《钢结构超声波探伤及质量分级法》

2014-10-21王维杰

基层建设 2014年26期

王维杰

摘要：对《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T 203-2007的条文进行详细解读，并对其相关规定进行了分析及说明。

关键词：行业标准;钢焊缝;解读与分析

引言

《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T 203-2007（以下简称“标准”）虽然已经出版很多年，但应为其专业性相对较强，检测人员水平参差不齐，对标准的解读存在一定误差，是检测时出现误判。在此对标准条文进行详细解读和分析，与大家一起分享和探讨。

1 适用条件

在《标准》的第一章节中给出标准适用的条件，对焊缝母材的厚度要求放宽到不小于4mm的碳素结构钢和低合金高强度的钢板对接全焊透接头。实际操作碳素结构钢检测，可与设计方及与委托方协商后，制定出相应的检测工艺流程，对板厚检测范围进行规定，按照工艺进行检验探伤。由于焊缝探伤中较多用到斜探头（横波）探伤，考虑到橫波在铸钢及奥氏体不锈钢中衰减很大，所以不适用于在这些材质中探伤。

2 检测人员

这个章节主要对检测人员的检测资格以及进行了规定，特别要注意标准第2.2的条文的注，它将焊缝探伤的门类分为：板对接焊缝、管件对接焊缝、管座角焊缝、节点焊缝四种。不但要求检测人员有从事检验工作的等级资格证书，并且该资格证书必须检测项目对应的门类，否则不能从事相关检测。

3 探伤仪、探头及系统性能

3.1 探伤仪

⑴标准要求探伤仪的工作频率范围不应小于0.5 MHz ～10MHz。为了解仪器的频带范围对检测会产生何种影响影响，进行了以下试验举例说明：

例：采用不同频率探头检测厚度较大的一个铸件（晶粒粗大）的底波，结果如下表所示：

探头频率

底波情况

10 MHz

没有底波

5 MHz

底波出现，但不明显

2.5 MHz

底波显示清晰

1MHz

底波降低

0.5 MHz

没有底波

结果分析：①探头频率为5 MHz ～10 MHz时，由于铸件内晶粒粗大，频率越高，衰减也越明显，所以会出现没有底波或者底波不明显的情况;②探头频率为0.5 MHz ～1 MHz时，虽然其衰减比2.5MHz的探头要小，但是考虑到使用仪器以及探头的频带范围的制约，使反射波不在其容纳范围之内。所以选择一个频带范围相对较宽的仪器探头，对检测的适用性和准确性有着较大的影响。

⑵步进误差的解释

以数字式探伤仪为例，当需要将仪器灵敏度提高12dB时，我们有一下2种方式：①增益控制器调节2次6dB;②增益控制器调节1次12dB。两种方法调节后所产生的波高之间的差值就是步进误差。

3.2 探头

⑴晶片的有效面积不应超过500mm2，且任一边长不应大于25mm。主要是因为考虑到检测时的接触面的要求。

⑵声束轴线水平偏离角应不大于2°，如果偏离超过这个数值，对缺陷的定位产生一定影响。

⑶标准上所有的折射角均是针对超声波在钢这种材料中产生的折射角。

3.3 系统性能

系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上。如果以Ф3mm的标准反射体绘制的距离-波幅曲线—DAC基准线，然后根据不同的检验等级（A、B、C）根据表3，减掉相应的dB数，此时调节后的仪器应该至少还有10dB的灵敏度余量。

4 试块

试块分为两种：标准试块和对比试块（又称参考试块）。标准试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能，对比试块是由各部门按某些具体探伤对象制定的试块。

5 检验等级

《标准》将检验等级分为A、B、C三级，检验的完善程度A级最低，B级一般，C级最高，这里应注意以下几点：

⑴母材厚度大于50mm时，不得采用A级检验;

⑵工程中常遇到的钢平台现场安装梁柱节点处焊缝，因为考虑到结构形状只能在焊缝的单面单侧进行检验，所以检验等级只能限定为A级;

⑶在进行C级检验时必须满足标准附加要求：焊缝余高磨平、母材部分用直探头检查、母材厚度大于100mm，窄间隙焊缝母材大于等于40mm时，增加串列式扫查。凡不满足以上任何一点都不属于C级检验。

6 检验准备

⑴检验区域的宽度应该是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域最小10mm，最大20mm，这个区域就是焊缝的热影响区。

采用一次反射法或串列式扫查探伤时，探头移动区域应大于1.25P：

P=2δtgβ或P=2δK;式中P—跨距，mm;δ—母材厚度，mm

采用直射法探伤时，探头移动区应大于0.75P

有三个概念需搞清楚：

1、检验区域宽度=焊缝宽度+热影响区宽度

2、扫查区=探头移动的区域

3、直射法采用一次波（也叫直射波）;一次反射法采用的是二次波（也叫一次反射波）。

⑵试块上使用的耦合剂应与产品检测过程中使用的耦合剂相同。

7 仪器调整和检验

⑴距离—波幅（DAC）曲线的绘制：我们建筑工程焊缝探伤都在3N（N为近场区长度）之内，不能用计算的方法，只能使用比对法对缺陷进行定量。用仪器在比对试块上打不同深度的Ф3mm的标准反射体所产生的反射波高，连成的曲线即为DAC基准线。然后根据表3，按不同的验收级别进行计算，得出的三条曲线即为距离—波幅（DAC）曲线。

⑵每次检验前应在对比试块上，对时基线扫描比例和距离-波幅曲线（灵敏度）进行调节或校验。校验点不少于两点。检验过程中没4h之内或检验工作结束后对时基线和灵敏度进行校验，校验可在对比试块或其他等效试块上进行。扫描调节校验时，如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10%或者满刻度的5%（两者取较小值），则扫描比例应重新调整，前次校验后已经记录的缺陷，位置参数应重新测定，并予修正;灵敏度校验时，如校验点的反射波幅比距离-波幅曲线降低20%或者2dB以上，则仪器灵敏度应重新调整，并对前次校验后检查的全部焊缝应重新检验。如校验点的反射波幅比距离-波幅曲线增加20%或者2dB以上，则仪器灵敏度应重新调整，而前次校验后，已经记录的缺陷，应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定。

8 初始检验

8.1 一般要求

⑴超声波检验应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后进行。

⑵检测前，探伤人员应了解受检工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况。

⑶探伤灵敏度不应低于评定线灵敏度。

⑷扫查速度不应大于150mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度的10%的重叠。

⑸对波幅超过评定线的反射波，应根据探头位置、方向、反射波的位置及8.1.2条了解的焊缝情况，判断其是否为缺陷。判断为缺陷的部位应在焊缝表面作出标记。

9 规定检验

9.1 一般要求

⑴规定检验只对初始检验中被标记的部位进行检验。

⑵探伤灵敏度应调节到评定灵敏度。

⑶对所有反射波超过定量线的缺陷，均应确认其位置，最大反射波所在区域和缺陷指示长度。