浅谈钢结构焊接检验应注意的问题

浅谈钢结构焊接检验应注意的问题

陈永刚 1 杜燕生 2 白国庆 3

海洋石油工程股份有限公司 天津 300452 1 海洋石油工程股份有限公司 天津 3004522 大港油田测试公司一分公司 天津 300283 3

摘要：随着社会经济的不断发展，钢结构焊接已经成为我国海洋石油工程中重要的一部分。本文根据钢结构焊接检验应注意的问题进行分析，阐述钢结构焊接过程中常见问题及其原因。

关键词：钢结构焊接、检验

钢结构的焊接是当前施工的重要方面之一，在钢结构加工行业有着很广泛的用途。在焊接的质量决定了整个钢结构的强度、稳定性和使用期限，在钢结构质量控制中起着重要作用。虽然焊接是一种普遍采用的连接方式，但是有关焊接质量的检验工作是一个非常专业的内容。对于检验检测人员不仅要具备结构、材料、热处理及焊接等方面的基本知识，还应具备无损检测的专业技能，而且要熟练掌握相关标准、规范。

一、钢结构焊接的概述

1、焊接工艺的要点。钢结构焊接工艺主要有以下几个方面的要点需要注意。首先是确定好焊接的参数和焊材的规格等，还要注意选择好比较合适的焊接方法。焊接方法的选择取决于被焊接的材料和以后工作的环境。其次是在进行焊接的过程中要注意预热，另外要注意进行焊接的顺序。最后要做好焊接之后的处理。

2、焊工评定。根据BVP QW-423.1 用于焊工评定的母材可根据WPS 中所规定的母材按下表所列进行替代，对表中左栏所列母材用于焊工取得焊接右边相应栏所列母材组合的资格，包括未指定P-No. 但与这些金属有相似化学成分的材料。

二、钢结构焊接检验应注意的问题及处理

焊接检验的方法根据检验的时间点分为焊前检验、焊中检验和焊后检验。焊前和焊中检验主要是针对焊接准备和焊接工艺的检验、核对、执行，焊后检验主要是对焊缝进行外观和内部质量的检验，根据建筑钢结构焊接的特点常用的焊接检验方法有外观检验、超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤和渗透探伤。其特点对比如下：

1.超声波探伤。优点：①适合焊缝内面积形缺陷裂纹、未熔合;②对体积形缺陷也有较高检出率；③厚度基本不受限制；④安全、方便、成本低。缺点：①难于探出小、细裂纹；优缺点：②缺陷定性困难；

2. 射线探伤。优点：①适合焊缝内部体积型缺陷气孔、夹渣、未焊透; ②直观，底片可存档。缺点：①焊缝内部面积型缺陷裂纹和未熔合但必须与透照方向一致才有较高检出率;由于射线透照方向不易与裂纹、未熔合方向一致故较难发现; ②透照厚度有限制；③防辐射安全措施严格;④设备一次性投入大。

3. 磁粉探伤。优点：①适用表面近表面；②焊接过程中可检查焊接质量；缺点：非铁磁性材料不适用。

4. 渗透探伤。优点：①适用表面开口缺陷(裂纹，针孔)；②相对经济、简便；③能确定缺陷位置、大小和形状缺点：④探伤结果直观，易于解释。缺点：①不适用疏松多孔性材料；②难于确定深度。

三、钢结构焊接检验分析

1.焊缝等级与设计。《钢结构工程施工质量验收规范》中将焊缝按质量等级分为一、二、三级，并规定了焊缝外观质量检验方法、抽查比例、允许缺陷和尺寸偏差等，而要求进行超声波探伤或射线探伤检查的焊缝是指全熔透型式的一、二级焊缝，因此，并非所有的一、二级焊缝都作探伤检验。以角焊缝为例，大部分无疲劳验算要求或不承受较大荷载的焊接H型钢翼板与腹板连接角焊缝，通常都设计成非全熔透型T形焊缝，其焊缝级别仍为一级或二级，外观质量须达到相应级别要求。这种焊缝焊脚高度满足强度要求，不需要做探伤检查。

2.焊缝等级、检验等级、评定等级的区别与联系。要求进行内部质量探伤的焊缝，按质量等级分一级和二级，称一级焊缝和二级焊缝，此即为焊缝等级。检验等级系指检验检测达到的精度，即检测仪器与检测方法结合而得到的检测结果的精确程度。超声波探伤和射线探伤适用对接焊缝的内部检测，规定手工超声波探伤的检测方法、探测面、检测范围和允许缺陷当量(dB值)以及射线探伤所要达到的灵敏度(透照厚度与像质计的关系)。评定级别是指探伤人员在检出缺陷后依据标准对缺陷测量进而确定的焊缝内部质量级别。具体来说，超声波探伤指对波高在测长线与判废线之间(Ⅱ区)缺陷测长后，依标准进行缺陷定级；射线探伤是指测量底片上缺陷指示长度和大小，依标准综合评级。评级是每一个探伤人员必须熟练掌握的。

3.进行焊后检查的时间和程序问题。焊后检查是焊接检查的最重要的一个环节，焊后检查包括对焊缝的外观检查和内部的无损探伤。关于焊后检查的时间要求在标准中有如下表述。高强钢应在完成焊接24小时以后进行焊缝探伤检验。所有焊接应冷却到环境温度后进行外观检查，I、lI类钢材的焊缝应以焊接完成24小时后检查结果作为验收依据，有些高强钢应以焊接完成48小时后的检查结果作为验收依据。

标准中对焊后检验时间的表述很明确，焊接检验的程序也已清楚，先进行焊缝外观检查，合格后才能进行无损探伤检验。同样以上两标准中的两句要求，也给我们带来了问题。就是“焊接完成”的含义包不包括焊后热处理。按焊接工艺完成理解，应指在焊后热处理结束后：按焊接过程中分焊前、焊接过程中、焊后来理解，应指的是焊接过程中完后，不包括焊后热处理。问题的本质就是应先对焊缝进行热处理还是先进行无损探伤。对不需要焊后热处理的焊缝，只要按时间要求进行外观检查和无损探伤就是了。对有焊后热处理要求的焊缝，先进行焊后热处理后进行无损探伤或先进行焊后热处理都是可以的。不过一般按先无损探伤后进行集中焊后热处理，然后再进行热处理后焊缝检验，这样既提高了工作的效果，也避免了由于热处理过程产生的温度应力而引起的缺陷扩展。如果工期紧也可以焊后立即进行焊后热处理，以热处理结束时计算时间，到规定时间后再进行无损探伤。

4.抽样检查焊缝不合格率的计算问题。不合格率分一次不合格率和二次不合格率。其计算方法如下：无损检验一次合格率=B／Ax 100％无损检验二次合格率=(B+b／A+a)X100％其中：A一次被检焊缝处数(不包括复验及重复加倍焊缝处数)：B--次被检焊缝不合格处数(包括挖补、重复返工焊缝处数)：a一加倍抽检焊缝处数：b一加倍抽检焊缝中不合格焊缝处数。注：抽样检验焊缝处数计算方法及检验批的确定见(《建筑钢结构焊接技术规程))JGJ81-2002 J218-2002的规定。

钢结构焊接是构件连接的主要方式。尽量避免焊接中出现问题是保证工件质量、提高工作效率的前提。因此，要在现有理论研究的基础上，结合工作实际，不断总结经验，才能够熟练掌握钢结构焊接的工艺要点，从而提高钢结构焊接的水平，而钢结构焊接检验才是钢结构焊接质量的依据。

参考文献：

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