某建筑钢结构焊缝超声波检测相关技术要点分析

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摘要：文章主要针对高层建筑钢结构焊缝超声波检测的技术特点及要求，从而针对高层建筑钢结构焊缝超声波检测技术要点进行了分析，主要从安装中钢柱、钢梁、钢支撑、钢板剪力墙的对接焊缝和角对接组合焊缝超声波检测要点进行阐述，从而提出了检测结果的评定和质量等级分类。

关键词：钢结构;焊缝;超声波;检测技术;要点

Abstract: the paper mainly for high-rise construction steel structure weld ultrasonic testing technology characteristics and demands and to high-rise steel structure in weld ultrasonic testing technology main point to carry on the analysis, mainly from the installation of steel column, steel beam, steel support, and steel plate shear wall butt weld and Angle docking weld ultrasonic detection combination elaborates the main points, thus puts forward the testing results of evaluation and quality level classification.

Keywords: steel structure; Weld; Ultrasonic; The detecting technology; points

中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：

高层建筑钢结构是由钢结构件按照一定的框架形式焊接、组装而成的空间刚度体系。因其具有坚实耐用、可塑性强、可拆卸回收再利用等优点，在民用建筑领域受到越来越广泛的使用和认可。本文通过多年的工作实践，针对以下高层建筑钢结构焊缝超声波检测技术要点进行了分析。

1 工程概况

某超高层办公室建筑，地上43 层，地下3层，地上一至五层为商场，六至四十三层为写字楼，建筑高度188.00米，本工程结构形式为全钢结构，总重共约12500 吨。本工程设计采用矩形钢管混凝土框架—钢支撑（钢板剪力墙）结构体系。

2 技术特点及要求

（1）因该钢结构工程涉及工厂制作构件的厂内制作焊缝检验及现场安装焊缝检验两个部分，针对本工程钢结构工程为超高钢结构建筑这一具体情况，根据 GB50205－2001《钢结构工程施工质量验收规范》要求和依据该工程上部钢结构工程设计总说明超声波检测之要求，并按以下方法进行焊缝探伤。

（2）本工程主体钢结构工程是由箱形钢柱和 H型钢梁组成，板厚大于等于25mm 的柱、支撑材质采用抗层状撕裂性Z向钢板Q345C-15Z，其余柱、支撑及钢梁采用Q345B，预埋件、隅撑、屋顶水平支撑等型钢材质为Q235B。钢板厚度由次梁的8mm至钢柱的50mm 不同规格。

（3）对于钢构件焊缝的要求有一级焊缝和二级焊缝，一级焊缝要求100%超声波探伤，二级焊缝要求做20%超声波探伤。

（4）对于不小于30mm 的钢板，在梁与柱及支撑连接部位上下200mm范围内焊前应对母材补充超探，焊后对焊缝探伤的同时，应对热影响区母体金属进行超探，不得出现层状撕裂。

（5）钢结构的柱、梁、支撑以及钢板剪力墙的拼接焊缝一般采用埋弧自动焊，箱形柱和箱形钢支撑的壁板间的连接焊缝采用手工CO2气体保护焊打底,埋弧自动焊盖面的焊接形式， 箱形柱和支撑的内横隔板采用电渣焊，现场安装焊缝采用手工CO2气体保护焊。

3 超声波检测工艺及技术要点

3.1 工艺流程

检测工艺卡编制调试检测器材 焊缝表面检查 超声波检测 缺陷的判断、审核返修复探 签发检测报告。

3.2 检测工艺和检测技术

3.2.1 焊缝的检测面

检测区的宽度是焊缝本身，再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域最小为10mm，最大为20mm。采用一次反射法检测时，探头移动区应大于 1.25P(P=2KT)，采用直射法检测时，探头移动区应大于 0.75P。

探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质和影响透声效果的涂层。如图1所示。

图1

箱形柱和支撑的内横隔板以直探头为主，斜探头为辅的探伤方式，主要检测电渣焊的内隔板与壁板之间是否熔透。如图2所示。

图2

3.2.2 仪器的校准和复核

（1）仪器校准。应每隔6个月对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定。

（2）检测前仪器和探头系统测定。使用斜探头检测前应测定前沿距离、K 值、主声束偏离，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。

（3）检测过程中仪器和探头系统的复核遇有下述情况应对系统进行复核：a)校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；b) 检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时； c)连续工作4h 以上时；d)工作结束时。

（4）检测结束前仪器和探头系统的复核。a) 每次检测结束前，应对扫描量程进行复核。如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线读数的 10%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复核。b) 每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。一般对距离-波幅曲线的校核不应少于 3 点。如曲线上任何一点幅度下降 2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复验；如幅度上升 2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。

（5）校准、复核和对仪器进行线性检验时，任何影响仪器线性的控制器（如抑制或滤波开关等）都应放在“关”的位置或处于最低水平上。

3.3.3焊缝的距离-波幅曲线的绘制

应按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。对应该工程，距离-波幅曲线的灵敏度选择应根据B 级检验标准确定。

表1距离-波幅曲线的灵敏度

3.2.4 检测方法

（1）斜探头探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度。直探头灵敏度的调整，将直探头对准CBⅡ-2平底孔试块的φ5 平底孔，使第一次回波调整到满刻度的50%作为基准探伤灵敏度。

（2）耦合方式采用直接接触法。

（3）探头的移动速度不应超过150mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度 10%的重叠。

（4）灵敏度补偿。耦合补偿，在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。衰减补偿，应对材质衰减引起的检测灵敏度和缺陷定量的误差进行补偿。

（5）对接焊缝检测方法。斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查，探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面，在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，还应作10°～15°的左右转动。为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号，确定缺陷的位置、方向和形状，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。

4 检测结果的评定和质量等级分类

4.1 焊缝检测技术等级

（1）B级检测采用一种 K值的探头用直射法和一次反射法在焊缝的单面双侧或双面单侧进行检测，应进行横向缺陷的检测(厚板可按相应的标准执行)。

（2）缺陷定量检测。对所有反射波幅达到或超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射波幅所在区域、缺陷当量SL±dB 和缺陷指示长度ΔL。

（3）缺陷评定

1）超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，如有怀疑时应采取改变探头K值，增加探伤面、观察动态波型、结合结构工艺特征作判定，如对波型不能准确判断时，应辅以其他检测方法作综合判定。

2）最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷，其指示长度小于 10mm时，按5mm计。

3）相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度时(或根据标准小于8mm 时)，以两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度。

4.2 超声检测质量分级

（1）最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷，根据缺陷指示长度按下表 B 级的规定予以评级。缺陷的等级分类如表2所示。

表2 缺陷的等级分类

注：δ为坡口加工侧母材板厚，母材板厚不同时，以较薄侧板厚为准

（2）最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均应为Ⅰ级。

（3）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评定为Ⅳ级。

（4）反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷，均评为Ⅰ级。

（5）反射波幅位于Ⅲ区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为Ⅳ级。

（6）不合格的缺陷，应予返修，返修区域修补后，返修部位及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验，复探部位的缺陷亦应按缺陷来评定。

5 结束语

综上所述，通过建筑钢结构焊缝无损检测技术的实施，客观、公正、可靠的评价结果，保证了高层民用建筑钢结构对接焊缝和角接组合焊缝的内部质量。避免了因钢结构焊缝内部质量问题造成的工程的潜在危机。而且节约了施工成本，缩短了施工周期，从而产生了客观的社会经济效益，保障高层民用建筑钢结构安全起到了积极的作用。超声波无损探伤技术为国内外标准规范一致推荐的钢结构焊缝常用且有效的检测方法。

参考文献

[1]欧曙光，潘智杰. 某工程钢结构焊缝超声波检测实例分析[J].质量检测，2008.

[2]任森智，张新胜.我国钢结构焊缝无损检测探析[J].山西建筑，2007(5).

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