8.2 承受静荷载结构焊接质量的检验
8.2.1、8.2.2 外观检测包括焊缝外观缺陷检测和焊缝几何尺寸测量两部分。
8.2.3 无损检测必须在外观检测合格后进行。
裂纹可在焊接、焊缝冷却及以后相当长的一段时间内产生。Ⅰ、Ⅱ类钢材产生焊接延迟裂纹的可能性很小,因此规定在焊缝冷却到室温进行外观检测后即可进行无损检测。Ⅲ、Ⅳ类钢材若焊接工艺不当则具有产生焊缝延迟裂纹的可能性,且裂纹延迟时间较长,有些国外规范规定此类钢焊接裂纹的检查应在焊后48h进行。考虑到工厂存放条件、现场安装进度、工序衔接的限制以及随着时间延长,产生延迟裂纹的几率逐渐减小等因素,本规范对Ⅲ、Ⅳ类钢材及焊接难度等级为C、D级的结构,规定以24h后无损检测的结果作为验收的依据。对钢材标称屈服强度大于690MPa(调质状态)的钢材,考虑产生延迟裂纹的可能性更大,故规定以焊后48h的无损检测结果作为验收依据。
内部缺陷的检测一般可用超声波探伤和射线探伤。射线探伤具有直观性、一致性好的优点,但其成本高、操作程序复杂、检测周期长,尤其是钢结构中大多为T形接头和角接头,射线检测的效果差,且射线探伤对裂纹、未熔合等危害性缺陷的检出率低。超声波探伤则正好相反,操作程序简单、快速,对各种接头形式的适应性好,对裂纹、未熔合的检测灵敏度高,因此世界上很多国家对钢结构内部质量的控制采用超声波探伤。本规范原则规定钢结构焊缝内部缺陷的检测宜采用超声波探伤,如有特殊要求,可在设计图纸或订货合同中另行规定。
本规范将二级焊缝的局部检验定为抽样检验。这一方面是基于钢结构焊缝的特殊性;另一方面,目前我国推行全面质量管理已有多年的经验,采用抽样检测是可行的,在某种程度上更有利于提高产品质量。
8.2.4 目前钢结构节点设计大量采用局部熔透对接、角接及纯贴角焊缝的节点形式,除纯贴角焊缝节点形式的焊缝内部质量国内外尚无现行无损检测标准外,对于局部熔透对接及角接焊缝均可采用超声波方法进行检测,因此,应与全熔透焊一样对其焊缝的内部质量提出要求。
本条对承受静荷载结构焊缝的超声波检测灵敏度及评定缺陷的允许长度作了适当调整,放宽了评定尺度。这样做的主要目的:一是区别对待静载结构与动载结构焊缝的质量评定;二是尽量减少因不必要的返修造成的浪费及残余应力。
为此规范主编单位进行了大量的试验研究,对国内外相关标准如:《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345、《承压设备无损检测 第3部分:超声检测》JB/T 4730.3、《船舶钢焊缝超声波检测工艺和质量分级》CB/T 3559、《铁路钢桥制造规范》TB 10212、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50、《起重机械无损检测 钢焊缝超声检测》JB/T 10559、《钢结构焊接规范》AWS D1.1/D1.1M、《超声波探伤评定验收标准》EN 1712、《焊接接头超声波探伤》EN 1714、《铁素体钢超声波检验方法》JIS Z 3060等以《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345为基础进行了对比试验(其中包括理论计算和模拟试验)。通过对试验结果的分析、比较得出如下结论:
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345标准的检测灵敏度及缺陷评定等级在参与对比的标准中处于中等偏严的水平。
在参与对比的标准中《超声波探伤评定验收标准》EN 1712检测灵敏度最低。
在参与对比的标准中《钢结构焊接规范》AWS D1.1和《起重机械无损检测 钢焊缝超声检测》JB/T 10559标准在小于20mm范围内允许的单个缺陷长度最大,《超声波探伤评定验收标准》EN 1712在20mm~100mm范围内允许的单个缺陷长度最大。
参照上述对比结果,对《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345标准的检测灵敏度及缺陷评定等级进行了适当的调整,本规范中所采用的检测灵敏度及缺陷评定等级与《钢结构焊接规范》AWS D1.1/D1.1M标准相当。
对于目前在高层钢结构、大跨度桁架结构箱形柱(梁)制造中广泛采用的隔板电渣焊的检验,本规范参照日本标准《铁素体钢超声波检验方法》JIS Z 3060以附录的形式给出了探伤方法。
随着钢结构技术进步,对承受板厚方向荷载的厚板(δ≥40mm)结构产生层状撕裂的原因认识越来越清晰,对材料的质量要求越来越明确。但近年来一些薄板结构(δ≤40mm)出现层状撕裂问题,有的还造成严重的经济损失。针对这一现象本规范提出相应的检测要求,以杜绝类似情况的发生。
8.2.5 射线探伤作为钢结构内部缺陷检验的一种补充手段,在特殊情况采用,主要用于对接焊缝的检测,按现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323的有关规定执行。
8.2.6~8.2.8 表面检测主要是作为外观检查的一种补充手段,其目的主要是为了检查焊接裂纹,检测结果的评定按外观检验的有关要求验收。一般来说,磁粉探伤的灵敏度要比渗透检测高,特别是在钢结构中,要求作磁粉探伤的焊缝大部分为角焊缝,其中立焊缝的表面不规则,清理困难,渗透探伤效果差,且渗透探伤难度较大,费用高。因此,为了提高表面缺陷检出率,规定铁磁性材料制作的工件应尽可能采用磁粉检测方法进行检测。只有在因结构形状的原因(如探伤空间狭小)或材料的原因(如材质为奥氏体不锈钢)不能采用磁粉探伤时,宜采用渗透探伤。