缝内部缺陷检验,其二是针对焊缝外观表面缺陷检验。对于设计者来说,正确的图纸标注应该是将两重含义分别标明。但目前绝大部分情况是设计者只进行笼统地规定,如“该焊缝质量等级为二级”,此时正确地理解是“焊缝内部缺陷按二级检验,外观缺陷也按二级检验”。对于需要进行疲劳验算的构件如吊车梁,其中某些部位的角焊缝,虽然不进行内部缺陷的超声波探伤(三级焊缝) ,但其外观表面质量等级应为二级,所以笼统地说“角焊缝都是三级焊缝”就有失全面。
1.2焊缝质量等级确定原则
1) 焊缝质量等级主要与其受力情况有关,受拉焊缝的质量等级要求**受压或受剪的焊缝;受动力荷载的焊缝质量等级要**受静力荷载的焊缝。
2) 凡对接焊缝,除非作为角焊缝考虑部分熔透的焊缝外,一般都要求熔透并与母材等强,故需要进行无损探伤。因此,对接焊缝的质量等级不宜**二级。
3) 在建筑钢结构中,角焊缝一般不进行无损探伤检验,但对外观缺陷的等级(见现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB5020522001 附录A) 可按实际需要选用二级或三级。
1.3焊缝质量等级设计原则
焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况,按下述原则分别选用不同的质量等级:
1) 在需要进行疲劳计算的构件中,凡对接焊缝均应焊透,其质量等级为: ①作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T 形对接与角接组合焊缝,受拉时应为一级,受压时应为二级; ②作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。
2) 不需要计算疲劳的构件中,凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透,其质量等级当受拉时应不**二级,受压时宜为二级。

3) 重级工作制(A6～A8) 和起重量Q ≥50t 的中级工作制(A4 、A5) 吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T 形接头焊缝均要求焊透,焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝,其质量等级不应**二级。
4) 不要求焊透的T 形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝,以及搭接连接采用的角焊缝,其质量等级为: ①对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量≥50t 的中级工作制吊车梁,焊缝的外观质量标准应符合二级; ②对其他结构,焊缝的外观质量标准可为三级。
1.4焊缝无损检测的检验等级
超声波检验等级分为A、B、C 三个级别
1)A 级检验采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检验,只对允许扫查到的焊缝截面进行探测。一般不要求作横向缺陷的检验。母材厚度> 50mm 时,不得采用A 级检验。
2)B 级检验原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验,对整个焊缝截面进行探测。母材厚度> 100mm 时,采用双面双侧检验。受几何条件的限制可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头进行探伤。条件允许时应作横向缺陷的检验。
3) C 级检验至少要采用两种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验。同时要作两个扫查方向和两种探头角度的横向缺陷检验。母材厚度> 100mm 时,采用双面双侧检验。其它附加要求是: ①对接焊缝余高要磨平,以便探头在焊缝上作平行扫查; ②焊缝两侧斜探头扫查经过的母材部分要用直探头作检查; ③焊缝母材厚度≥100mm,窄间隙焊缝母材厚度≥40mm 时,一般要增加串列式扫查。

1钢结构焊缝无损质量检测技术的应用状况
《钢结构设计规范》中要求，可以根据工作环境的变化、焊缝形式、应力状况、结构重要性以及荷载能力等，将焊缝焊接质量划分为若干个等级。在施工中，根据钢结构施工质量、质量验收标准和实际要求等，将钢结构焊缝分为外观质量检测和内部质量检测。根据施工设计要求，一般采用超声波对构件内部的状况进行检测，检查焊缝内部是否存在缺陷。当超声波检测无法确定内部是否存在缺陷时，可以使用射线探伤技术进行检测。除此之外，对于曲率半径较小或则厚度大于等于8mm的板材，通常使用超声波探伤方法检测钢结构焊缝的质量；曲率半径较大的管材或厚度小于8ram的板材，一般使用渗透探伤或磁粉探伤方法进行检测。

钢结构中焊缝检测的目的

焊接接头是一种性能不均匀体, 应力分布又复杂, 况且受人为因素、焊接工艺、焊接技术、焊接条件等诸多因素的影响, 在制作过程中做不到**的不产生焊接缺陷, 而焊接结构一旦在运行中出现事故必将造成惨重的损失,因此无论国内还是国外, 对钢结构焊缝质量的要求都非常严格。我国自从实施了制度以后, 对钢结构件焊缝的无损检测越来越重视, 不但要求对对接焊缝进行超声探伤检测,而且对角焊缝也需进行超声探伤检测, 有的角焊缝还要求达到一级焊缝质量。设计者提高焊缝质量等级的目的, 显然是通过提高钢结构件制作的要求来降低安全系数的取值, 达到钢结构件的轻型化, 同时也节约了材料。为此, 超声探伤在钢结构件制作安装中得到越来越广泛的应用。
超声探伤检测
探伤人员必须具备探伤理论和探伤经验超声探伤规范对检验人员明确规定, 从事焊缝探伤的检验人员必须掌握超声波探伤的基础技术, 具有足够的焊缝超声波探伤经验,并掌握一定的材料、焊接基础知识。因为超声探伤是一种专业性和经验性均很强的检验技术, 结果一旦出现错判, 将直接影响到钢结构的使用安全, 后果将是非常严重的。
探伤之**定要了解清楚受检工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况,并制定相应的探伤工艺。不同的焊接工艺对超声探伤有不同的要求, 对缺陷的判断亦有所不同。例如采用陶瓷衬垫, 单面焊接双面形成的气体保护焊这种焊接工艺来焊接的焊缝,其焊缝容易出现密集气孔类缺陷, 焊缝底部有可能产生夹渣、未焊透、甚至裂纹, 特别是在野外制作, 由于焊接环境和焊接条件的影响, 探伤时较要留意是否有上述缺陷。在广州内环路某工程的钢箱梁检测过程中, 发现有一条底板对接焊缝, 在接近底部有微弱的反射波出现,且差不多整条焊缝在相同的位置出现此类反射波, 一般情况下, 探伤人员都会认为是底波反射或是底部表面不平整而出现的反射波, 但根据焊接知识和实践经验, 此反射波很可能是缺陷波。刨开此焊缝后, 可清楚地看到未焊透和夹渣缺陷。碰到此种情况, 应仔细检查焊缝表面有无咬边、槽沟、错边, 若不能确定是表面缺陷, 则应选择不同角度或值的探头, 进行比较、复验。通过几种不同角度探头的复验比较, 会发现在某种角度下, 局部出现强烈的反射波, 并以此定出缺陷深度。分析其原因是由于赶工期, 在台风雨刚过去就进行施焊, 钢板又厚, 预热时间也不够, 再加上底板上还贴有加强板, 加强板里有积水而造成此事故。