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專論：新建工程非破壞檢測實務中華民國100年4月33一、前言1.課程目標主要是介紹新建工程之查核項目，包括檢測時機、檢測項目、識圖、常用符號及NDT應用、介紹新建工程共通性問題探討，包括材料規格使用錯誤、施工方法異常、材質異常、目視檢測未落實、承商自檢不確實、不合格工件追蹤。2.設備品質好壞直接影響到未來設備能否能穩定操作(當然又與產能有密切關係)，進而可能對環保影響：設備操作中時常故障，無法有效控制，如果所排出的流體是為有害物質，勢必對環保嚴重污染，另一項影響就是工安意外，輕者造成肢體傷害、重者影響生命財產安全，進而引起附近居民的抗爭圍廠，影響層面既大且深。3.上述設備品質重要性的分析後，身為現場監工、工程主辦、主管的您認為進度與品質那一種重要呢？二、查核項目1.檢測時機：非常重要，尤其對於超合金的銲接檢測，當然對於低碳鋼工件，只要冷至室溫即可檢測，一般檢測時機大概可分為：(1)銲後48小時(2)剷修銲補後(3)整形後(4)熱處理後(5)壓力試驗前；對於銲道檢測，必須於銲接完成後，噴砂塗裝前。2.檢測範圍：在銲道左右至少25mm範圍或鄰近母材實施目視檢測。因熱影響區也是可能造成銲接瑕疵的位置。3.檢測項目銲接前：(1)開槽面檢查。(2)開槽形狀和尺寸角度檢驗。銲接時：新建工程非破壞檢測實務陳必貫中鋼公司技術規劃發展處課長34中工高雄會刊第18卷第3期(1)銲接材料(母材及銲條)確認。(2)銲工資格確認。(3)點銲位置確認。(4)銲接控制條件確認，含a.預熱和銲後加熱溫度及時間。b.銲接入熱量(電流)確認。c.銲接環境確認。(雨天、風速太強)銲接後查核：(1)尺寸檢驗a.檢測工件變形量。b.銲道銲冠。c.銲道外觀。(2)NDT人員執行檢測a.表面瑕疵檢測：目視檢測(VT)/磁粒檢測(MT)/液滲檢測(PT)。b.內部瑕疵檢測：放射線照相檢測(RT)/超音波檢測(UT)。4.識圖：銲接符號-開槽型式/工程圖(SHOPDRAWING)。5.常用符號執行目視檢測如發現有異常狀況，常用臘筆在工件上做記號，告知銲工此位置屬於何種瑕疵，以利剷修、銲接或研磨：R：Repair……………(剷修)W：Welding…………(銲補)G：Grinding…………(研磨)W＋G：WeldingandGrinding…(銲補後研磨與母材齊平)檢測報告上會註記銲接瑕疵代號，如：銲道內部瑕疵代號：IP：IncompletePenetration不完全滲透IF：IncompleteFusion不完全熔合SI：SlagInclusion夾渣TI：TungstenInclusion夾鎢銲道外觀異常：MA：Misalignment高低板(錯位)CV：RootConcavity根部凹陷CX：RootConvexity根部過凸IUC：InternalUndercut內部熔蝕P：Porosity氣孔C：Crack裂縫三、共通性問題探討1.使用材料規格錯誤使用材質或尺寸與設計圖要求不符者稱之，除了價格差異外，會嚴重影響設備操作安全。例如：規格不符(厚度差異)、材質不符、無縫鋼管變有縫鋼管。(1)規格不符(厚度差異)RT檢測銲道同時，可以量測管壁厚度，超音波測厚計可快速檢測出壁厚度。(2)材質錯誤主蒸汽管，試車後發現漏氣滴水，原因是彎頭用料錯誤，彎頭與直管材質不符，造成熱影響區裂痕。(3)無縫變有縫價格差三倍，有縫鋼管不適用於高壓管線及容易腐蝕流體。對策：放樣切割前，承製廠商要提供該材料的MillSheet確保材質無誤；製程中，隨時利用量具查核(游標卡尺)，如有異常應馬上反應，勿等到成品時才發現；對於來源不明之材料，可要求更換或作物性、化性試驗及金相觀察。2.施工方法異常(1)切割錯誤材料放樣時，因尺寸量測錯誤造成切割短尺；冷作工利用細銲條(2.6mm)補銲後磨平，企圖掩飾；影響結構安全甚巨。(2)孔位鑽錯孔位鑽錯在一般鋼結構工件偶會發生，對於重要構件或承受拉應力之工件，如專論：新建工程非破壞檢測實務中華民國100年4月35孔位鑽錯，將嚴重影響使用安全，對於一個具有現場經驗之監工人員，看出這種狀況並無困難。孔位鑽錯，由於會有銲冠突出，因此利用研磨機磨平，衍生表面有研磨痕跡，將銲補位置切開後，可以發現只是將原來鑽孔之塞子塞回去再上下銲接。對策：對於切割錯誤或孔位鑽錯，需按照正常修補程序；利用UT/RT進行檢測，即可了解修補是否完好。(3)銲道未錯開圓形構件縱向銲道依規範要求至少錯開250mm，以防止銲接所造成之應力集中。對策：對於銲道未錯開之現象，只要在同一塊鋼板圈向內工件有兩條研磨縱向痕跡，可能是這種現象，依規範要求至少錯開250mm。(4)組裝錯誤三通管與直管尺寸差異極小；組裝疏忽；影響管內流體、流速。對策：小心組裝(尤其薄件)；利用RT可以檢測出這種現象。(5)吊耳(治具)敲除工件組裝過程中，利用吊耳固定工件以防止工件變形異位，唯銲接完畢後欲拆除吊耳時，為尋求快速移除，即用大榔頭進行敲除，容易造成母材撕裂之現象，尤其高碳高合金之工件絕對禁止。對策：對於附著在工件上之吊耳欲敲除，應利用氧乙炔或AirGouging去除後，再利用砂輪機研磨與母材齊平。(6)全滲透銲道塞鋼筋某公司承製本公司盛鋼桶補修工作，殼身對接全滲透銲道，如圖所示，可能是冷作人員開槽角度過大(尤其厚板)，如此將造成銲接溶填金屬浪費及費時，銲接或冷作人員在開槽內放置棒鋼，以達〝省工儉料〞之目的，此種瑕疵如未被檢測出，將嚴重影響工件承受負載及使用安全。對策：對於全滲透銲道銲接前時，讓銲工知道銲接後要執行UT/RT，如此將可避免此現象發生。(7)漏銲廠房鋼結構組合複雜，接頭型式多樣，趕工容易疏忽，影響結構強度。對策：建請主辨單位督促承製廠商，落實自檢工作，並確實依循圖面施工，避免銲道偏銲、漏銲。(8)一點擋三噸未依圖施工；強度不足；吊裝脫落，影響安全。對策：建請主辨單位督促承製廠商，落實自檢工作，並確實依循圖面施工，避免銲道腳長不足，影響載重安全。3.銲接符號認知差異現場人員不熟悉各國銲接符號標示意義，設計者、承製者、監工、檢測者解讀差異，所衍生的結果就是影響銲接品質，以下就CNS、AWS、ISO、JIS銲接符號之全滲透、部份滲透、填角銲道區別。全滲透….UT/RT部份滲透….UT填角銲…..PT/MT/VT對策：工程開工前由主辦者召集監工、承製廠36中工高雄會刊第18卷第3期商、NDT檢測人員，針對設計圖上銲接符號有疑問之處共同協商，使彼此看法一致，並作成會議記錄，以利做為日後驗收依據。4.材質異常在施工過程中可能偶會發現母材材質異常，如鋼板夾層或偏析，角鋼、槽型鋼表面線縫、孔洞等狀況，均不符合規範上的規定，應於放樣前即剔除，不要等到成品才被檢測出，如果因此剷修或剔退，恐將影響工程進度。對策：(1)對於重要構件(如須承受張應力)於訂購材料時，須要求附帶品質保證書，如鋼板須含超音波檢測。(2)對於已成型之工件，如發現上述瑕疵可反應給設計者、相關人員共同研究應採取何種補救措施，使達到雙方均能接受的範圍，但必須顧慮使用上的安全性。(3)對於嚴重或無法修補工件應報廢，以免影響使用安全。5.更改設計施工過程，部份狀況因設計者未能考慮到施工環境、或製造商為節省時間，組銲過程未按部就班，造成某些位置無法背剷，以致未達設計圖上之銲接條件，既成事實以後，則要求監工改圖。對策：更改設計是何等大事，為了趕進度，承攬商擅自更改設計，現場監工往往便宜行事，同意更改依中鋼公司相關規定，此現象只有原設計者，依實際狀況才有修改原設計圖之權利，修改後須由主辦單位二級主管以上簽名確認始生效。6.目視檢測未落實工件欲執行NDT檢測前，檢測人員必對工件先行核對ID(工件編號)無誤後，開始執行目視檢測(VT)，對於焰切不良、氣孔、銲珠未除或母材凹陷等之表面瑕疵先行過濾。很多工程欲執行NDT驗收時，往往因上述瑕疵存在太多而無法檢測，必須等候修補，造成浪費時間，延誤工程驗收時效。對策：(1)銲接過程中，要求銲工先行自己檢查。(2)監工於委託NDT檢測前，應先行目視檢測，將上述瑕疵排除，將可縮短NDT檢測時間，工程品質將可有效管制。接下來觀賞實際照片：(1)銲接面及其鄰近區域生銹未除影響：․造成檢測面粗糙，超音波換能器與檢測面耦合不良，影響音波傳遞。․銲道生銹影響液滲檢測滲透液之毛細管作用，或磁粒檢測之磁粉浴與銲道表面之對比。․無法有效執行目視檢測。對策：利用鋼絲刷或砂輪機將銲道及其鄰近區域清乾淨，以利執行NDT檢測。(2)熔渣(slag)未除銲接後必會在銲道表面符出黑渣，如果未清除將無法執行NDT檢測。對策：․利用鏟子或鋼絲刷清理乾淨即可。․對於陷在銲道內部之夾渣如超出規範要求，則須剷修後再複檢。(3)噴濺銲珠未除影響：覆蓋在銲道旁兩側母材表面上，銲珠未除，將無法執行超音波或液滲等其它NDT檢測。對策：․利用鏟子或鋼絲刷清理乾淨即可。․銲接前於銲道兩旁塗抹銲渣防止劑，易清除。專論：新建工程非破壞檢測實務中華民國100年4月37(4)電弧擊弧(ArcStrike)影響：覆蓋在銲道旁兩側母材表面上，銲珠未除，將無法執行超音波或液滲等其它NDT檢測。對策：․利用鏟子、砂輪機或鋼絲刷清理乾淨即可。․警告銲工不可有這種不良行為。(5)母材凹陷在工件表面可以清楚看出母材表有被重擊的凹陷痕跡。特徵及成因：․組合工件時因角度過大或銲工欲修正變形量，而利用榔頭作為修正工具，而導致工件表面凹陷現象。․工件噸位大，利用吊具吊裝時，亦會造成夾痕而使母材凹陷。對策：銲補後磨平，再執行PT檢測，確保完整性。(6)焰切不良焰切不良常發生於放樣或現場安裝尺寸差異時，這種現象對於後續銲接品質有嚴重影響，要特別小心。特徵及成因：․鋼板焰切速度不均、氧乙炔比例調配不均或切割震動所造成。․母材內部有瑕疵其熔點比母材高火燄無法瞬間通過瑕疵所造成的一種〝隔熱〞現象。對策：先將凹槽銲補填滿再磨平。(7)銲道外觀瑕疵：裂痕(Crack)․銲道縱向裂痕。․銲道橫向裂痕。․銲池裂痕。․熱影響區裂痕。․銲趾裂痕。․銲道根部裂痕。․熱影響區裂痕。特徵及成因：․銲接裂痕不管長度，所有規範所不允許，因受力後會成長，終至斷裂，影響設備、結構安全最大，為最嚴重之瑕疵。․位於銲道任何斷面位置。․銲接應力太大、材質搭配錯誤、銲材與母材不搭配、冷卻速度過快、熱處理加熱速度不當等。對策：․按照銲接程序施工，將裂痕剷修後再執行NDT檢測。․利用VT/PT/MT可以檢測出表面裂痕，利用RT/UT可以檢測次表面裂痕。(8)變形(Deformation)․天車樑翼板變形。․主柱受撞擊腹板裂開。․主柱吊裝撞擊翼板變形。特徵及成因：․工件因銲接入熱量過大，或受到重力撞擊。․因變形導致尺寸不正確，影響組裝與使用。․內存殘留應力，易造成應力集中危及工件將來使用安全性。對策：․熔接前先將鋼板預留反向傾斜，使變形與殘留應力互相抵消。․組合時利用固定治具，可防止變形。․工件調運，避免重力撞擊。․對已變形之工件應實施熱作校正，且可消除殘留應力，避免用冷作校正，防止銲道龜裂。38中工高雄會刊第18卷第3期․變形量太大之工件於校正後應施以NDT檢測，確保母材無變異。(9)邊緣燒缺(熔蝕)(Undercut)特徵及成因：․銲道與母材交接處有一明顯之凹痕，造成母材厚度減小、銲道寬窄不均。․因銲接電流過量、銲冠高度不均、電弧長度太長、銲接速度太快所或銲接操作不當造成。對策：先將熔蝕銲補填滿再磨平。(10)氣孔(Porosity)特徵及成因：․銲道氣孔呈現圓形或長條形，有單一、分散或群集三種現象，分佈於銲道任意位置，為銲接中最常見之銲接瑕疵。․銲條被覆銲藥脫落、銲條潮濕、銲接前未烘乾、保護氣體(惰性氣體)壓力不足、銲條生銹、開槽面不潔、電流過高、CO2之突伸長度過長等因素是造成氣孔的主因。對策：․不用生鏽、潮溼、銲藥脫落銲條。․溼度、風速太大時不宜銲接，注意氣體純度及出口風量。․將不合格氣孔剷除再銲補填滿再磨平，重新RT/PT/VT檢測。(11)銲冠不足屬於表面瑕疵，任何銲道均不得有銲冠不足現象，至少銲補至與母材齊平。特徵及成因：․銲道有效喉深