钢结构检测技术及其应用

2022-04-22尚孝振

中华建设 2022年4期

尚孝振

钢箱梁无损探伤检测技术主要包括钢箱梁涂层无损探伤技术包括钢箱梁涂层外部的磁粉无损探伤检测、钢箱梁涂层内部的超声波和光谱无损探伤检测以及钢箱梁涂层外部厚度的探伤检测。本文将结合我单位在北京铁路枢纽丰台站改造工程京广特大桥钢箱梁施工实际,详细说明钢箱梁的无损检查技术应用于工程施工中的实际情况及其在工程质量的影响。

随着国内基建行业施工水平及钢铁行业生产水平的逐步提高，在工程设计及施工领域越来越多的上部结构采用钢箱梁的方式来抵消场地及空间上的不足，来保证结构物的顺利施工。钢箱梁与混凝土相比自重轻、拼装或者整体吊装施工迅速、采用成品钢材制作环境影响小、线性美观且后期质量问题容易修复等优点，跨径远超混凝土结构，因此得到各个建筑行业的大力推广，广泛应用于公路、铁路施工中。

北京铁路枢纽丰台站改建工程京广特大桥钢箱梁采用开口双箱单室截面，梁高3.6m,腹板竖直设置,上翼板款2×0.6m,底板宽2.6m,腹板与中心间距2.5m,箱室间距5.0m,主梁腹板板厚20/18mm,腹板上翼缘及底板板厚均可以选择30/36mm。36.1m、48.6m跨越既有线路要求的钢箱梁。由于钢盒梁是一种焊接性能好的结构,其焊缝比较多,所以产生的焊缝变形及残余应力比较大,在完全保证了焊缝质量的必要条件下,应该考虑采用焊缝变形小、焊接收缩小的方法。所有的焊工及其他焊接设备在进行施工前都应先对其做好焊接技术评定测试,满足要求后,方可正常进行施工。施工时要特别注意连接处的施工顺序及其施工措施,并充分考虑必要的施工周期。创造安全、可靠的施工条件、满足现场钢结构加工制造、质量可靠的条件。得益于铁正检测科技有限公司公司完备的试验检测资质，有幸参与到京广特大桥钢箱梁施工检测工作中。下面根据施工情况，详细介绍钢箱梁无损检测的内容及方法。

一、钢结构焊缝检测

1.焊缝外观质量

焊缝外观质量：观察法检测或者使用电子放大镜、游标卡尺、焊缝量规检查；

外观质量要求(见表1)。

表1 焊缝外观质量表

2.焊缝缺陷检测

（1）焊缝表面缺陷：磁粉无损探伤检测

焊缝表面磁粉探伤时应根据被测工件的形状、尺寸和表面状态选择，并应满足检测灵敏度的要求。严格按照《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）、《焊缝无损检测磁粉检测标准》GBT 26951-2011的要求执行。

（2）焊缝内部缺陷：超声波和射线无损探伤检测

一级焊缝:严格遵守《钢结构工程施工质量验收标准》 gb50205 -2020第5.2.4规定:对焊缝内部的缺陷必须进行超声波检测,超声波探伤的比例设置为100%,评定一级 ii 级,检测合格率为 b 。焊缝内部有缺陷的射线检测探伤率的比例是100%,评定探伤率为 ii ,检测指标为AB。

二级焊缝：依据《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020第5.2.4规定：焊缝内部缺陷超声波探伤比例为20%，评定等级Ⅲ，检测等级B。内部缺陷射线探伤比例为20%，评定等级III，检测等级AB。

焊缝表面及内部缺陷的检测,严格遵守《钢结构工程施工质量验收标准》 gb50205 -2020、《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级评定》( gb / t 11345-2013)、《焊缝无损检测射线检测第1部分: x 和伽马射线的胶片技术》 gb / t 3323.1-2019。

（3）超声波无损检测

一级焊缝采用超声波无损检查。检测工作人员要经过行政主管机构的考核,并必须具备相应的职业技术资格证书。仅允许从事职业资格认定范围内的检测工作。探头运动区域应清洁干净。对于探测表面的深坑要进行补焊,然后将其打磨平滑,以保持良好的声学接触。能够让探头可以自由地扫查,否则,应用钢刷机对其进行一次打磨。在焊缝表面要打磨均匀平整、清洁匀顺,并及时修补可能影响判伤的各种缺陷。

依据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB/T 11345-1989）的手动超声波探测方法和缺陷检测结果的分类，超声波无损检查等级为B。所有的级别都必须是焊接缺陷检测的对象，缺陷检测的比例一般是各焊接的20%。根据RB-2比较测试块中检测到的实际测量数据，绘制在语句“距离振幅曲线”中使用的探针和器具。该曲线的家庭由三个部分组成：评估线、定量线废料线。评估线和废弃物线之间的区域称为区域I，定量线和丢弃线之间的区域称为区域II，丢弃线称为区域III。

图1 距离—波幅曲线示意图

在焊接过程中检测到横向泄漏时，各焊接线的灵敏度最大增加6dB的扫描灵敏度不超过评价标准线的缺陷检测方法是对角度探针进行单面和双面的缺陷检测。

为了检测焊接部的长边缺陷，将探针放置在与焊接部的中心线垂直的检测面上，扫描锯齿状的动作。在探测前后运动的范围中，使保证能够扫描所有焊接部和热影响部的探针垂直移动到焊接部并进退，在左右方向旋转10°到15°，检测焊接部和热影响部的横向缺陷。可以在焊接中心线10°～20°的角度，在焊接两侧的边缘部斜平行扫描探针，扫描灵敏度增加6dB。

二、涂层质量检测方法及数量

1.检测方法

外观质量：观察法。

涂层厚度：电磁感应法。

2.检测数量

外观质量：全数检查。

涂层厚度:依据《钢结构工程施工质量验收标准》(gb50205 -2020)第14.2.1条中的其他有关要求,按照对各种构件总体数量进行了抽查10%,且对各种同类构件的总体数量不宜低于3件,每个构件在基础上共分别检测五处,每处总体数值分别是为基础上一个相距 50mm的计算测点涂层与干燥后的漆膜面积厚度成一个平均值。

3.波形钢腹板的涂装质量检验要求

涂层处理表面完整光洁,均匀一致,无任何破损、气泡、裂纹、针孔、凹陷、麻点、流挂及皱皮等缺陷,涂后的油漆膜与其他部位颜色相同。

三、检测结果

通过对京广特大桥钢箱梁无损检测，发现采用工厂焊接机器人焊接部位焊接质量优于现场工人焊接质量，因此，对大型钢结构焊接工程尽量采用工厂焊接，现场拼装的方法。当抽检焊接质量存在问题，及时排查当日焊接工所焊所有焊缝，存在问题及时返修。最终检测所有焊缝焊接质量均满足《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020及设计要求。钢箱梁内外防腐涂装层总厚度均满足设计要求。