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钢结构检测的抽样方法与检测工艺

   1.      检测人员将根据有关规范、标准的要求确定抽样方法;

   2.      根据GB 50205-2001的规定,对于焊缝的超声波检测将根据如下原则来抽样:

⑴对于构件本身所涉及的焊缝均应作为工厂制作焊缝来对待,即在制作厂加工制作以及由于运输不便等原因而在安装现场进行制作或散装的构件的焊缝,应对每条焊缝进行抽样检测,并且每条焊缝的抽样长度不得低于200mm;

⑵对于安装现场高空组对的安装焊缝,将按同一类型、同一施焊条件来计算抽样率,并且每次检测时不少于1条焊缝。

3.根据JGJ 81-2002的规定,对于焊缝的磁粉检测将根据如下原则进行抽样:

⑴外观检查发现裂纹时,应对该批中同类焊缝进行100%的磁粉检测;

⑵外观检查怀疑有裂纹时,应对怀疑部位进行磁粉检测;

⑶设计、业主、监理有要求时,应按设计、业主、监理的要求进行磁粉检测;

⑷检测人员认为有必要时,应该进行磁粉检测。

4.根据工程质量的实际情况,检测单位将不定期的向监理、业主提交《检测情况汇总》,在检测工作汇总中对于超声和磁粉两种检测方法应分别进行焊接质量的合格率统计,对安装现场按照焊缝条数来计算合格率。

5.根据JGJ 81-2002的规定并结合本工程的实际情况,对于抽样检查的焊缝质量的评定按如下要求执行:

⑴如不合格率<2%时,该批验收判为合格。

⑵如不合格率>5%时,该批验收判为不合格。此时应对该批余下焊缝以及下一批焊缝进行全数检测。

⑶如不合格率为2%-5%时,应加倍抽检,且必须在原不合格部位二侧的焊缝延长各增加一处;如在所有再次抽检焊缝中不合格率≤3%时,该批验收判为合格;如在所有再次抽检焊缝中不合格率>3%时,该批验收判为不合格,此时应对该批余下焊缝以及下一批焊缝进行全数检测。

七、检测工艺

(一)、超声波检测工艺

1.适用范围

   本方案适用于母材厚度不小于6mm的铁素体类钢全熔化焊对接焊缝超声检测。不适用于:铸钢及奥氏体不锈钢;外径小于159mm的钢管对接焊缝;内径小于等于200mm的管座角焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80%的纵焊缝。

2.超声检测人员、资格

 超声检测人员的一般要求应符合GB11345-89.4的有关规定,全部2级以上人员。

3. 检测设备、器材和材料

3.1 超声探伤仪

采用A型脉冲反射式探伤仪,其工作频率范围至少为1-5MHz,仪器至少在荧光屏满刻度80%范围内呈线性显示。探伤仪应具有60dB以上的连续可调衰减器,步进级每档不大于2dB,其精度为任意相邻12 dB的误差在±1dB以内,最大累计误差不超过1dB。水平线性误差不大于1%,垂直线性误差不大于5%。

3.2 探头

3.2.1晶片面积不应超过500 mm 2,且任一边长不应大于25 mm。

3.2.2单斜探头声束轴线水平偏离角应不大于2O。主声束垂直方向不应有明显的双峰。

3.3 超声探伤仪和探头的系统性能

3.3.1在达到所探工件的最大检测声程时,其有效灵敏度应大于10dB。

3.3.2 直探头的远场分辨力应不小于30dB,斜探头的远场分辨力应不小于6dB.

3.3.3 仪器和探头的系统性能应按ZB J04001的规定方法进行测试。

3.4 试块

3.4.1 试块制作应符ZB Y232的规定。

3.4.2 采用的标准试块为CSK-ZB,对比试块为RB-1、RB-2、RB-3。

3.4.3 RB-1、RB-2、RB-3试块分别适用于壁厚范围为8mm-25mm、8mm-100mm、8mm-150mm的焊接接头。在满足灵敏度要求时,试块上的人工反射体根据检测需要可采取其他布置形式或添加,也可采用其他型式的等效试块。

3.4.4 检测曲面工件时,如检测面曲率半径R≤W2/4时(W为探头接触面宽度,环缝检测时为探头宽度,纵缝检测时为检测长度),应采用与检测面曲率相同的对比试块,反射孔的位置可参照标准试块确定。试块宽度b应满足标准要求。

b≥2Λ(S/De)   (Λ-波长mm, S-声程mm, De-声源有效直径mm)

4. 检测面的制备

4.1 检测面

4.1.1检测区域的宽度应是焊缝本身,再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域,这个区域最小为10mm,最大为20mm。

4.1.2探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质。检测表面应平整,便于探头的扫查。其表面粗糙度Ra应小于或等于6.3μm,一般应进行打磨。

4.1.2.1采用一次反射法检测时,探头移动区应不小于1.25P:

4.1.2.2 采用直射法检测时,探头移动区应大于或等于0.75P。

4.1.3 去除余高的焊缝,应将余高打磨到与邻近的母材平齐。保留余高的焊逢,如果焊逢表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨,并作圆滑的过渡以免影响检测结果的评定。

4. 超声检测时机

依照焊接件母材材质的强度级别、材料的可焊性和对裂纹等线性缺陷的敏感程度选择对接焊接接头的检测时机。一般可在焊完24小时后进行检测。

5. 超声检测技术和检测工艺

5.1.1 超声检测技术等级

超声检测技术等级由低到高分为A、B、C三个检测级别。超声检测技术等级选择应按材质、结构、焊接方法、使用条件及荷载合理选择级别。目前按标书要求为C级。

5.1.2 A级:检验采用一种角度探头在焊缝的单面单侧进行检验,板厚大于50mm的不得采用A级;

B级:原则上采用一种角度的探头在焊缝单面双侧进行检测,当板材厚度大于100mm时,采用双面双侧检验;当受几何条件限制,可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头检测;条件允许作横向缺陷检测;

C级:检测至少要采用良种角度的探头在焊缝的单面双侧进行,要做来年个扫查方向、两个探头角度的横向缺陷扫查。母材厚度大于100mm采用双面双侧;焊缝余高要磨平、焊缝两侧探头经过的地方要直探头扫查、母材大于等于100mm或窄间隙焊缝母材厚度大于等于40mm一般增加串列式扫查。

5.2 超声检测工艺

5.2.1 探头选择

5.2.1.1 探头K值选择

   斜探头的K值(角度)选取可参照GB11345-89的规定。

5.2.1.2 探头检测频率

检测频率一般为2MHz~5MHz。

5.2.2 距离-波幅曲线的绘制

5.2.2.1距离-波幅曲线应按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成,该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。如果距离-波幅曲线绘制在荧光屏上,则在检测范围内不低于荧光屏满刻度的20%。

级别

A

B

C

板厚

8-50mm

8-300 mm

8-300 mm

判废线

DAC

DAC-4dB

DAC-2dB

定量线

DAC-10dB

DAC-10dB

DAC-8dB

评定线

DAC-16dB

DAC-16dB

DAC-14dB

5.2.2.2 距离-波幅曲线的灵敏度选择

a)根据具体检测对象的壁厚,按标准规定选择其距离-波幅曲线灵敏度。

b)检测横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6dB。

检测面曲率半径R≤W2/4时,距离-波幅曲线的绘制应在与被检测面曲率相同的对比试块上进行。

c)工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同,否则按附录E(规范性附录)的规定进行传输损失补偿。在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时可不进行补偿。

d)扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。

5.2.3 检测方法

5.2.3.1平板对接焊接接头的超声检测

a)为检测纵向缺陷,斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上,作锯齿型扫查。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面,在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时,还应作100-150的左右移动。

b) 对电渣焊焊接接头还应增加与焊缝中心线成450的斜向扫查。

c) 为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号,确定缺陷的位置、方向和形状,可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。

5.2.3.2 曲面工件(直径小于或等于500mm)的对接焊接接头的超声检测

a)检测面为曲面时,可尽量按平板对接焊接接头的检测方法进行检测。对受几何形状限制,无法检测的部位应予以记录。

b)纵缝检测时,对比试块的曲率半径对检测面的曲率半径之差应小于10%;环缝检测时,对比试块的曲率半径为探伤面的0.9-1.5倍。

5.2.3.3 T型接头检测

a) 按腹板选择探头角度,斜探头在腹板一侧做直射法和一次反射法探伤

腹板厚度mm

折射角(º)

<25

70(K2.5)

25-50

60(K2.5, K2.0)

>50

45(K1.5, K1.0)

b)采用45 º探头在腹板一侧作直射法和一次反射波法探测焊缝及热影响区裂纹;还可以用直探头探测未透及层状撕裂(灵敏度见GB11345-89)。

5.3 缺陷定量检测

5.3.1 灵敏度应调到定量线灵敏度。

5.3.2 对所有反射波幅达到或超过定量线的缺陷,均应确定其位置、最大反射波幅和缺陷当量。

5.3.3 缺陷位置测定

缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准。

5.3.4 缺陷最大反射波幅的测定

将探头移至缺陷出现最大反射波信号的位置,测定波幅大小,并确定它在距离—波幅曲线中的区域。

5.3.5 缺陷当量

应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量直径φ或缺陷指示长度△L。

   a) 缺陷当量直径φ,用当量平底孔直径表示,主要用于直探头检测,可采用公式计算,距离-波幅曲线和试块对比来确定当量尺寸。

   b) 缺陷指示长度△L的测定可采用以下方法:

   ⑴ 当缺陷反射波只有一个高点,且位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时,使波幅降到荧光屏满刻度80%后,用6dB法测其指示长度。

   ⑵ 当缺陷反射波峰值起伏变化,有多个高点,且位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时,使波幅降到荧光屏满刻度80%后,应以端点最大波高测其指示长度。

   ⑶ 当缺陷反射波峰位于Ⅰ区,如认为有必要记录时,将探头左右移动,使波幅降到评定线,以此测定缺陷指示长度。

6. 检测结果的评定和质量等级分类

6.1 缺陷评定

6.1.1 超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征,如有怀疑时,应采取改变探头K值、增加检测面、观察动态波型并结合结构工艺特征作判定,如对波形不能判断时,应辅以其他检测方法作综合判定。

6.1.2 缺陷的指示长度小于10mm时,按5mm 计。

6.1.3 相邻两缺陷在同一直线上,其间距小于8毫米时,应作为一条缺陷处理,以两缺陷长度之和作为其指示长度(间距不计入缺陷长度)。

6.2 质量等级分类

1)最高缺陷反射波位于Ⅱ区的按下面评定:

 

 

    等级(板厚)

评定级别

A(8-50mm)

B(8-300mm)

C(8-300mm)

(2/3)T,最小12

(1/3)T,最小10,最大30

(1/3)T,最小10,最大20

(3/4)T,最小12

(2/3)T,最小12,最大50

(1/2)T,最小10,最大30

T,最小20

(3/4)T,最小16,最大75

(2/3)T,最小12,最大50

超过III

2)最大反射波不超过评定线,评Ⅰ级;

最大反射波超过评定线在Ⅰ区,判为裂纹等危害缺陷的,评Ⅳ级;

最大反射波超过评定线在Ⅰ区,非裂纹等危害缺陷的,评Ⅳ级;

最大反射波位于Ⅲ区,评Ⅳ级;

(二)钢结构力学检测实施方案

    本项目要求对钢结构工程进行力学检测,采用《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205-2001)、《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》(GB/T 3098.1-2000)标准及技术协议进行检验。

1.钢材原材料及钢成品检验

    钢材原材料及钢成品规格、性能等应符合现行国家产品标准或技术协议要求。进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定的要求。

2.焊接材料

    焊接材料品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准或技术协议要求。进口产品的质量应符合设计和合同规定的要求。

3.连接用紧固标准件

    钢结构连接用高强度大六角头螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副、钢网架用高强度螺栓、普通螺栓等紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件,其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准或技术协议要求。

4.焊接球

    焊接球及制造焊接球所采用的原材料,其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准或技术协议要求。

5.螺栓球

      螺栓球及制造螺栓球所采用的原材料,其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准或技术协议要求。

6.金属压型板

    金属压型板及制造金属压型板所采用的原材料,其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准或技术协议要求。

7.检测样品取样

根据现行国家产品标准按批检验,应按表1或技术协议要求进行取样。

 

表1  取样明细

品种

试样尺寸

(mm)

试样数量

(件)

检测项目

备注

钢板

压型板

长450×宽350

1

拉伸、弯曲

、冲击、Z向拉伸

应在钢板1/4处切取横向样坯,450mm为钢板宽度方向

槽钢

长450

1

拉伸、弯曲

、冲击

任意根上切取

角钢

长450

1

拉伸、弯曲

、冲击

任意根上切取

H型钢

长450

1

拉伸、弯曲

、冲击

任意根上切取

钢管

长450

2

拉伸、压扁

、冲击

在不同根钢管上切取

品种

试样尺寸

(mm)

试样数量

(件)

检测项目

备注

焊材

钢板对焊件

长400×宽650

1

拉伸、弯曲

、冲击

焊缝长度为650mm

焊接球

螺栓球

/

3

拉伸

在该批次中随机抽取3件

螺栓

螺母

垫圈

/

8

扭矩系数

紧固轴力

螺栓楔负载

螺母保证载荷

螺栓硬度

螺母硬度

垫圈硬度

在该批次中随机抽取8套

8.样品检验批次

    样品检验批次将根据现行国家产品标准或技术协议要求进行组批。

9.样品检验标准

    样品检验标准将根据现行国家产品标准或技术协议要求进行检验,相关标准有:

《金属材料 室温拉伸试验方法》GB/T 228-2002

《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》GB/T 2975-1998

《金属材料 弯曲试验方法》GB/T 232-1999

《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》GB/T 229-2007

《金属夏比冲击断口测定方法》GB/T 12778-2008

《金属洛氏硬度试验》GB/T 230.1-2009

《金属布氏硬度试验》GB/T 231.1~231.3-2009

《金属维氏硬度试验》GB/T 4340.1~4340.3-2009

《金属管 压扁试验方法》GB/T 246-2007

《碳素结构钢》GB/T 700-2006

《低合金高强度结构钢》GB/T 1591-2008

《合金结构钢》GB/T 3077-1999

《一般工程用铸造碳钢件》GB 11352-1989

《厚度方向性能钢板》GB 5313-1985

《建筑结构用钢板》GB/T 19879-2005

《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091-2001

《结构用无缝钢管》GB/T 8162-1999

《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231-2006

《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632-2008

《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1-2000

《紧固件机械性能螺母 粗牙螺纹》GB/T 3098.2-2000

《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001


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