焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法.docx

附录二
中华人民共和国建筑工业行业标准 JG/T 3034.1–1996

焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法

1 主题内容和适宜范围
本标准规定了检测钢网架焊接空心球、球管焊缝以及钢管对接焊缝用单斜探头接触法超声波探伤确定缺陷位置、尺寸和缺陷评定的一般方法以及质量分级方法。
本标准适用于母材厚度4mm～25mm、球径不小于120mm、管径不小于76mm普通碳素钢和低合金钢焊接空心球、球管焊缝及钢管对接焊缝A型脉冲反射式手工超声波探伤以及根据探伤结果进行的质量分级。
2 引用标准
GB 50205 钢结构工程施工及验收规范
GB 11345 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级
JGJ 7 网架结构设计与施工规程
ZBY 231 超声深伤用探头性能测试方法
ZBY 232 超声深伤用1号标准试块技术条件
ZBJ 04001 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法
GB 11533 标准对数视力表
3 检验人员
3.1 从事网架焊缝探伤的检验人员必须掌握超声波探伤的基础知识和基本技能，具有曲面焊缝的探伤经验，按照国家有关规定经培训和考核，并持有相应考核组织颁发的无损检测人员等级资格证书。
3.2 现场超声波探伤必须遵守有关安全规程，当探伤条件不符合探伤工艺要求或不具备安全作业条件时，检验人员有权停止探伤，待条件改善符合要求后再进行工作。
3.3 检验人员的观力应每年检查一次，按GB11533标准，校正视力不得低于5.0。
4 探伤仪、探头和耦合剂
4.1 探伤仪
使用A型显示脉冲反射式探伤仪，其性能指标要求水平线性误差不大于1%，垂直性能误差不大于5%；衰减器或标准化增益控制器总调节量不应小于80dB，每档步进量不大于2dB，在任意相邻的12dB内误差不应大于±1dB当探伤仪与符合4.2规定的斜探头连接后，CSK–IC试块上得到的灵敏度余量应大于评定线灵敏度10dB以上，性能测试除灵敏度余量的测试见附录C(补充件)外，其余均应按ZBJ04001规定的方法进行测试。
4.2 探头
4.2.1 规格
检验球管焊缝宜选用横波斜探头，在满足探伤灵敏度的前提下，以使用频率5 MHz、大角度、短前沿斜探头为主，见表1。其中k为折射角正切值，即。

表1 斜探头规格
频率/MHz
晶片尺寸/mm2
钢中折射角b
前沿尺寸/mm
5
6×6
70°，或者k=1.5～3.0
＜6
2.5或5
8×8
70°或60°，或者k=1.5～3.0
＜9
2.5或5
8×8
45°，或者k=1.0
＜9

根据被检焊缝的实际需要，也可采用其他类型和规格的探头。
4.2.2 性能指标
主声束偏离，垂直方向应没有明显的双峰，水平方向偏离角不应大于2°，折射角偏差不应大于2°或k值偏差不大于±0.1，前沿尺寸误差不大于1mm；远场分辨力不应小于6dB。
4.2.3 性能测试方法按ZBY231规定进行。
4.3 探伤仪和探头工作性能的周期检查
4.3.1 周期检查项目及时间见表2。

表2 探伤仪和探头工作性能的周期检查
检验项目
检查时间
前沿尺寸
(1) 开始使用
(2) 每隔6个工作日
折射角或k值
主声束偏离
灵敏度余量
(1) 开始使用
(2) 探头修补后
(3) 探伤仪修理后
(4) 每隔1个月
分辨力
水平线性
(1) 开始使用
(2) 探伤仪修理后
(3) 每隔3个月
垂直线性

4.3.2 测试方法
按ZBY231、ZBJ04001的规定以及本标准附录C(补充件)进行。
4.4 耦合剂
4.4.1 耦合剂应选用具有良好透声性和适当流动性的液体或糊状物，并对材料和人体没有损伤作用，又便于检验后的清除。如机油、甘油和浆糊等。根据实际需要，还可以在耦合剂中加入适量的表面活性剂，以提高其润湿性能。
4.4.2 标定和校核各项参数时，使用的耦合剂应与检验钢网架焊缝的耦合剂相同。
5 试块
5.1 标准试块采用CSK–1B型试块，主要用于测定探伤仪，接触面未经研磨的新探头和系统性能，制造技术应符合ZBY232的规定，形状和尺寸见GB11345附录A(补充件)。
5.2 CSK–IC型钢网架试块用于现场标定和校核探伤灵敏度与时基线、绘制距离、波幅曲线、测定系统性能等，其形状和尺寸见附录A(补充件)。
5.3 CSK–IC型试块由三块试块组成一套，各种曲率半径的试块，可用地检验探伤面曲率半径为其0.9～1.5倍的工件。
5.4 RBJ–1型试块用于评定焊缝根部未焊透程度，形状和尺寸见附录B(补充件)。
5.5 允许使用其他与CSK–IB型、CSK–IC型和RBJ–1型有同等作用的等效试块。
6 检验准备
6.1 探伤面
6.1.1 采用A级检验等级，在管材外表面上检查球管焊缝；采用B级检验等级，在空 心球外表面的焊缝两侧以及钢管对接焊缝两侧进行探伤检查。见表3。

表3 检验等级和探伤法
检验等级
探伤面
探伤法
A级
单面单侧
直射波，一次反射波，二次反射波
B级
单面双侧
直射波，一次反射波
6.1.2 受检区宽度和探头扫查区宽度
按表4规定执行，表中P为斜探头的探伤跨距，P=2kd，式中d为壁厚。

表4 受检区宽度和探头扫查区宽度
受检对象
受检区宽度
探头扫查区宽度
空心球焊缝
焊缝自身宽度再加上焊缝两侧各相当于球壁厚度的一段区域，最大为20mm
在焊缝两侧，分别大于1.25P
钢管对接焊缝
焊缝自身宽度再加上焊缝两侧各相当于管壁厚度的一段区域，最大为20mm
在焊缝两侧，分别大于1.25P
球管焊缝
焊缝自身宽度再加上管材侧相当于管壁厚度的一段区域，最大为14mm
在管材侧，大于1.75P

6.2 超声波探伤应在焊缝外观检查合格后进行。按面向球体顺时针方向划分1～12个区域排列统一编号。
6.3 检查前必须对探伤面进行清理，除去探头扫查区内的焊接飞溅物、铁屑、油污和影响透声效果的涂层；表面应平整，必要时应打磨出金属光泽，以保证良好的声学接触，便于探头扫查。当探伤面的粗糙度大于试块时，应进行表面补偿，一般情况下补偿4dB。
6.4 检验人员探伤前应了解受检焊缝的材质、曲率、厚度、焊接工艺、坡口型式、余高和背面衬垫等情况。
6.5 应根据壁厚、坡口型式及预期发现的主要缺陷选择探头，在满足探伤灵敏度的前提下，应尽可能选用晶片尺寸小、前沿短、折射角大的斜探头。
6.6 在检验空心球焊缝时，为确保声束能有效地对焊缝底部进行检查，还应根据声束在空心球底曲面入射角不大于70°的要求选择探头折射角。
6.7 当空心球半径R1不大于0.25(W1为探头底面长度)、管材半径R2不大于0.25(W2为探头底面宽度)时，探头楔块底面应磨成与探伤面相吻合的曲面，并且在磨成曲面后测定前沿距离和折射角、标定时基线长度比例、绘制距离–波幅曲线和调节探伤灵敏度。
6.8 距离–波幅曲线(DAC)的绘制
6.8.1 采用在CSK–IC试块上实测的f3横孔反射波幅数据以及表面补偿数据，按表5灵敏度要求绘制DAC曲线。
6.8.2 曲线由判废线RL、定量线SL和评定线EI组成，见图1。EI线与SL线之间称为I区，即弱信号评定区；SL线与RL线之间称为II区、即长度评定区；RL线及以上称为III区，即判废区。三条曲线的灵敏度数值见表5。

表5 DAC曲线的灵敏度
曲线名称
灵敏度数值
判废线（RL）
DAC
定量线（SL）
DAC–10dB
评定线（EL）
DAC–16dB

6.8.3 DAC曲线可以绘制在坐标纸上，也可以绘制在示波屏上。绘制在示波屏上时，整个检测范围内曲线都应处于示波屏满幅度的20%以上。
7 检验方法
7.1 检验工作应在探伤面经过清理、探伤仪的时基线和探伤灵敏度经过标定、DAC曲线绘制完毕后进行。
7.2 焊缝的全面检验或抽查比例，应根据GB50205和JGJ7的规定进行。对于大、中跨度网架，必须抽取拉杆焊缝的20%数量进行检验。
7.3 探头扫查速度不大于150mm/s。相邻的两次检查之间至少有探头晶处宽度10%的重叠。
7.4 以搜索缺陷为目标的手工探头扫查，其探头行走方式应呈“W”形，并有10°～15°的摆动。为确定缺陷的位置、方向、形状，观察缺陷的动态波形，区别回波讯号的需要，应增加前后、左右、转角、环绕等各种扫查方式。

图1 距离–波幅曲线图
7.5 焊缝探伤应首先进行初始检验，初始检验采用的探伤灵敏度不低于评定线。在检验中应根据波幅超过评定线的各个回波的特征判断焊缝中有无缺陷以及缺陷性质。危害性大的非体积性缺陷，如裂纹、未熔合；危害性小的体积性缺陷，如气孔、夹渣等。
7.6 在初始检验中判断有缺陷的部位，应在焊缝表面作标记，并进一步做规定检验，测出缺陷的实际位置和当量，并对除根部未焊透外回波幅度在评定线以上危害性大的非体积性缺陷以及包括根部未焊透、回波幅度在定量线以上危害性小的缺陷，测定指示长度。
7.7 测定缺陷指示长度。当缺陷回波只有一个波高点时，采用6dB测长法：当缺陷回波有多个波高点时，采用端点波高法。
7.8 根部未焊透缺陷除按7.5和7.6的规定测出批示长度外，还应当测定缺陷回波幅度与RBJ–1试块上人工槽回波幅度(UF)之间的dB差值，记作UF±dB。
7.9 在检验中，遇到不能准确判断的回波时，应辅以其他检验，再作出综合判断。
7.10 当检验R1不大于0.25的空心球焊缝时，若用平面试块探伤、应充分注意到空心球曲率对缺陷定位的影响，必要时应进行定位修正。
7.11 检验中的探伤仪校验
7.11.1 至少每隔4h及检验结束后校验一次。检验项目为时基线、探伤灵敏度和DAC曲线。
7.11.2 在校验时基线和DAC曲线时，校验点不应少于两个。
7.11.3 校验时基线。若校验后回波位置超过规定位置的10%或水平方向满刻度的5%，则时基线应重新标定，并对上一次标定后测出的缺陷位置和当量重新测量。
7.11.4 校验探伤灵敏度。若校验点上的波幅比DAC曲线降低或增加了20%，即2dB以上，则探伤灵敏度应重新标定。必要时还应重新绘制DAC曲线，并对上一次标定后测出的缺陷当量重新测量。
8 缺陷评定
8.1 最大回波幅度在DAC曲线II区的缺陷，其指示长度小于10mm时，按5mm计。
8.2 在任意测定的8mm深度范围内，相邻两个缺陷间距小于8mm时，两个缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度；间距大于8mm时，分别计算。
8.3 下述缺陷可以忽略不计；
8.3.1 回波幅度低于评定线的各种缺陷；
8.3.2 回波幅度在I区、危害性小的体积性缺陷；
8.3.3 回波幅度在I区的根部未焊透。
9 质量分类与分级
9.1 焊缝的质量等级根据探伤结果评定。在评定中把缺陷分为根部未焊透除外的缺陷和根部未焊透两大类，每类有4个质量等级。设计图纸应按GB50205规定，注明合格级别。在高温和腐蚀性气体作业环境以及动力疲劳荷载工况下，II级合格，一般情况，III级合格。
9.2 对于空心球焊缝，若按GB11345规定的方法检验时，验收标准仍按照本分类等级。
9.3 最大回波幅度应于I、II、III区根部未焊透除外的体积性缺陷，根据缺陷指示长度按表6的规定予以评级，其中d为壁厚。

表6 根部未焊透除外的质量分级
等级
I
II
III
IV
允许
存在
的缺
陷程
度
1. 回波幅度低于评定线
2. 位于DAC曲线I区危害性小的体积性缺陷
3. 回波幅度在DAC曲线II区内，指示长度2/3d，最小为10mm的危害性小的缺陷
回波幅度在DAC曲线II区，指示长度≤3/4d，最小为15mm的危害性小的缺陷
回波幅度在DAC曲线II区内，指示长度≤d，最小为20mm的危害性小的缺陷
1. 指示长度超过III级规定的缺陷
2. 回波幅度在DAC曲线III区的缺陷
3. 回波幅度在评定线以上，危害性大的缺陷

9.4 根部未焊透不超过表6规定条件下，当量大回波幅度不小于RBJ–1对比试块人工反射槽的回波幅度时，以缺陷回波幅度评定；当量大回波幅度小于上述对比试块人工反射槽的回波幅度时，以缺陷指示长度评定，见表7，超过表7III级规定时，评为IV级。

表7 根部未焊透的质量分级
等级
I
II
III
IV
允许
存在
的缺
陷程
度
1. 回波幅度在DAC曲线I区的根部未焊透
2. 回波幅度在DAC曲线II区内，且低于UF，指示长度符合表6之I级规定
3. 未发现有未焊透缺陷
回波幅度在DAC曲线II区内，且低于UF、指示长度符合表6之II级规定其总和≤10%焊缝周长
1. 壁厚d＜8mm，回波幅度在DAC曲线II区，且低于UF、指示长度符合表6之III级规定，其总和≤15%焊缝周长
2. 壁厚d≥8mm，回波幅度在DAC曲线II区，且低于UF，指示长度符合表6 III级规定，其总和≤20%焊缝周长
1. 回波幅度大于等于UF、或在DAC曲线III区；
2. 指示长度超过表6 III级规定
3. 指示长度总和超过III级规定

10 焊缝返修检验
10.1 不合格担风险的焊缝应予返修。检验部位为返修区和受返修影响的区域。
10.2 检验条件及检验方法应与返修前的检验相同，并按第9章评定。
11 记录与报告
11.1 检验记录主要内容：工程名称、工件编号、探测对象、焊缝编号、材料表面状况、探头角度、频率、晶片尺寸、反射体、试块、耦合剂、所发现的超标缺陷、可记录缺陷、评定等级，检验人员及日期等。
11.2 缺陷在焊缝长度方向的位置按面向球体顺时针方向记录；回波幅度位于II区，指示长度小于表6规定的缺陷也应记录。
11.3 检验报告主要内容：工程名称、工件编号、材料、壁厚、焊接方法、焊缝种类、编号、探伤面、检测比例、探伤方法、扫描比例、验收标准、仪器型号、试块、耦合剂、探伤部位示意图、缺陷情况、返修情况、探伤结论、日期、检验人员及审核人员签字等。
11.4 检验记录和报告，作为JGJ7网架验收文件，至少保存7年。
11.5 检验报告和记录的推荐格式见附录D(参考件)。

附录A CSK–IC型钢网架试块的形状和尺寸(补充件)

图A1

A面为尺寸基准在、尺寸偏关±0.1，各边垂直度不大于0.1，粗糙度全部6.4mm：试块全套共3块，扫查面曲率半径R分别为27mm、40mm、60mm；B面上下两端均刻得折射角尺寸值见表A1：

表A1
折射角值
56°
60°
64°
68°
69°
70°
71°
72°
73°
K值
1.483
1.732
2.050
2.475
2.505
2.747
2.904
3.073
3.271
尺寸值mm
106.64
101.03
33.57
34.31
61.69
78.18
74.66
70.75
56.41

附录B RBJ–1型对比试块形状和尺寸(补充件)

RBJ–1型对比试块用于根部未焊透定量比较

图B1 mm
D
f140
f89
f60
H
0.1d±0.05

附录C 探伤仪灵敏度余量的测试(补充件)

C1 将探伤仪的发射强度调节置于“强”，非标准化增益调节置于最大，抑制调节置于“关”或者最小。
C2 接上斜探头后在CSK–IC型试块上探测最大声程上的f3横孔，直至得到f3横孔的最大回波，并用衰减器或标准化增益器，把回波幅度调至屏高的100%。
C3 读出此时衰减器或标准化增益器上的dB值指示。用下式求出灵敏度余量G：
G=dB值－|评定线灵敏度数值| (使用衰减器时)
或G=总增益量－dB值－|评定线灵敏度数值| (使用标准化增益器时)
C4 G值不应小于10dB

附录D 焊接球节点钢网架超声波探伤报告和记录(参考件)

钢网架超声波探伤报告

委托单位： 编号：
工程名称

材料

壁厚

工程编号

探伤面

检验范围

探伤面状态

焊接方式

试块

检验标准

探作时机

焊缝数量

仪器

合格级别

探伤方式

扫描调节

耦合剂

表面补偿

探伤部位示意图 DAC曲线

擦伤结果及返修情况
焊缝编号
规格
显示情况(NI RI UI)
一次返修
二次返修
结论

检验： 审核： 单位印章 年 月 日
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球节点焊缝超声波探伤记录

工程名称 年 月 日
工程编号

深测
对象
空心球
杆 件
检验次序
首次检验
○
一次
检验
○
二次
检验
○
探测条件：
探头
反射体
基准波高满幅%
反射体波幅dB
表面补偿dB
探伤灵敏度dB
探测深度mm
序号
角度
(b，k)
频率
MHz
尺寸
mm
形状
F，f，b
深度
mm
试块

焊缝编号
探头
序号
规格
mm
缺陷
编号
缺陷
位置
深度
mm
指示长度
mm
波幅dB
评定等级
结论
返修
合格

检验记录人员： 共 页 第 页

附加说明：
本标准由建设部标准定额研究所提出。
本标准由建设部建筑结构构件标准技术归口单位中国建筑标准设计研究所归口。
本标准由东南大学、电力工业部苏州热工研究所、山西省机电设计研究院、天津市空间网架工程公司、天津市天宇空间网架工程公司、苏州市建筑构配件工程公司、北京市机械施工公司、汾阳建筑金属*构工业公司、广东省钢构工程公司负责起草。
本标准主要起草人：肖炽、周在杞、胡敬才、刘宝盈、王久明、钱季城、苏福*
本标准委托电力部苏州热工研究所负责解释。