桥门式起重机中T型焊缝缺陷的超声检测

256探索研究Explorationandresearch质量管理【文章摘要】起重机种类繁多，结构各异，检测方法各有特点。起重机焊接结构中T型焊缝尤为重要，T型焊缝所连接的结构件多受剪切应力的作用，当承受载荷大或长时间承受载荷，容易质量失控，引发事故，对人们的生活乃至生命，及财产安全造成一定的影响。因此对于起重机T型焊缝的无损检测，具有非常重要的意义。本文介绍了起重机设备中的T型焊缝的超声检测方法，并对影响检测结果灵敏度的因素进行了分析。【关键词】桥门式起重机;T型焊缝;超声检测无损检测（NDT）手段作为一种先进的综合应用科学技术，在工业生产上发挥着巨大作用，国外讲无损检测称之为工业的基础。起重机T型焊缝的常规检测方法有磁粉检测、渗透检测、射线检测、涡流检测和超声检测等。各种检测方法均各有特点，能够对T型焊缝进行检测，但又分别具有不同程度的局限性。超声检测是目前应用最为广泛的检测方法，也是该研究领域最为活跃的检测技术。超声检测法有投射法、共振法和脉桥门式起重机中T型焊缝缺陷的超声检测唐勇上海市浦东新区特种设备监督检验所200136冲反射法，其中应用最广泛的是脉冲反射法。这种方法是基于压电品体的逆压电效应和压电效应。本文将主要介绍起重机设备中的T型焊缝的超声检测方法，并对影响检测结果灵敏度的因素进行分析。1T型焊缝检测声束的波型选择在T型焊缝的内部检测中，一般只用到两种波型，即横波和纵波。当纵波以一定角度从固体中入射到第二介质中，除有纵波的反射和折射外，还会有横波的反射和折射。在一定条件下，还可能形成表面波。各种波型仍符合反射和折射定律，即各种波型的波速与其角度的正弦的比值相等。2检测方式的选择根据探头移动的方向，检测方式可分为：（1）双向检测：探头沿扫查轴向前向后移动时，都进行数据采集。（2）单向检测：探头沿着扫查轴只对一个方向进行数据采集。（3）线性检测：只沿着线性路径进行一维检测，即单向检测的一条路径。（4）偏向检测：是双向扫查的一种形式，其扫查和索引方向与双向扫查的扫查和索引轴呈一定的角度。在T型焊缝的检测中，根据焊缝的尺寸、结构及其环境，选择合适的检测方式，对于获得比较理想的检测结果，有着重要的意义。当探头在焊缝的正上方检测时，若T型焊缝的焊缝宽度小于探头孔径时，可以采用线性检测，反之则应该考虑双向和单向检测方式。3T型焊缝的特点腹板和翼板通过焊接形成了T型接头，它们之间的焊缝简称为T型焊缝。根据T型接头所处工程环境及作用的不同，T型接头的母材材质是不同的。相对于其他的材质，钢应用的范围最为广泛，如桥门式起重机、岸边集装箱起重机等经常可以看到T型接头。焊接的方式包括：焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧焊，根据工件的尺寸、受力等具体情况选择合适的焊接方式。4T型焊缝的常见缺陷类型T型焊缝的常见缺陷类型有：裂纹、未焊透、未融合、气孔和夹渣等。5T型焊缝检测方案的设计首先，在设计检测方案之前，应该明确T型焊缝检测方案的原则：（1）声束要尽量覆盖完全待检测的焊缝部位，使得无法检测到的死区和盲区最小化；（2）声束应尽可能垂直打到缺陷，以获得最大能量的反射回波；（3）尽可能的提高检测效率的同时，降低操作的复杂程度；（4）在满足检测要求的前提下，选择发射声束指向性较好的探头和阻抗匹配的锲块。6缺陷的检测着最危险破裂面的滑动破坏、土钉本身的强度破坏、拔出破坏以及喷射混凝土面板的破坏等。内部稳定涉及到土钉筋体强度、长度、土钉与土体的界面粘结力、土钉的水平和垂直间距、支护面板的强度以及面板与土钉的共同作用等因素。因此应考虑以下几方面验算：施工过程中不同开挖阶段的最危险滑动面验算；使用阶段不同位置的最危险滑动面验算；土钉筋体本身的强度与抗拔力验算；喷射混凝土面板强度和土钉与面板连接强度验算。在进行外部稳定性计算时，可以将土钉支护的边坡看成一个“挡土墙”，它必须能承受其后部土体的推力和上部传来的荷载。因此，外部稳定应考虑四个方面的验算：土钉支护结构抗滑稳定性验算；土钉支护结构抗倾覆稳定性验算；土钉支护结构底部地基承载能力验算；深部滑动定性计算。锚杆支护基坑，由于采用锚杆自由段穿越非稳定区，将锚固段设置与稳定区，因此只需进行外部稳定性，包括不同工况下的稳定性和使用阶段的稳定性。6面层受力不同土钉面层一般认为不受力，按构造配筋一般能满足设计要求，其实面层受到作用在其上面的非线性分布土压力，土钉可看成是点支持，则面层的受力类似于倒置的柱撑无梁楼板结构。锚杆由于锚固结构的不同，面层结构的受力更趋向于单向受弯的混凝土板，而且由于锚杆受力较大，锚具下喷射混凝土面层还承受剪应力，混凝土面层下的土体在预应力作用下还存在土体承载力能否满足拉力形成的面载。7结束语综上土钉与锚杆区别分析，锚杆技术向土钉技术演变的过程中存在着过渡形态，在工程实际应用中无法将其截然分开；在支护结构设计中可区分土钉墙计算模型及支护体系稳定性分析模型。对于个体工程，只有根据具体工程特征把握安全性、可靠性及经济性，将二者工艺合理用于基坑工程。【参考文献】[1]中华人民共和国建设部.JGJ120-2012.《建筑基坑支护技术规程》.北京:中国建筑工业出版社,2012[2]中华人民共和国建设部.GB50330-2013.《建筑边坡工程技术规范》.北京:中国建筑工业出版社,2013[3]中华人民共和国建设部.GB50086-2001.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》.北京:中国建筑工业出版社,2001257探索研究Explorationandresearch质量管理（1）在焊缝的根部容易产生根部未熔合和根部未焊透两种面状缺陷，它们与翼板的侧面相平行。相对于腹板的侧面及翼板的内侧面，翼板外侧面作为检测面有着不可比拟的优势：首先，这个面相对远离焊接部位，所以其表面的由于焊接产生的飞溅物残余少，探侧面修整简单，一般用钢丝刷即可修整。其次，探头在翼板外侧，可以直接用0０的纵波进行检测，波形简单，比较直观；第三，在这个面检测，声程相对短，反射波束的能量大，使得缺陷能够得到更好的识别。（2）在焊缝的坡口处容易出现焊趾裂纹和坡口未熔合两种面缺陷，它们大致与坡口相平行。根据检测设计方案，选择腹板的侧面作为检测面，这样能够满足发射声束垂直打到缺陷表面，得到最大能量的反射回波，检测效果最好。在腹板侧面能够采用一次波和二次波进行检测，相对于二次波，一次波声程短，声能衰减小，所以利用一次波检测优于二次波。在腹板单侧放置探头检测探头对面的焊缝部分，然后将探头换到腹板另一侧，以检测焊缝另一部分。如果T型焊缝只能够在单侧检测，那么就需要利用二次波检测另一面，所以腹板侧面检测具有一定的灵活性。（3）焊缝中部容易产生夹渣和气孔。其最佳检测面是翼板的外侧面，采用偏转角度为00声束的电子扫查方式检测，参数设置简单，图像直观。但可能因为某个缺陷在根部的面状缺陷后被漏检，这时需要结合在腹板侧面的检测，防止漏检。下面的实验作简单描述：T型焊缝探伤本实验用板厚为12mm含人工缺陷的T型焊缝，如图所示。在T型焊缝的两端面分别加工了Φ2-18的短横孔作为人工缺陷1和人工缺陷2。（1）采用直探头在翼板上进行探测，如图中探头位置1、2，用于探测焊缝中腹板与翼板件缺陷。（2）采用斜探头腹板上利用一、二次波进行探测，如图探头位置3、4。此方法与平板对接焊缝探伤方法相似。（3）采用斜探头在翼板外侧或内侧进行探测，探头于外侧时利用一次波探测，探头于内侧时利用二次波探测。比较而言，外侧一次波探测灵敏度高，但看不到焊缝。本次实验选用检测仪器为PXUT-27数字型超声波探伤仪。本次实验选择的探头为直探头一个，K1.0、K1.5、K2.0、K2.5的斜探头各一个，具体参数如表2-1所示。探头参数缺陷的判别。采用直探头探伤时，要注意区分底波与焊缝和层状撕裂。发现缺陷后确定缺陷的位置，并且及时记录示波屏上显示的PY、AM和增益读数，量出缺陷距离焊缝重型的距离和存储波形。采用斜探头探伤时，探头在焊缝两侧沿垂直于焊缝方向扫查，焊角反射波强烈。焊缝中的缺陷，缺陷波翼板出现在焊角反射波前面，扫查发现缺陷后，确定缺陷的位置，并且及时记录示波屏上显示的PX、PY、AM和增益读数，量出缺陷距离焊缝中心的距离和存储波形。实验结果，直探头探测时，直接通过直射波遇到缺陷反射得到缺陷波；斜探头探测时，缺陷2是通过一次反射波检测到的，缺陷1离探测面较近，通过二次反射波检测得到缺陷的波形。实验过程中分别通过直探头和斜探头探测T型焊缝中的两处人工缺陷。其两处缺陷的大概位置和实验过程中直探头、斜探头的探测位置如图所示。记录的数据（略），X为缺陷到翼板地面的距离。探测数据(略)缺陷1和缺陷2都为Φ2-18短横孔的反射体，由于位置的不同探测得到的结果有很大差别。K值1.01.52.02.5的斜探头分别对缺陷1进行探测得到的波形大不相同，其中K2.5的探头探测得到的缺陷波的波高是最高、最明显的，其他探头检测的波的波高都相对较低，这表明在实际使用过程中，根据板厚选择合适的K值的斜探头很有必要。超声波检测法是检测T型接头焊缝的一种有效手段，用直探头与斜探头联合检测，可做到焊缝全截面扫查。当翼板厚度较小时，以横波探伤法为主，以纵波探伤法为辅。当翼板厚度较大，纵波探伤和横波探伤相辅相成。为使超声波声束与缺陷垂直，一般板厚较小时应选择较大的K值，板厚较大时选择较小的K值。从T型焊缝缺陷位置角度出发，总结出以下几个结论：（1)翼板外侧面对于焊缝的根部和中部缺陷是最佳检测面，检测结果清晰客观，便于分析；(2)腹板侧面对于焊缝的坡口缺陷是最佳的检测面，通过偏转角度，可以得到最大能量的反射回波，宜用一次波检测，尽量避免使用二次波；(3)翼板内侧面作为检测面在T型焊缝检测中应用较少，它是属于二次波检测，效果不佳。一般只有在其他检测面由于条件原因不能放置探头时才会将它作为检测面；(4)由于T型焊缝的特殊结构，有针对性的设计了不同种类的检测方式尤为重要。起重机T型焊缝应用范围广泛，在人们的生活中起着非常重要的作用。由于它的结构的特殊性，多受到剪切力的作用，易质量失控，发生事故，造成严重的损失。因此针对T型焊缝，制定相关的检测方案，是非常有意义的。超声检测技术从诞生之日起到发展趋于完善，再到与现代科技结合焕发出新的生机，给我们的生产力提高和人民生活水平的改善带来了巨大的提升空间。超声检测技术在21世纪会得到进一步的快速发展，原因是多方面的：首先，人们对产品质量意识的不断提高以及对在役结构、设备的寿命关注的不断增加；其次，现代科技技术的发展的为超声检测技术的发展注入了新的活力，计算机技术的发展促进了传统超声检测技术水平的提高，使检测结果显示更直观。超声检测技术作为一种应用广泛的无损检测技术之一，也是多科学紧密结合的高新技术产物，其总体发展趋势如下：(1)提高缺陷检测的分辨率：检测微小缺陷，材料内部特定位置检测，缺陷形状检测。(2)提高自动化水平：手动检测到自动检测，包括生产线上材料特定部位自动连续检测。(3)在无损检测方面向定量化、图像化方向发展，超声检测系统将进一步数字化、图像化、自动化、智能化。【参考文献】[1]GB/T3323-2005(金属熔化焊焊接接头射线照相)[2]JB/T10559-2006(起重机械无损检测钢焊缝超声检测)。[3]JB/T14405-1993通用桥式起重机[4]齐晓冰、，孔祥夷，T型焊缝超声波检测技术，河南科技200759~60