技術研究
鋼結構焊縫超聲波探傷的評定方法
發布時間: 2018-06-20 10:41 4761 次瀏覽
一、評定的主要依據
GB50205-2001《鋼結構規程施工質量驗收規范》中第5.2條規定，鋼結構焊接工程為主控項目；第5.2.4條規定，設計要求全焊透的一、二級焊縫應采用超聲波探傷進行內部缺陷的檢驗，其內部缺陷分級及探傷方法應符合現行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB/T11345和《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81的規定。
而《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002于2013年10月12日廢止，為了適應焊縫超聲檢測技術和質量控制與國際接軌，促進鋼結構產品的國際貿易，減少對檢測標準的理解和執行差異，國家質檢總局和標委員會于2013年9月18日聯合發布了GB/T11345-2013、GB/T29711-2013、GB/T29712-2013系列標準，并于2014年6月1日起實施。該系列標準屬于推薦性標準，分別對應了焊縫超聲檢測的技術方法和檢測等級、缺陷類型判定以及焊縫質量驗收三個方面。GB/T11345-2013代替了舊版標準，在檢測技術、檢測等級和顯示評定等方面作出了規定；GB/T29711-2013、GB/T29712-2013屬于新增標準，可以與GB/T11345-2013標準配合使用，分別在缺陷類型的判定方法和焊縫質量驗收方面給出了規定。因此，超聲波探傷的內部缺陷分級和方法應符合現行國家標準GB/T11345-2013。
對于新舊GB/T11345標準中對缺陷的評級方法的區別：GB/T11345-1989規定了探傷結果的分級方法，根據焊縫中缺陷的性質、回波幅度、指示長度和密集程度，將缺陷劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個等級；它的評定對象是缺陷，即某一缺陷超過了Ⅰ級要求時可評為Ⅱ級，超過了Ⅱ級要求時可評為Ⅲ級，超過了Ⅲ級要求時可評為Ⅳ級。GB/T29712-2013則規定了驗收等級2級和驗收等級3級焊縫中允許存在的顯示的指示長度、回波幅度、類型和幾何尺寸，它的評定對象是焊縫，即對于驗收等級2級或驗收等級3級的焊縫中，如果出現了顯示的長度、回波幅度、類型等任何一項超過規定值，則評定為不合格。
按GB50205-2001規定，對應GB/T29712-2013的一、二級焊縫質量等級與驗收等級應為下表所示：
二、評定方法的技術要點
GB/T11345-2013及GB/T29712-2013使用中需要注意的四個等級，他們對檢測靈敏度的確定、顯示的記錄、顯示的評定方式給出了相應的方法：
1.參考等級
GB/T11345-2013標準中給出了技術1～技術4，四個參考等級，用來設定參考靈敏度：
技術1：以直徑為3mm橫孔作為基準反射體，制作距離-波幅曲線（DAC）；
技術2：以規定尺寸的平底孔作為基準反射體，制作縱波/橫波距離-增益-尺寸曲線（DGS）；
技術3：應以寬度和深度均為1mm的矩形槽作為基準反射體。該技術僅應用于斜探頭（折射角≥70°）檢測厚度8mm≤t＜15mm的焊縫；
技術4：串列技術。以直徑為6mm平底孔（所有厚度）作為基準反射體，垂直于探頭移動區。該技術僅應用于斜探頭（折射角為45°）檢測厚度t≥15mm的焊縫；
橫孔和矩形槽的長度應大于用-20dB法測得的聲束寬度。
例如：技術1采用直徑為3mm的橫孔作為參考反射體，通過移動探頭，找到不同深度橫孔的反射回波，在儀器顯示屏上用曲線連接各點，制作距離-波幅曲線，得到3線，相當于舊版標準中使用RB系列試塊作DAC。以φ3×40-0dB線作為參考等級。橫孔長度應大于用-20dB法測得的聲束寬度，目前使用的RB系列試塊的橫孔參數為3mm×40mm，能夠滿足該要求。
2.評定等級
GB/T11345-2013標準規定，焊縫超聲檢測時，應評定所有等于或超過評定等級的顯示。因此，檢測靈敏度的設定應至少為評定等級。GB/T29712-2013規定，評定等級與驗收等級有關，即與焊縫的質量等級有關。對于要求驗收等級為2級的焊縫檢測，其評定等級為φ3×40-14dB；對于要求驗收等級為3級的焊縫檢測，其評定等級為φ3×40-10dB；評定等級與板厚無關。因此按照GB/T29712-2013評定焊縫中的顯示，對于驗收等級為2級的焊縫，其檢測靈敏度至少為φ3×40-14dB，而對于驗收等級為3級的焊縫，其檢測靈敏度至少為φ3×40-10dB。這里與GB50205的規定有差異，在GB50205中，對于一級焊縫和二級焊縫，超聲檢測的檢驗等級為B級，檢測靈敏度按GB/T11345-1989均為φ3×40-16dB。
3.記錄等級
GB/T29712-2013中給出了記錄等級的定義：對應兩個驗收等級（驗收等級2級和3級），其值均由相關驗收等級-4dB引出。即記錄等級始終比驗收等級低4dB。由于驗收等級會隨顯示的指示長度改變，所以記錄等級也會跟隨變動。對于某些回波幅度較低的顯示，雖然其波幅沒有超過驗收等級，但可能有一定的指示長度。為了嚴格控制焊縫質量，確保產品的安全使用，本標準規定對于那些波幅超過記錄等級的合格顯示，也要記錄其波幅高度和指示長度，并參與群顯示和累計長度的評定。
4.驗收等級
GB/T29712-2013中給出的驗收等級應從三個方向來評定：
4.1回波幅度
在附錄A中，表A.1和圖A.1～A.10表達了同一個意思，即驗收等級表示回波幅度的限定值，它與板厚有關，并取決于顯示的長度（l）和板厚（t）的關系。當顯示的長度較短（如l≤t）時，允許較高的回波幅度；當顯示的長度較長（如l＞t）時，則只能允許較低的回波幅度。因此，驗收等級不是一條固定的直線，它隨顯示長度的變化而改變。
以較常用的附錄A中圖A.4舉例：當顯示的長度l≤0.5t時，允許的回波幅度為φ3×40+4dB；當顯示的長度l＞0.5t且≤t時，允許的回波幅度為φ3×40-2dB；當顯示的長度l＞t時，允許的回波幅度為φ3×40-6dB。
4.2群顯示（組合長度）
當焊縫中出現多個顯示，而有些顯示的間距又較小時，也會影響焊縫的質量。群是建立在回波幅度超過記錄等級的兩相鄰可驗收顯示的長度及其顯示間距的基礎上。每個群中的顯示長度均不應再用于其他群中。
建立條件：
a)間距dx小于其中較長顯示的2倍長度數值；
b)間距dy小于板厚的一半且不超過10mm；
c)間距dz小于板厚的一半且不超過10mm。
組合長度：l12=l1+l2+dx
組合長度l12和兩顯示中的回波幅度的較大值，應按表A.1給出的驗收等級進行評定。
4.3累計長度
超過記錄等級的所有單獨的可驗收顯示的累計長度，定義為在給定的焊縫長度范圍內，單個顯示與組合長度的顯示在一條直線的長度總和lc。
對于任意的焊縫長度lw（當t＜15mm時，lw=6t；當t≥15mm時，lw=100mm），超過記錄等級的所有單獨的可驗收顯示的累計長度：
對于驗收等級2級，不應大于焊縫長度lw的20％；對于驗收等級3級，不應大于焊縫長度lw的30％。
綜上，驗收評級可按以下方式進行：
a.反射波幅超過驗收等級的缺欠，不可驗收；
b.反射波幅不超過驗收等級但超過記錄等級的缺欠，按在一定的焊縫lw內，其單個顯示長度和群顯示長度（組合長度）總和的累計顯示長度lc來評定，驗收等級2級lc≤20%lw（當t＜15mm時，lw=6t；當t≥15mm時，lw=100mm）,可驗收，否則，不可驗收；驗收等級3級lc≤30%lw（當t＜15mm時，lw=6t；當t≥15mm時，lw=100mm），可驗收，否則，不可驗收；
c.任何顯示回波波幅雖低于驗收等級，但高于評定等級，其長度超過：a)t，8mm≤板厚t≤15mm時；b)t/2或15mm,兩者取較大值，板厚t＞15mm時，要求使用其他角度探頭，評定基于回波和顯示長度；
d.只有單個顯示，群顯示，累計顯示可驗收，才可驗收。
三、結語
GB/T11345-2013 、GB/T29711-2013和GB/T29712-2013配合使用與GB/T11345-1989的評定部分有較大的差異，主要體現在等級的劃分、靈敏度的設定和顯示的評定上。作為焊縫超聲檢測人員，應嚴格按照認可的檢測工藝規程實施檢測，正確評價檢測結果，從而確保檢測結論的正確性和可靠性。
參考文獻：
1.GB/T29712-2013標準解析 丁兵
2.GB50205-2001《鋼結構規程施工質量驗收規范》
3.GBT11345-2013《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》
4.GBT29712-2013《焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級》
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