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鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷缺陷原因分析

來(lái)源:揚(yáng)州中科計(jì)量?jī)x器有限公司   2020年09月07日 16:39  

建筑物中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越普遍,這些鋼結(jié)構(gòu)建筑物中,鋼構(gòu)件之間連接多采用焊接。鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量十分重要,而超聲波探傷是檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的一個(gè)重要方法。

超聲波探傷的依據(jù)

接到探傷任務(wù)后,首先要了解圖紙對(duì)焊接質(zhì)量的技術(shù)要求。超聲波探傷用于全熔透焊縫,其探傷比例按每條焊縫長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)計(jì)算,并且不小于200mm。對(duì)于局部探傷的焊縫如果發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時(shí),應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長(zhǎng)度,增加長(zhǎng)度不應(yīng)小于該焊縫長(zhǎng)度的10%且不應(yīng)小于200mm,當(dāng)仍有不允許的缺陷時(shí),應(yīng)對(duì)該焊縫進(jìn)行100%的探傷檢查,其次應(yīng)該清楚探傷時(shí)機(jī),碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度后、低合金結(jié)構(gòu)鋼在焊接完成24小時(shí)以后方可進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。另外還應(yīng)該知道待測(cè)工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止我在實(shí)際工作中接觸到的要求探傷的絕大多數(shù)焊縫都是中板對(duì)接焊縫的接頭型式,所以我下面主要就對(duì)焊縫探傷的操作做針對(duì)性的總結(jié)。一般地母材厚度在8-16mm之間,坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進(jìn)行探傷前的準(zhǔn)備工作。

超聲波探傷的一般步驟

在每次探傷操作前都必須利用標(biāo)準(zhǔn)試塊(CSK-IA、CSK-ⅢA)校準(zhǔn)儀器的綜合性能,校準(zhǔn)面板曲線,以保證探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性。
1、探測(cè)面的修整:應(yīng)清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等,光潔度一般低于▽4。焊縫兩側(cè)探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT+50mm,(K:探頭K值,T:工件厚度)。一般的根據(jù)焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如:待測(cè)工件母材厚度為10mm,那么就應(yīng)在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。
2、耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、流動(dòng)性、附著力、對(duì)工件表面無(wú)腐蝕、易清洗,而且經(jīng)濟(jì),綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。
3、如果母材厚度較薄則探測(cè)方向采用單面雙側(cè)進(jìn)行。
4、如果板厚小于20mm則采用水平定位法來(lái)調(diào)節(jié)儀器的掃描速度。
5、在探傷操作過(guò)程中分為粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無(wú)和分布狀態(tài)、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉(zhuǎn)角掃查、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質(zhì)。
6、對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄,如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對(duì)其進(jìn)行評(píng)定分析。焊接對(duì)頭內(nèi)部缺陷分級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》GB11345-89的規(guī)定,來(lái)評(píng)判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷,向車(chē)間下達(dá)整改通知書(shū),令其整改后進(jìn)行復(fù)驗(yàn)直至合格。

判別缺陷性質(zhì)的方法及產(chǎn)生的原因分析

1、氣孔:單個(gè)氣孔回波高度低,波形為單縫,較穩(wěn)定。從各個(gè)方向探測(cè),反射波大體相同,但稍一動(dòng)探頭就消失,密集氣孔會(huì)出現(xiàn)一簇反射波,波高隨氣孔大小而不同,當(dāng)探頭作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),會(huì)出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類(lèi)缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)定溫度烘干,焊條藥皮變質(zhì)脫落、焊芯銹蝕,焊絲清理不干凈,手工焊時(shí)電流過(guò)大,電弧過(guò)長(zhǎng);埋弧焊時(shí)電壓過(guò)高或網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)太大;氣體保護(hù)焊時(shí)保護(hù)氣體純度低等。如果焊縫中存在著氣孔,既破壞了焊縫金屬的致密性,又使得焊縫有效截面積減少,降低了機(jī)械性能,特別是存鏈狀氣孔時(shí),對(duì)彎曲和沖擊韌性會(huì)有比較明顯降低。防止這類(lèi)缺陷產(chǎn)生的措施有:不使用藥皮開(kāi)裂、剝落、變質(zhì)及焊芯銹蝕的焊條,生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應(yīng)按規(guī)定溫度烘干,坡口及其兩側(cè)清理干凈,并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。

3、未焊透:反射率高,波幅也較高,探頭平移時(shí),波形較穩(wěn)定,在焊縫兩側(cè)探傷時(shí)均能得到大致相同的反射波幅。這類(lèi)缺陷不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能,而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn),承載后往往會(huì)引起裂紋,是一種危險(xiǎn)性缺陷。其產(chǎn)生原因一般是:坡口純邊間隙太小,焊接電流太小或運(yùn)條速度過(guò)快,坡口角度小,運(yùn)條角度不對(duì)以及電弧偏吹等。防止措施有:合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。

4、未熔合:探頭平移時(shí),波形較穩(wěn)定,兩側(cè)探測(cè)時(shí),反射波幅不同,有時(shí)只能從一側(cè)探到。其產(chǎn)生的原因:坡口不干凈,焊速太快,電流過(guò)小或過(guò)大,焊條角度不對(duì),電弧偏吹等。防止措施:正確選用坡口和電流,坡口清理干凈,正確操作防止焊偏等。

5、裂紋:回波高度較大,波幅寬,會(huì)出現(xiàn)多峰,探頭平移時(shí)反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動(dòng),探頭轉(zhuǎn)時(shí),波峰有上下錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。裂紋是一種危險(xiǎn)性大的缺陷,它除降低焊接接頭的強(qiáng)度外,還因裂紋的末端呈尖銷(xiāo)的缺口,焊件承載后,引起應(yīng)力集中,成為結(jié)構(gòu)斷裂的起源。裂紋分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。熱裂紋產(chǎn)生的原因是:焊接時(shí)熔池的冷卻速度很快,造成偏析;焊縫受熱不均勻產(chǎn)生拉應(yīng)力。

冷裂紋產(chǎn)生的原因:被焊材料淬透性較大在冷卻過(guò)程中受到人的焊接拉力作用時(shí)易裂開(kāi);焊接時(shí)冷卻速度很快氫來(lái)不及逸出而殘留在焊縫中,氫原子結(jié)合成氫分子,以氣體狀態(tài)進(jìn)到金屬的細(xì)微孔隙中,并造成很大的壓力,使局部金屬產(chǎn)生很大的壓力而形成冷裂紋;焊接應(yīng)力拉應(yīng)力并與氫的析集中和淬火脆化同時(shí)發(fā)生時(shí)易形成冷裂紋。

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