檢測認證人脈交流通訊錄
鋼結構橋梁無損探傷檢測
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對應法規：國標
CNAS認可項目：是 - 年供應廠內焊接射線、超聲波、磁粉、滲透橋、梁鋼結構探傷檢測，橋梁檢測 超聲波無損檢測適用于金屬、非金屬等多種材料制作的無損評價，穿透能力強，可對較大厚度范圍的試件內部缺陷進行檢測；靈敏度高，可比較準確的測定缺陷的深度位置。對于大多數超聲技術應用來說，因其具有設備輕便，對人體及環境無害等眾多優點，所以被廣泛應用于工程當中。 對于鋼結構橋梁整體質量，焊縫超聲波無損檢測無疑是質量控制的一個重要環節，其質量影響因素有較多，如果控制不好，必定會留下安全隱患，對橋梁的安全使用造成威脅，因此，本文針對可能造成鋼結構橋梁焊縫檢測質量的控制因素進行分析研究。 1 選用試塊不標準 與工程測量一樣，為了保證檢測結果的重復性、準確性與比較性，必須用一個具有已知固定特性的試件對檢測系統進行校準，因此需要超聲檢測試塊。超聲檢測用試塊通常分為兩種類型，即標準試塊（校準試塊）和對比試塊（參考試塊）。 標準試塊是由權威機構制定的試塊，試塊的材料、熱處理狀態、表面粗糙度、外形和尺寸要求都有權威部門統一規定，材料應易于加工，不易變形和腐蝕，具有良好的聲學性質。尺寸允許公差一般在±0.1mm以內。檢測面的表面粗糙度一般應優于Ra1.6μm。JB/T4730.3-2005標準采用的試塊：鋼板用標準試塊CBⅠ、CBⅡ；鍛件用標準試塊CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ；焊縫用標準試塊CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣA。根據規范和經驗，橋梁焊縫一般采用的標準試塊為CSK-ⅠA和CSK-ⅢA，其中CSK-ⅠA校準零偏和K值、CSK-ⅢA測定DAC曲線。標準試塊的合理選用，對檢測結果的影響很大，如CSK-ⅢA試塊的缺陷孔是φ1，若選用其他直徑為φ3的試塊，則直徑在φ3以下的缺陷不能被檢測出來，從而導致缺陷的漏檢。 對比試塊是以特定方法檢測特定試塊時所用的試塊，它與受檢件或材料聲學特性相似，含有意義明確的參考反射體，用以調節超聲檢測設備的狀態，保證掃查靈敏度足以發現所要求尺寸與取向的缺陷，以及將所檢出缺陷反射信號與已知反射體所產生的信號比較。橋梁焊縫檢測過程中很少應用對比試塊，因此這里不做過多解釋。 試塊就像一把尺子，如果尺子不準確，那么量測出來的數據也不會準確。因此，為了保證試塊的標準應該對試塊進行維護。 1）、試塊應在適當部位編號，以防混淆。 2）、在使用和搬運中要注意保護，防止碰撞、敲打、劃傷。 3）、使用試塊時應注意清除反射體內的油污和銹蝕。常用蘸油布將銹蝕部位拋光，或用合適的去銹劑處理。平底孔在清洗干燥后用尼龍布塞或膠合劑封口。 4）、使用時要清除反射體內的油污和銹蝕，以免影響檢測靈敏度。 5）、注意防止試塊變形，如避免火烤，平板試塊應盡可能立放防止重壓。 2 探頭移動區打磨不到位 工件表面的制備，焊接工件表面應平整光滑，其表面粗糙度一般不超過6.3μm。如焊接工件表面有飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等應予以清除，以保證良好的耦合。焊接過程當中，不可避免會有飛濺物，如果清理不徹底，將會導致探頭與探測區域無法耦合，造成漏檢。焊縫兩側工件的修整寬度P一般根據母材厚度決定。厚度為8~46mm的焊縫采用二次波檢測，探測面修整寬度為 P1≥2KT+50mm （1） 厚度大于46mm的焊縫采用一次波檢測， 探測面修整寬度為 P2≥KT+50mm （2） 式中，K為探頭K值，即折射角的正切值。 3 探頭選擇不合理 探頭分為接觸式縱波直探頭、接觸式斜探頭（縱波斜探頭、橫波斜探頭、表面波探頭）、雙晶探頭、水浸平探頭與聚焦探頭。其中橋梁焊縫常用的探頭是接觸式斜探頭—橫波斜探頭，橫波斜探頭是入射角在第一臨界角與第二臨界角之間且折射波為純橫波的探頭。適宜探測與檢測面成一定角度的缺陷，因此廣泛用于焊縫檢測中。 探頭由壓電晶片、阻尼塊和吸聲材料、保護膜、斜楔、電纜線和外殼組成。 其中保護膜的作用是保護壓電晶片不致磨損或損壞。保護膜分為硬、軟保護膜。硬保護膜適用于粗糙度較高的工件檢測。軟保護膜可用于表面粗糙度較低的工作檢測。保護膜會使始波寬度增大，分辨力變差，靈敏度降低。在這方面，硬保護膜比軟保護膜更嚴重。在使用過程中，保護膜必定會被磨損，通常探頭前端磨損較嚴重，這樣會使K值變小，因此探頭在使用一段時間后，要及時校準探頭，以免造成誤判。表1列出橋梁常用不同厚度鋼板所選用探頭K值。 表1 橋梁常用不同厚度鋼板所選用探頭K值 編號 鋼板厚度 探頭尺寸 K值 1 6—8mm 8×8 K3 2 9—10mm 9×9 K3 3 11—12mm 9×9 K2.5 4 13—16mm 9×9 K2 5 17—25mm 13×13 K2 6 26—30mm 13×13 K2.5 7 31—46mm 13×13 K1.5 8 47—120mm 13×13 K2—K1 4 探頭磨弧不到位 對于橋梁焊縫，通常鋼管混凝土拱橋的鋼管是有弧度的，有時為了檢測要求，需要把探頭表面磨成與鋼管相吻合的弧度，以便探頭與被檢測面接觸良好，避免造成漏檢。 5 余高尺寸過高、過寬 《GB11345-89》中的C級檢驗、《JB4730-94》標準（壓力容器無損檢測標準）等都對焊縫余高在檢測前的磨平做出了要求。但沒有對磨平的程度做出說明，即根據現場實際需要將余高磨平以方便檢測驗收。 毋庸置疑，對焊縫余高的消除，是有利于表面、近表面缺陷出現漏檢的有效預防措施之一，但是，焊縫余高的打磨程度與加工方法的聯系較為緊密。對于驗收來說，不但要對余高進行砂輪打磨，還必須對焊縫表面進行必要的細加工，最大程度的消除焊縫表面引起的輪廓反射波。依據實踐經驗，焊縫表面輪廓反射波此時最好不超過該處的測長線，有困難時可適當放寬，不可以達到定量線，否則很可能影響到表面和近表面缺陷的檢出。 超聲波檢測經常會遇到余高過寬的焊縫，對于余高過寬的焊縫，應進行修磨，如不修磨就進行檢測，則會造成檢測盲區，過寬尺寸越大，漏檢區域越大。尤其是對返修焊口的復檢，如果返修后焊縫余高過寬，就無法檢測原缺陷位置的返修質量，導致復檢失去檢測意義。 余高過高的焊縫會出現頂部盲區，如果焊縫余高過高，可采用一次反射波進行檢測，焊縫單面檢測時，克服頂部盲區的辦法是減小探頭角度。 焊縫余高干擾波在超聲檢測中比較常見，尤其是在表面修磨處理后的手工焊焊縫和雙面自動焊焊縫中更為常見。檢測中余高干擾波出現在液晶屏上一次波之后的二次波檢測區域內，與缺陷的二次回波很相似，如果不能正確判斷，則會造成漏檢和誤判。 6 DAC曲線校核不準確 DAC曲線（距離波幅曲線）是一種描述反射點至波源的距離、回波高度及當量大小之間相互關系的曲線。尺寸大小相同的缺陷由于距離不同，回波高度也不相同。因此，DAC曲線對缺陷的定量非常有用。DAC曲線的調試成功的前提是探頭前沿和K值必須準確，因此需要檢測人員耐心細致的調試，通常曲線的調試最少需要選擇三個缺陷深度10mm、30mm、50mm，或者20mm、40mm、60mm取值，成等差數列，這樣有利于減小誤差。曲線需要反復耐心的調試才能達到真實效果，如若曲線調試不準確，則可能造成誤判。 7 波形分析不細致 波形是評定焊縫質量等級最直接、最有效的數據。對檢測時出現的波形分析不細致，將缺陷波當作幾何源反射引起的非缺陷波形對待，或者把幾何源引起的反射波誤認為是缺陷波，忽略密集性缺陷的波形特征，都會造成誤判。這是一個工作態度問題，在探測過程中應細心謹慎，對待每一個波形都要認真分析。 8 超聲波無損檢測技術已發展了幾十年，在鋼結構橋梁上應用的技術和經驗也比較成熟，但仍有一些焊縫質量漏檢及誤判問題，本文涉及到影響其質量控制的因素大多是主觀因素，無損檢測人員應具備較強的責任心，認真對待每條焊縫質量，做出公平合理的評價，以保證橋梁的安全使用。
