超声波探伤在网架杆件焊缝缺陷检测中的应用

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1、超声波探伤在网架杆件焊缝缺陷检测中的应用广东省建筑科学研究院集团股份有限公司广东广州510000木文主要针对超声波探伤在网架杆件焊缝缺陷检测中的应用展开了探讨，通过结合具体的工程实例，系统分析了焊缝断裂及缺陷产生的原因，并对缺陷返修给出了相应的建议，以期能为网架杆件焊缝的缺陷检测提供参考和借鉴。关键词：杆件断裂；超声波探伤；缺陷网架的焊缝焊接质量直接影响结构的安全，但是由于焊缝焊接自身的原因干扰，在实际的施工中会存在着一定的缺陷，影响着网架结构的施工质量。因此，我们需要对网架杆件焊缝缺陷产生原因进行分析，并采取有效的技术措施

2、做好检测，以保障网架杆件焊缝的施工质量。基于此，木文就超声波探伤在网架杆件焊缝缺陷检测中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有帮助。1工程概况某地铁站的站房屋面网架长达到73.5m、宽35m、高度5.5m,使用正面四角锥三层，两边支承网架，节点采取螺栓球节点和焊接球节点相结合的结构模式，设计焊缝质量等级为二级。2杆件焊缝断裂分析网架安装采用扣件式满堂钢管脚手架作为操作平台，安装及焊接完成后，拆除脚手架支撑支垫点，使M架结构自身受力，结果发现焊缝岀现2处断裂，第一处在网架第一排中间处的螺栓球横向下弦水平杆位置断裂，第二处在

3、整个网架的中间位置断裂，同样也是横向下弦水平杆，现场实际查看发现该焊缝是加工引起的断裂（图1）,而不是安装或设计不当引起的断裂，现场还发现部分杆件焊缝高度不足（图2）,有表面密集气孔（图3）。图1断裂焊缝图2焊缝高度不足图3焊缝表面密集气孔该网架焊接工艺分手工焊和自动焊两种，两根断裂焊缝均为自动焊焊接工艺，杆件焊接加工过程中由于焊枪调节不合理，导致偏弧，锥头与钢管出现未熔合、虚焊等现象。杆件焊缝高度不足会大大降低杆件焊缝的承载力，在高强螺栓与杆件锥头焊缝的拉力载荷试验中，如杆件锥头的焊缝高度不足或内部存在危害性缺陷，会在焊缝

4、处断裂，不符合承载力的要求。为了保证网架结构的整体安全和稳定，对杆件与锥头或封板焊缝设计焊缝质量等级为二级熔透焊缝，必须符合GB50205—2001《钢结构施工及验收规范》焊缝质量等级二级要求。由于该网架杆件焊缝出现焊缝处开裂后脱开等严重焊接质量事故，建议对整个网架杆件焊缝进行超声波探伤检测，消除安全隐患，以保证整个网架焊缝的承载能力，保证结构的安全。3超声波探伤检测根据设计图纸及委托方的要求，依据jG/T203—2007《钢结构超声波探伤及质量分级法》的检测要求，对该网架焊缝内部质量进行评定。3.1仪器的选择根据标准的要求

5、选用A型脉冲反射式数字超声波检测仪，仪器垂直线性误差≤5%，水平线性误差≤l%，工作频率范围0.5MHz〜10MHz，且实吋采样频率≥40MHz。表1不同壁厚的距离一波幅曲线灵敏度选择3.2探头的选择主要考虑杆件焊接的形状、板厚以及焊接可能出现的缺陷位置等条件来选择探头的型式，检测杆件焊缝宜选用横波斜探头，其优点是检测灵敏度高、波长短，有利于发现焊缝中的气孔、未焊透、裂纹、夹渣等缺陷。探头晶片尺寸选择：杆件规格Φ60〜Φ219曲率半径较大，本次检测杆件规格在Φ140以下为主，常用的晶

6、片是6mm×6mm、9mm×9mm、8mm×12mm等。晶片尺寸增大，半扩散角越小，声束指向性越好，未扩散区增大，近场区较大。对于杆件壁厚较薄来说近场区大，对探伤不利，在保证强度足够的前提下尽量选择晶片尺T小的探头，主要综合考虑杆件曲率较大、壁厚较薄、耦合损失、缺陷定位、定量等选择晶片尺寸，本工程杆件检测探头晶片尺寸宜选用6×6mm小晶片探头。频率的选择：频率的高低对超声检测奋较大的影响，主要考虑杆件壁厚、材料的衰减、可能出现焊接缺陷的大小。工件厚度较小，应选择高频率的探头，

7、有利于提高探头声束指向性和分辨力，但探头频率不宜太大，探头的频率越大，衰减也越大，近场区也越大，对检测不利。工件厚度较大及衰减系数大的工件，宜选用频率较低探头。常用的频率是2.5MHz〜10MHz,本工程杆件壁厚较薄，根据标准的要求宜选用高频率5MHz。斜探头K值的选择：杆件的壁厚较薄，应选用较大的K值，增大一次波的声程，尽量使用直射波进行探伤，避免在近场区的检测，导致误判或漏检。同吋要保证主声束尽可能地扫查焊缝整个截面。还应尽量使声束垂直于可能产生的缺陷，故采用K3、K2.5探头。前沿选择：对于杆件壁厚较薄，为了保证声束能

8、够扫查整个焊缝载面,尽量选用较小的短前沿，探头前沿宜选用5mm〜6mm。耦合剂选用：一般考虑杆件的表面无腐蚀性、检测结束后方便清理、价格低廉的耦合剂，常用洗洁精、化学浆糊等。试块的选择：根据jG/T2O3—2007《钢结构超声波探伤及质量分级法》标准的要求，可选用CSK—ICj和RBJ-1