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技术研究

钢结构焊缝超声波探伤的评定方法

发布时间: 2018-06-20 10:41   1023 次浏览
  一、评定的主要依据
  
  GB50205-2001《钢结构规程施工质量验收规范》中第5.2条规定,钢结构焊接工程为主控项目;第5.2.4条规定,设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验,其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345和《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。
  
  而《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002于2013年10月12日废止,为了适应焊缝超声检测技术和质量控制与国际接轨,促进钢结构产品的国际贸易,减少对检测标准的理解和执行差异,国家质检总局和标委员会于2013年9月18日联合发布了GB/T11345-2013、GB/T29711-2013、GB/T29712-2013系列标准,并于2014年6月1日起实施。该系列标准属于推荐性标准,分别对应了焊缝超声检测的技术方法和检测等级、缺陷类型判定以及焊缝质量验收三个方面。GB/T11345-2013代替了旧版标准,在检测技术、检测等级和显示评定等方面作出了规定;GB/T29711-2013、GB/T29712-2013属于新增标准,可以与GB/T11345-2013标准配合使用,分别在缺陷类型的判定方法和焊缝质量验收方面给出了规定。因此,超声波探伤的内部缺陷分级和方法应符合现行国家标准GB/T11345-2013。
  
  对于新旧GB/T11345标准中对缺陷的评级方法的区别:GB/T11345-1989规定了探伤结果的分级方法,根据焊缝中缺陷的性质、回波幅度、指示长度和密集程度,将缺陷划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级;它的评定对象是缺陷,即某一缺陷超过了Ⅰ级要求时可评为Ⅱ级,超过了Ⅱ级要求时可评为Ⅲ级,超过了Ⅲ级要求时可评为Ⅳ级。GB/T29712-2013则规定了验收等级2级和验收等级3级焊缝中允许存在的显示的指示长度、回波幅度、类型和几何尺寸,它的评定对象是焊缝,即对于验收等级2级或验收等级3级的焊缝中,如果出现了显示的长度、回波幅度、类型等任何一项超过规定值,则评定为不合格。
  
  按GB50205-2001规定,对应GB/T29712-2013的一、二级焊缝质量等级与验收等级应为下表所示:
  钢结构焊缝探伤评定方法
  二、评定方法的技术要点
  
  GB/T11345-2013及GB/T29712-2013使用中需要注意的四个等级,他们对检测灵敏度的确定、显示的记录、显示的评定方式给出了相应的方法:
  
  1.参考等级
  
  GB/T11345-2013标准中给出了技术1~技术4,四个参考等级,用来设定参考灵敏度:
  
  技术1:以直径为3mm横孔作为基准反射体,制作距离-波幅曲线(DAC);
  
  技术2:以规定尺寸的平底孔作为基准反射体,制作纵波/横波距离-增益-尺寸曲线(DGS);
  
  技术3:应以宽度和深度均为1mm的矩形槽作为基准反射体。该技术仅应用于斜探头(折射角≥70°)检测厚度8mm≤t<15mm的焊缝;
  
  技术4:串列技术。以直径为6mm平底孔(所有厚度)作为基准反射体,垂直于探头移动区。该技术仅应用于斜探头(折射角为45°)检测厚度t≥15mm的焊缝;
  
  横孔和矩形槽的长度应大于用-20dB法测得的声束宽度。
  
  例如:技术1采用直径为3mm的横孔作为参考反射体,通过移动探头,找到不同深度横孔的反射回波,在仪器显示屏上用曲线连接各点,制作距离-波幅曲线,得到3线,相当于旧版标准中使用RB系列试块作DAC。以φ3×40-0dB线作为参考等级。横孔长度应大于用-20dB法测得的声束宽度,目前使用的RB系列试块的横孔参数为3mm×40mm,能够满足该要求。
  
  2.评定等级
  
  GB/T11345-2013标准规定,焊缝超声检测时,应评定所有等于或超过评定等级的显示。因此,检测灵敏度的设定应至少为评定等级。GB/T29712-2013规定,评定等级与验收等级有关,即与焊缝的质量等级有关。对于要求验收等级为2级的焊缝检测,其评定等级为φ3×40-14dB;对于要求验收等级为3级的焊缝检测,其评定等级为φ3×40-10dB;评定等级与板厚无关。因此按照GB/T29712-2013评定焊缝中的显示,对于验收等级为2级的焊缝,其检测灵敏度至少为φ3×40-14dB,而对于验收等级为3级的焊缝,其检测灵敏度至少为φ3×40-10dB。这里与GB50205的规定有差异,在GB50205中,对于一级焊缝和二级焊缝,超声检测的检验等级为B级,检测灵敏度按GB/T11345-1989均为φ3×40-16dB。
  
  3.记录等级
  
  GB/T29712-2013中给出了记录等级的定义:对应两个验收等级(验收等级2级和3级),其值均由相关验收等级-4dB引出。即记录等级始终比验收等级低4dB。由于验收等级会随显示的指示长度改变,所以记录等级也会跟随变动。对于某些回波幅度较低的显示,虽然其波幅没有超过验收等级,但可能有一定的指示长度。为了严格控制焊缝质量,确保产品的安全使用,本标准规定对于那些波幅超过记录等级的合格显示,也要记录其波幅高度和指示长度,并参与群显示和累计长度的评定。
  
  4.验收等级
  
  GB/T29712-2013中给出的验收等级应从三个方向来评定:
  
  4.1回波幅度
  
  在附录A中,表A.1和图A.1~A.10表达了同一个意思,即验收等级表示回波幅度的限定值,它与板厚有关,并取决于显示的长度(l)和板厚(t)的关系。当显示的长度较短(如l≤t)时,允许较高的回波幅度;当显示的长度较长(如l>t)时,则只能允许较低的回波幅度。因此,验收等级不是一条固定的直线,它随显示长度的变化而改变。
  
  以较常用的附录A中图A.4举例:当显示的长度l≤0.5t时,允许的回波幅度为φ3×40+4dB;当显示的长度l>0.5t且≤t时,允许的回波幅度为φ3×40-2dB;当显示的长度l>t时,允许的回波幅度为φ3×40-6dB。
  
  4.2群显示(组合长度)
  
  当焊缝中出现多个显示,而有些显示的间距又较小时,也会影响焊缝的质量。群是建立在回波幅度超过记录等级的两相邻可验收显示的长度及其显示间距的基础上。每个群中的显示长度均不应再用于其他群中。
  
  建立条件:
  
  a)间距dx小于其中较长显示的2倍长度数值;
  
  b)间距dy小于板厚的一半且不超过10mm;
  
  c)间距dz小于板厚的一半且不超过10mm。
  
  组合长度:l12=l1+l2+dx
  
  组合长度l12和两显示中的回波幅度的较大值,应按表A.1给出的验收等级进行评定。
  
  4.3累计长度
  
  超过记录等级的所有单独的可验收显示的累计长度,定义为在给定的焊缝长度范围内,单个显示与组合长度的显示在一条直线的长度总和lc。
  
  对于任意的焊缝长度lw(当t<15mm时,lw=6t;当t≥15mm时,lw=100mm),超过记录等级的所有单独的可验收显示的累计长度:
  
  对于验收等级2级,不应大于焊缝长度lw的20%;对于验收等级3级,不应大于焊缝长度lw的30%。
  
  综上,验收评级可按以下方式进行:
  
  a.反射波幅超过验收等级的缺欠,不可验收;
  
  b.反射波幅不超过验收等级但超过记录等级的缺欠,按在一定的焊缝lw内,其单个显示长度和群显示长度(组合长度)总和的累计显示长度lc来评定,验收等级2级lc≤20%lw(当t<15mm时,lw=6t;当t≥15mm时,lw=100mm),可验收,否则,不可验收;验收等级3级lc≤30%lw(当t<15mm时,lw=6t;当t≥15mm时,lw=100mm),可验收,否则,不可验收;
  
  c.任何显示回波波幅虽低于验收等级,但高于评定等级,其长度超过:a)t,8mm≤板厚t≤15mm时;b)t/2或15mm,两者取较大值,板厚t>15mm时,要求使用其他角度探头,评定基于回波和显示长度;
  
  d.只有单个显示,群显示,累计显示可验收,才可验收。
  
  三、结语
  
  GB/T11345-2013 、GB/T29711-2013和GB/T29712-2013配合使用与GB/T11345-1989的评定部分有较大的差异,主要体现在等级的划分、灵敏度的设定和显示的评定上。作为焊缝超声检测人员,应严格按照认可的检测工艺规程实施检测,正确评价检测结果,从而确保检测结论的正确性和可靠性。
  
  参考文献:
  
  1.GB/T29712-2013标准解析  丁兵
  
  2.GB50205-2001《钢结构规程施工质量验收规范》
  
  3.GBT11345-2013《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》
  
  4.GBT29712-2013《焊缝无损检测超声检测验收等级》