桥门式起重机T型接头焊缝超声波检测问题研究

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摘要 由于起重机工作环境恶劣，且频繁地承受各种载荷的反复作用，其主要受力结构件的焊缝质量的好坏，直接影响到起重机的安全运行。本文主要针对桥、门起重机主要受力结构件的全焊透T 型接头焊缝的超声波检测进行简要分析。

关键词 桥门式起重机；主要受力结构件；T 型接头焊缝；超声波检测

中图分类号TH218 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）48-0147-02

1 概述

对于日益兴起的造船业来说，越来越多的高性能起重机用的越来越多，其中起重机的额定起重量、跨度及起升高度的要求也相应有所提高。考虑到起重机的恶劣工作环境，并且加上受到反复作用的各种载荷的影响，这样的条件对于起重机的强度、及耐破坏的能力的影响较大，所以也应该重点分析研究。另外，在起重机械焊接中的T 型接头焊缝应用十分广泛，但是由于几何形状多变的结构特殊的原因，造成受力较为复杂，致使施焊条件困难，所以对于焊接质量的保证具有重要意义。相关的行业标准，比如JB/T10559-2006《起重机械无损检测 钢焊缝超声检测》7.3.2“T”型焊接接头的超声检测，对于保证其焊缝内部质量，在射线检测困难的条件下进行保证。

考虑起重机械钢结构件的焊缝受力的特点，以及与其他行业钢结构的不同特点，不同焊接质量应该被采用。由于所处的空间位置不同，对于起重机械钢焊缝的同样一个缺陷的危害程度呈现出不同的特点，这其中主梁、支腿等则为桥、门式起重机的主要受力结构件，并且一般来讲，箱形结构通常被采用。这其中的很大的比重则为T 型接头焊缝的焊接，所以通过采用合理有效的方法来对于焊缝内部质量进行控制显得十分重要，同时对于整个起重机的安全运行也具有十分重要的意义。本文的主要研究内容就是利用超声波检测，对于桥、门起重机主要受力结构件中的全焊透T 型接头焊缝进行探讨

2 T 型接头焊缝结构及探伤方法

对于由翼缘板和腹板焊接而形成的起重机主梁及支腿的T 型接头焊缝来说，一般来讲，坡口开在腹板上。这样，参考到T 型接头焊缝结构特殊性，同时注意到大量的横向和纵向的大小隔板及加强肋，这些都存在于起重机主梁及支腿的箱形梁内部，所以对于T 型接头焊缝来说，从箱形梁内部的超声波检测就显得比较困难。

首先，在翼缘板外可以通过直探头进行纵波检测，这样可以使得存在于T 型焊缝中翼缘板与腹板间的未焊透，还有就是翼缘板侧焊缝层状撕裂，还有未熔合等缺陷都可以检测出来。

其次，在腹板外可以通过斜探头进行一、二次波检测工作，通过这样的方法，根部和中间未焊透、腹板侧未熔合及焊缝中其它缺陷可以被检测出来，同时注意到，这种方法与平板对接焊缝方法具有一定的相似性。

第三，在翼缘板外侧可以通过斜探头利用一次波进行检测，可以看出焊缝中的纵向缺陷和横向缺陷能够被检测出来。

同时需要注意，当使用直探头、斜探头进行检测焊缝的过程中，需要注意两者的各自的特点及注意事项。

2.1 在腹板及翼缘板外侧使用横波斜探头检测特点

1）由于存在杂波较多，这样来说较薄的板材缺陷波一般很难分辨，不能直观上分辨；

2）对于焊缝表面来说，由于存在飞溅物较多，所以探测面修整相关的工作量比较大；

3）相关标准规定明确，可以进行相关的直接评定工作。

2.2 在翼缘板外侧纵波直探头检测特点

1）由于波形呈现比较简单，所以观测比较直观；

2）在翼缘板侧检测就决定了受焊缝表面状况的影响是比较小的，再加上可以通过比较简单的方法进行检测面修整，也就是通过钢丝刷即可修整；

3）在标准中的相关直探头检测评级的规定不甚明确。

在实际探伤时候，可以接上述的相关特点，采用横波为主，纵波为辅的检测方式。

3 主要受力结构件全焊透T 型接头焊缝的超声波检测

对于起重机全焊透T 型接头焊缝来说，其主梁、支腿腹板的厚度一般在10mm~20mm 之间，另外，同时翼缘板厚度一般在10mm~40mm 之间，一般为Q235B 或Q345B被采用作为母材。针对这种种类比较单一的情况，可以根据实际情况来进行相关的频率和尺寸的探头选择工作。

3.1 T型接头焊缝纵波检测问题思考

在T 型接头焊缝外侧利用直探头进行检测的时候，不可见焊缝位置，这样可以在翼缘板上利用尺和粉线（或色笔等）标出腹板中心线进行投影标出，这样就可以按照这样一条基线进行两侧的修正检测面工作，同样也可以通过腹板厚度标出焊缝的位置进行操作，然后在通过上涂耦合剂操作进行。调节灵敏度可以通过工件大平底操作，这样可以让在焊缝及热影响区内进行直探头扫查，这样就可以在发现缺陷以后，得以确定出来缺陷的位置、指示长度和当量大小，这其中需要指出的是，缺陷的定位方法与钢板检测相同参考。缺陷在翼缘板内，则表现为缺陷深度小于翼缘板厚度时；缺陷位于熔合线处，则表现为缺陷深度等于翼缘板厚度；缺陷位于焊缝内则表现为当缺陷深度大于翼缘板厚度。同时，利用这种直探头检测的过程中，需要对于底波与焊缝中未焊透和层状撕裂反射波进行区分对待。

3.2 T型接头焊缝横波检测问题思考

这里可以采用2.5MHz的探头的频率，还应该通过翼缘板或腹板的厚度来选用其折射角度。在实际检测过程中，参见图1位置检测时候，当存在缺陷F时候，确定缺陷波的水平距离L1，以及离检测面深度h，其方法与平板对接焊缝相同。此时，如果L1大于探头到翼缘板实际距离L2，则可以说明缺陷在翼缘板内。反之，可以说明在焊缝内存在缺陷。当存在L1=L2的情况时，则说明缺陷正好处于翼缘板熔合线。这样上述分析方法就可以为缺陷性质的判定提供相关依据。

对于图2中的斜探头位置检测的情况来说，其焊缝位置依然是不可见的，这样可以找出具体的相关检测基准，具体方法就是利用纵波检测时留下的腹板中心线的投影。这样，当焊缝中存在缺陷F时候，就可以通过缺陷最大反射波在扫描线上的位置来确定缺陷的深度和水平距离，这是在缺陷波应出现在焊角AB 的回波B 之前的情况。需要指出的是，对于缺陷波来说，在一次波声程处出现，这样当缺陷正好位于翼缘板侧熔合线处的表现为，测得的缺陷波深度等于翼缘板厚度。同时，对于图2位置进行检测的斜探头的情况下，则不应该出现焊角CD 的回波。

对于实际检测情况来说，可以通过选择两种角度不同的斜探头配合使用来进行缺陷作出更精确的识别和判断。

4 结论

用直探头扫查作初始检测诊断以发现缺陷并进行标记，用斜探头作规定检测诊断并对缺陷进行评定。将两种方法结合使用，大大提高了检测效率，取得了满意效果。两种方法结合使用提高了缺陷的检出能力，增加了诊断结果的可靠性。

参考文献

[1]梁东毅.谈起重机安装工程中的质量检测[J].中国科技博览，2009(28).

[2]黄祥声.小波分析和神经网络在超声波检测中的应用[J].港工技术，20083.