目視檢測在鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量檢驗中的重要性

鋼結(jié)構(gòu)因具有傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)所不具備的獨特優(yōu)勢而迅猛發(fā)展，所涉及的不同類型的建筑物也越來越多，例如橋梁、高層、體育場館等。焊接是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的重要工藝，焊接質(zhì)量的好壞將直接影響鋼結(jié)構(gòu)的強度、使用安全性等。鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量可通過不同的無損檢測方法來檢驗，例如超聲檢測與射線檢測可檢測焊縫的內(nèi)部缺陷，磁粉檢測、滲透檢測和目視檢測用來檢測焊縫表面及近表面缺陷，下面我們主要敘述目視檢測在鋼結(jié)構(gòu)焊質(zhì)量接檢驗應(yīng)用中的重要性。目視檢測的現(xiàn)狀國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的主要代表有深圳的國際貿(mào)易大廈、帝王大廈；上海的虹橋國貿(mào)中心大廈、浦東的金茂大廈、環(huán)球金融中心大廈、上海中心大廈等。01鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)標準國家建設(shè)部為了適應(yīng)國內(nèi)的建筑發(fā)展需要出臺了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的焊接和驗收標準，例如GB50661-2011《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》和GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》，以及一系列與之相對應(yīng)的檢測實施標準。標準GB50661-2011及GB50205-2001都有參考AWS（美國焊接協(xié)會）標準的內(nèi)容，相應(yīng)地采納了一些技術(shù)要求。例如GB50661-2011標準根據(jù)焊縫的受力狀態(tài)，把構(gòu)件分為動載和靜載；又根據(jù)受力大小，把構(gòu)件分為低級、中級、重級工作制。這些都與AWS焊縫等級相呼應(yīng)。在GB50661-2011標準中，對靜載焊縫的外觀質(zhì)量檢測的技術(shù)要求列在表8.2.1，把焊接余高和錯邊驗收的技術(shù)要求列在表8.2.2；而把受動載焊縫的外觀質(zhì)量檢測的技術(shù)要求列在表8.3.1，把焊縫外觀尺寸驗收的技術(shù)要求列在表8.3.2。在GB50205-2001焊接質(zhì)量驗收規(guī)范中，也分別在不同的章節(jié)里對零部件的外觀尺寸、鉆孔的尺寸、構(gòu)件變形量,不同類型焊縫的余高、焊寬、焊腳長度、凹陷、錯位、咬邊等都做了明細的技術(shù)規(guī)定。在GB50205-2001標準的第5.2.6條款中，明確指出焊縫表面不得有裂紋、焊廇等缺陷；一級、二級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷；且一級焊縫不得有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。顯然，標準對檢測對象做了明確規(guī)定，并且在標準的附錄A中對各等級焊縫的外觀質(zhì)量標準、對接焊縫及全熔透焊縫組合焊縫尺寸的允許偏差、部分焊透組合焊縫和角焊縫外形尺寸允許偏差都做出了具體的技術(shù)參數(shù)要求。需要注意的是，在從事鋼結(jié)構(gòu)檢測工作的機構(gòu)的入門規(guī)定中，沒有對目視檢測提出資質(zhì)要求。由于對這一項沒有做強行規(guī)定，目前鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中不重視目視檢測或錯誤地理解目視檢測，這對提高國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的整體質(zhì)量水平，提升鋼結(jié)構(gòu)制作工藝在國際上的地位都是不利的。02目視檢測的地位在對焊縫進行檢測時，目視檢測往往被檢測人員忽略，可能是因為最后驗收時，沒有提交目視檢測報告的要求。更有一些人認為超聲檢測前已對表面進行了檢查，其實這是錯誤的觀點。超聲檢測前的表面檢查，只涉及到表面是否存在影響超聲探頭移動的障礙物，不涉及一些焊接缺陷和尺寸的要求。GB50661-2011和GB50205-2001對目視檢測的相關(guān)規(guī)定為，首先用目視或放大鏡進行觀察，當懷疑有裂紋狀缺陷時，再采用磁粉檢測或滲透檢測做表面檢測，來幫助確認表面缺陷。而國內(nèi)幾乎所有的鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測都沒有專門要求做目視檢測，也不要求出具目視檢測報告。近年來，隨著與外商的業(yè)務(wù)往來，發(fā)現(xiàn)在對目視檢測上的認識上，國內(nèi)外同行的重視程度還是有差異的。目視檢測的重要意義鋼結(jié)構(gòu)焊接中產(chǎn)生很多的質(zhì)量問題，可以利用目視檢測進行監(jiān)控和分析。1國際上的正確做法國際上的正確做法就是要求在進行超聲檢測或射線檢測前，進行外觀目視檢測，只有當檢測全部合格后，再進行超聲檢測或射線檢測。焊接人員和檢測人員都需持證上崗，并且焊接人員從開始工作就處于無損檢測人員的質(zhì)量監(jiān)控之中，從電焊條的領(lǐng)取記錄、烘箱溫度檢查記錄、焊接工地電焊條的保管到焊接前由檢測人員對焊工資質(zhì)核對、焊接坡口角度檢查、根部間隙檢查、電焊條規(guī)格檢查，焊接過程中檢測焊接保護氣體的流量、焊接電流大小、層間溫度測試等，每一層焊接完成后都要仔細檢查焊渣是否清除干凈才能進行下一道工序。焊接后檢查焊縫是否磨平和拋光，是否有焊疤痕跡，最后冷卻到室溫再進行其他無損檢測。在整個核島建造和設(shè)備安裝過程中，焊接質(zhì)量控制都是在檢測人員的目視監(jiān)控下完成的，對于該類重大的工程建設(shè)，目視檢測對于每一個環(huán)節(jié)的重要性更是不言而喻。2目視檢測宏觀缺陷的意義根據(jù)研究證明，如果金屬材料表面不形成疲勞裂紋，那么從理論上講，這些材料的使用壽命是無限的。正常的機加工開孔、開槽或截面突變部位，也是航空零部件或重要的受力件容易產(chǎn)生失效的部位，這些部位是使用表面檢測方法進行質(zhì)量檢測的重點部位。一些焊接表面上看似不起眼的小問題，例如焊接錯位、變形、咬邊、焊接余高過高等，它與質(zhì)量是息息相關(guān)的。焊接錯位將引起焊接工件的實際連接厚度減薄，造成焊接強度的減弱；焊接變形造成焊接拼裝困難或受力方向復(fù)雜；焊接咬邊的存在相當于在焊縫邊緣存在一個裂紋開口，久而久之會造成焊縫開裂破損；焊接余高過高是造成焊接應(yīng)力集中的根源，這就是核電站管道所有焊縫必須磨平并拋光的原因。另外，焊接坡口的角度過小，在焊接過程中焊槍無法正確擺動，易造成未熔合或夾渣等缺陷；根部間隙過小易造成未焊透；焊接電流和電壓過大易產(chǎn)生咬邊缺陷，焊接電流過小又會造成層間未熔合或坡口未熔合等缺陷。在進行焊接質(zhì)量工藝評定時，有時會遇到這樣的情況，對試板做超聲和射線檢測都未發(fā)現(xiàn)缺陷，但強度試驗卻失敗了，這可能與沒有嚴格按照焊接工藝進行焊接有關(guān)，如焊接電流過大，使得材料的晶粒粗大；或材料偏脆，造成材料的焊接強度減弱。鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制是一個系統(tǒng)工程，焊前的目視監(jiān)測和過程跟蹤與焊后的無損檢測都非常重要，應(yīng)對每一個過程和環(huán)節(jié)都給予充分的重視。目視檢測在鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用要求01重視目視檢測某百貨大樓的鋼結(jié)構(gòu)焊接部位產(chǎn)生大量裂紋，經(jīng)分析得知，主要原因是焊接坡口處的防銹鋅涂層未能清除干凈就直接進行焊接，導(dǎo)致鋅進入焊縫，降低了焊縫金屬的力學(xué)性能。檢測機構(gòu)與人員必須要重視目視檢測以及過程控制中的目視檢測記錄，這為質(zhì)量控制這一系統(tǒng)提供了可追蹤的功能，便于后期的抽查與追責。02培養(yǎng)專業(yè)人員近幾年，國內(nèi)已設(shè)立了目視檢測人員的培訓(xùn)取證項目。從目視檢測的自身要求來看，對檢測人員的知識面要求比較寬，對金屬材料、金屬加工、金屬特性、金屬焊接等方面的知識要求都比較高。03加強業(yè)務(wù)訓(xùn)練一些檢測機構(gòu)雖購置了目視檢測的常用器具，如工具尺等，但對于大量用在外形、輪廓、圓弧、凹面、凸面、內(nèi)孔、外孔、間隙檢測等方面的工具都不太重視，檢測機構(gòu)應(yīng)積極投入人力、物力，系統(tǒng)性地提升自己的檢測分析能力。04熟悉檢測標準每一項無損檢測方法都要依據(jù)相關(guān)的標準。目視檢測人員應(yīng)熟悉國內(nèi)外關(guān)于目視檢測的標準，并了解各標準中的差異，這對于國內(nèi)外同行