文档介绍：第六节钢结构试验检测
一、构件焊接质量检验
桥梁建造工程中许多构件需焊接加工。根据焊接工序的特点,检验工作一般分成三个阶段,即焊前检验、焊接过程中检验和焊后成品的检验。
(1)焊前检验
焊前检验是指焊接实施之前准备工作的检验,包括原材料的检验、焊接结构设计的鉴定及其他可能影响焊接质量因素的检验(如焊工考试、电源的质量、工具和电缆的检查)。检验应根据图纸要求和相应的国家标准及行业标准进行。
(2)焊接过程中的检验
在焊接过程中主要检验焊接规范、焊缝尺寸和结构装配质量。
1)焊接规范的检验
焊接规范是指焊接过程中的工艺参数,如焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊条(焊丝)直径、焊接的道数及层数、焊接顺序、能源的种类和极性等。
①手工焊规范的检验。一方面检验焊条的直径和焊接电流是否符合要求,另一方面要求焊工严格执行焊接工艺规定。
②接触焊规范的检验。
③气焊规范的检验。
2)焊缝尺寸的检查
焊缝尺寸的检查应根据工艺卡或行业标准所规定的要求进行。一般采用特制的量规和样板来测量。
3)结构装配质量的检验
在焊接之前进行装置质量检验是保证结构焊成后符合图纸要求的重要措施。对装配结构应作如下几项检查:
①按图纸检查各部分尺寸、基准线及相对位置是否正确,是否留有焊接收缩余量和机械加工余量。
②检查焊接接头的坡口型式及尺寸是否正确。
③检查点固焊的焊缝布置是否恰当,能否起到固定作用,是否会给焊后带来过大的内应力。并检查点固焊缝的缺陷。
④检查焊接处是否清洁,有无缺陷(如裂缝、凹陷、夹层)。
二、焊后成品的检验
用外观检测法检测表面缺陷,内部缺陷用超声波探伤和射线探伤检测。
外观检测是一种手续简便而应用广泛的经验方法,外观检查主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般是通过肉眼观察,借助标准样板、量规和放大镜等工具进行检验。
检查之前,必须清除焊缝附近10~20 mm上的所有飞溅及其他污物。在清除焊接渣时,要注意焊渣覆盖的情况。因此,应在该处仔细地检查是否有裂纹。
对合金钢的焊接产品作外部检查,必须进行两次,即紧接着焊接之后和经过15~30d以后。对未填满的弧坑应特别仔细检查,因该处可能会有星形散射状裂纹。
若焊缝表面出现缺陷,焊缝内部便有存在缺陷的可能。焊缝尺寸的检查可采用前面介绍的量规和样板进行。
三、钢材焊缝无损探伤
(1)超声波探伤
1)探伤原理
超声波脉冲从探头射入被检测物体,如果其内部有缺陷,缺陷与材料之间便存在界面,则一部分入射的超声波在缺陷处被反射或折射;则原来单方向传播的超声能量有一部分被反射,通过此界面的能量就相应减少。这时,在反射方向可以接到此缺陷处的反射波;在传播方向接收到的超声能量会小于正常值,这两种情况的出现都能证明缺陷的存在。在探伤中,利用探头接收脉冲信号的性能也可检查出缺陷的位置及大小。前者称为反射法,后者称为穿透法。
2)探伤方法
①脉冲反射法。中脉冲发生器所产生的高频电脉冲激励探头的压电晶片振动,使之产生超声波。超声波垂直入射到工件中,当通过界面、缺陷和底面时,均有部分超声波反射回来,这些反射波各自经历了不同的往返路程回到探头上,探头又重新将其转变为电脉冲,经接收放大器放大后,即可在荧光屏上显现出来。其对应各点的波型分别称为始波(A’)、缺陷波(F’)和底波(B’)。当被测工件中无缺陷存在时,则在荧光屏上只能见到始波A’和底波B。缺陷的位置可根据各波型之间的间距之比等于所对应的工件中的长度之比求出。
横波脉冲反射探伤:当入射角不等于零的超声波入射到固体介质中,且超声波在此介质中的纵波和橫波的传播速度均大于在入射介质中的传播速度时,则同时产生纵波和横波。又由于材料的弹性模量E总是大于剪切模量G,因而纵波传播速度总是大于横波的传播速度。根据几何光学的折射规律,纵波折射角也总是大于横波折射角。当入射角取得足够大时,可以使纵波折射角等于或大于90°,从而使纵波在工件中消失,这时工件中就得到了单一的横波,故称之为横波脉冲反射探伤。横波入射工件后,遇到缺陷时便有一部分被反射回来,即可以从荧光屏上见到脉冲信号。
②穿透法。穿透法是根据超声波能量变化情况来判断工件内部状况的,它是将发射探头和接收探头分别置于工件的两相对表面。发射探头发射的超声波能量是一定的,在工件不存在缺陷时,超声波穿透一定工件厚度后,在接收探头上所接收到的能量也是一定的;而工件存在缺陷时,由于缺陷的反射使接收到的能量减小,从而断定工件存在缺陷。
根据发射波的不同种类,穿透法有脉冲波探伤法和连续波探伤法两种。穿透法探伤的灵敏度不如脉冲反射法高,且受工件形状的影响较大,但较适宜检查成批生产的工件。如板材一类的工件,可以通过接收能量的精确对比而得到高的精度,宜实现自动化。
(2)射线探伤
射线探伤是利用射线可穿透物质和在物质