焊接质量的超声波探伤无损检测探析 张鹏

发表时间:2019/4/25   来源:《基层建设》2019年第3期   作者:张鹏
[导读] 摘要:近年来,在建筑领域中钢结构得到了广泛应用,而为了保证质量,对其进行超声波探伤无损检测是很有必要的。
        胜利石油工程有限公司管具技术服务中心  山东东营  257000
        摘要:近年来,在建筑领域中钢结构得到了广泛应用,而为了保证质量,对其进行超声波探伤无损检测是很有必要的。基于此,本文先就钢结构施工焊缝超声波探伤特征以及影响因素进行分析,然后结合实际影响因素进行分析,然后结合实际就施工焊缝超声波探伤的缺陷以及超声波探伤操作加以探究。希冀能借助此次超声波探伤理论研究,能为实际操作质量的提升起到促进作用。
        关键词:焊接质量;超声波;无损检测
        引言
        现阶段,钢结构在大型设施安装中得到了广泛使用,所以对钢结构的性能,尤其是焊接质量有非常高的要求。在诸多检测方式中,无损检测是保证钢结构焊接性能最有效的途径。由于超声波探伤无损检查存在检测间隔大、检测设备小和方便携带等优势,尤其是检测效率高,由于在检测过程仅磨损探头与耗损磨合剂,因此检测成本低,所以超声波探伤无损检测方法取得了广泛的使用。
        1.钢结构施工焊缝超声波探伤特征及影响因素
        1.1钢结构施工焊缝超声波探伤特征
        钢结构施工缝超声波探伤有着鲜明的特征,超声波是超声振动在介质中传播,其检测可探厚度大的材料,检测的效果比较良好,检测钢结构的施工焊缝质量能发挥积极作用。超声波探伤是无损检测的重要应用方法,在实际当中的应用发挥着重要作用,其探伤操作特征主要体现在超声波指向性良好,频率和指向性是呈正比的,超声波介质中传播在遇到界面就会发生反射,传播的能量比较大,对材料穿透力比较强,其声速以及阻抗相关特性就为超声波应用提供了大量信息,也成为超声波得到广泛应用的重要条件。
        1.2钢结构施工焊缝超声波探伤影响因素
        钢结构施工焊缝超声波探伤质量效果受到多种因素的影响,其中声阻抗因素的影响比较突出,为能够将探伤检测的效果提升,就要采用相应耦合剂,其主要作用是保障超声波有效传入到工件当中去,所以这就要求对耦合剂的使用能保障性能的稳定性,声阻抗要高,能够湿润工件以及探头的表面,方便清洗等。再者,影响施工焊缝超声波探伤的因素当中,对检测探头施加外力大小因素也是比较重要的,在探头上外力施加越大缺陷反射回波就会越高。还有是工件表面粗糙度因素也是比较重要的,表面粗糙度大,反射波幅影响就会增大。
        2.焊接质量的超声波探伤无损检测技术
        2.1超声波探伤(UT)
        超声波探伤广泛用于钢材内部质量检查。检查的内部缺陷有非金属夹杂物、空洞等。进行超声波试验时,将超声波脉冲从钢材表面发送到钢材内部,根据钢材内部缺陷对超声波的反射波,检测出缺陷的位置和大小。近年来,开发出相控阵超声波探伤技术。该方法使用多个超声波振动器组合的相控阵探头。使这些振动器按一定时间差进行振动,可以使超声波聚焦或偏转任意角度。该方法对各个振动器接受的超声波信号(探伤结果)进行数字化处理,使探伤结果图像化。
        2.2磁粉探伤(MT)
        磁粉探伤方法是,将微细铁粉(磁粉)散布在被测钢材的表面,对被测钢材附加磁场,根据在钢材表面或表面下缺陷处形成的磁粉花样,对缺陷进行判定。为了改善磁粉探伤作业条件和实现探伤自动化,近年来开发出使用钢材缺陷磁粉花样图象处理系统的自动检测装置。
        2.3涡流探伤(ET)
        涡流探伤方法是用线圈(探头)对被测钢材(导体)施加随时间变化的磁场,在导体内产生涡电流。

涡电流因表面缺陷而变化。通过涡电流的变化,探知是否存在缺陷。并且可以根据缺陷信号的振幅和位相差,推定缺陷大小和类别。由于涡流探伤是非接触的探伤方法,所以可以对热轧中的轧材进行全长度的连续检测。近年来开发出使用微型磁传感器的涡流探伤方法和利用磁传感器的小型、高灵敏度的高精度涡流探伤探头。
        2.4漏磁探伤(ET)
        漏磁探伤方法是用半导体磁性探头直接检测被磁化钢材缺陷的漏磁磁力线,从而对缺陷进行判定。与磁粉探伤相比,漏磁探伤可进行定量检测。自动化漏磁探伤装置得到广泛应用。与涡流探伤一样,近年来开发出使用微型磁传感器的高灵敏度漏磁探伤探头。
        3.钢结构施工焊缝超声波探伤缺陷及操作
        3.1钢结构施工焊缝超声波探伤缺陷
        钢结构施工焊缝的缺陷是多样的,其中裂纹缺陷主要是焊接中以及滞后,焊缝以及母材受到热影响区域破裂产生的缝隙,有冷和热以及再热裂缝类型,如热裂纹就是焊接工艺没有正确的操作造成的,而冷裂纹就是焊接的时候应力比较高,从而就造成焊条以及焊剂当中含氢量比较高造成的裂纹。再者,缺陷中的气孔是焊接的时候,焊接熔池处在高温的环境,吸收过量气体等冷却凝固前没有将气体排出,从而就形成空穴。气体产生是焊条以及焊剂的使用前没有进行清理干净,表面没有烘干等,气孔的形状多是椭圆形以及球形。焊缝超声波探伤缺陷中未熔合是比较重要的缺陷类型,这一缺陷主要就是填充金属和母材没有融合,使得坡口存在不干净等问题。没有焊透也是较为突出的缺陷问题类型,焊接电流比较小,以及运条的速度相对比较快。再有就是出现了灰渣的缺陷,焊接之后留在焊缝金属当中的熔渣以及非金属的夹杂物等,这一缺陷的产生是电流小以及没有清理干净等因素造成的。
        3.2钢结构施工焊缝超声波探伤操作
        钢结构施工焊缝超声波探伤操作的实施,要充分注重科学的操作,保障探伤效果的良好呈现。超声波探伤在对仪器的选择环节是比较重要的,选择仪器体积小以及重量轻的超声波探伤设备,对高层钢结构施工焊缝的探伤操作相契合,提高探伤操作的整体效率和质量。为能提高超声波探伤操作的质量,就要结合相应规范进行编制探伤方案,方案当中的细节要鲜明的加以突出,如探头移动方式和区域,以及距离波幅曲线绘制的步骤,对缺陷指标长度测定和位置表示等等。还要能够制定质量返修通知书,要能把详细缺陷位置发送给焊接负责人保障返修部分焊接的质量。施工焊缝超声波探伤操作过程中,对探伤灵敏度的确定是比较重要的,以及要注重工艺的科学有序实施。对钢结构的焊缝探伤需要按照相应标准依据,根据实践当中的施工焊缝超声探伤操作,其接头是现场制作和安装部分,探伤操作前通过标准试块以及对比试块校准仪器,探测面要清除焊接工作表面飞溅以及氧化皮等。对钢梁以及柱牛腿对接焊缝探伤后发现,这一接头的形式检测出有夹渣,反射波幅不相同,主要是被焊边缘以及各层的焊缝没有清理干净,接头探伤发现有未熔合的缺陷,回波的高度比较高,探头平移的时候波形较为稳定,在通过返修确定未熔合原因是不干净以及焊条角度不对,这样就能为实际问题解决启动促进作用。在接头的探伤操作当中,出现了咬边质量问题,通常是肉眼很难看到的,进行超声波探伤后发现需要对其进行补焊操作,将应力集中的情况能加以消除,这样就能保障探伤的质量得以有效控制。
        4.结束语
        综上所述,随着社会经济总体水平的不断提高以及建设工程项目发展速度的日益加快,在焊接项目设施检测工作中,超声波无损探伤检查的运用得到了高度关注。由此,在这个前提下,操作人员需要全面掌握超声无损探伤检查的相关内容,进而可以在该基础上通过实践工作的合理使用,促使超声波无损探伤检查总体质量得到不断提高。
        参考文献:
        [1] 朱亚超.基于 B 超的防水卷材搭接缝焊接质量检测方法研究与仪器研制 [D].湖北工业大学,2013.
        [2] 王彬.焊接缺陷超声检测信号的小波分析与处理 [D].西安科技大学,2013.
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