CN101852771B - 钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法 - Google Patents

钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，涉及超声波探伤技术，其利用常规的超声波探伤方法或超声波衍射时差技术探测贴角焊缝的内部缺陷，对缺陷进行定位、定量，并编制计算机模拟软件以帮助探伤人员分析判断真假缺陷及对缺陷进行准确定位，进而对探测结果分级。本发明方法，检测周期短、检测不受几何及现场条件的影响，能够为设计提供参考，减少安全事故的发生。

Description

钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法
技术领域
本发明涉及超声波探伤技术领域，确切地说是一种钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法。
背景技术
钢结构发展迅速，并广泛应用在建筑、公路、铁路、桥梁和石油化工等方面，为了保证结构的安全性能，焊接质量相当关键，贴角焊缝的质量也异常重要。但目前大多情况下仅对贴角焊缝的外观质量进行检查，而对其内部质量则采用射线检测方法，但射线检测工作周期较长，给工程进度带来很多不便，且因几何及现场条件的限制，使得射线检测无法实现。但超声波检测周期短、检测不受几何及现场条件的影响，目前尚未用到贴角焊缝的探伤工艺中。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，利用超声波检测钢结构贴角焊缝，利用钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法来探测贴角焊缝的内部缺陷，对缺陷在焊缝中的深度、水平位置进行定位、并对缺陷进行测长和缺陷的级别进行定量，并对检测结果进行分级。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，利用常规的超声波探伤方法或超声波衍射时差技术探测贴角焊缝的内部缺陷；其对缺陷进行定位、定量，并编制计算机模拟软件以帮助探伤人员分析判断真假缺陷及对缺陷进行准确定位，进而对探测结果分级；
计算机模拟软件是以VC++语言编制，编制程序如下：
a)开始；
b)输入参数：T1、T2、S、hf1、hf2、X1、X2、β；
c)进行一次波探伤；
d)一次波探伤确认为真缺陷，将数据传入计算模块1处理；
e)一次波探伤确认为假缺陷，再进行二次波探伤；
f)二次波探伤确认为真缺陷后，将数据传入计算模块2处理；
g)在d)、f)步中，经计算模块1、计算模块2处理后，得到D、Z值，对缺陷进行准确定位、定量；
h)将D、Z值保存到硬盘，结束；
其中，
X1(mm)：探头入射点至T2板的距离；
X2(mm)：探头入射点至T1板的距离；
β(°)：探头折射角；
T1(mm)：翼缘板的厚度；
T2(mm)：腹板厚度；
S(mm)：声程距离；
hf1(mm)：翼缘板侧焊脚尺寸；
hf2(mm)：腹板侧焊脚尺寸；
D、Z(mm)：缺陷距翼缘板或腹板的距离。
所述的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，其所述编制计算机模拟软件，使用的标准试块为CSK-IB试块；使用的对比试块的制作技术符合JB/T10063的规定。
所述的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，其所述计算机模拟软件设有两个计算模块：计算模块1和计算模块2，两计算模块的处理程序为：
计算模块1
a)是否从翼缘板侧探伤？若是，使用计算公式Smin＝T1/COSβ，Smax＝(T1+hf2)/COSβ计算；
b)判断a)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
c)不在，结束；
d)在，计算缺陷距翼缘板的距离：D1＝S×COSβ-T1，计算缺陷距腹板的距离：Z1＝X1-S×Sinβ；
e)将d)步的结果输入硬盘储存，结束；
或
f)是否从翼缘板侧探伤？若不是，改从腹板侧探伤，使用计算公式Smin＝T2/COSβ，Smax＝(T2+hf1)/COSβ计算；
g)判断f)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
h)不在，结束；
i)在，计算缺陷距腹板的距离：D2＝S×COSβ-T2，计算缺陷距翼缘板的距离：Z2＝X2-S×Sinβ；
q)将i)步的结果输入硬盘储存，结束；
计算模块2
a)是否从翼缘板侧探伤？若是，使用计算公式Smin＝2T1/COSβ，Smax＝(2T1+hf2)/COSβ计算；
b)判断a)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
c)不在，结束；
d)在，计算缺陷距翼缘板的距离：D1＝S×COSβ-2T1，计算缺陷距腹板的距离：Z1＝X1-S×Sinβ；
e)将d)步的结果输入硬盘储存，结束；
或
f)是否从翼缘板侧探伤？若不是，改从腹板侧探伤，使用计算公式Smin＝2T2/COSβ，Smax＝(2T2+hf1)/COSβ计算；
g)判断f)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
h)不在，结束；
i)在，计算缺陷距腹板的距离：D2＝S×COSβ-2T2，计算缺陷距翼缘板的距离：Z2＝X2-S×Sinβ；
q)将i)步的结果输入硬盘储存，结束；
其中，D1为从翼缘板侧探伤时缺陷距焊缝所在翼缘板侧表面的距离；D2为从腹板侧探伤时缺陷距焊缝所在腹板侧表面的距离；Z1为从翼缘板侧探伤时缺陷距焊缝所在腹板侧表面的距离；Z2为从腹板侧探伤时缺陷距焊缝所在翼缘板侧表面的距离。
所述的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，其所述对探测结果分级，是指贴角焊缝的质量验收级别依据GB/T 11345相关标准的质量验收级别和试验数据进行，探测结果分级为I、II、III、IV四个等级，每个等级再根据不同的检验等级(A、B、C级)确定该等级允许的缺陷长度。
本发明方法，检测周期短、检测不受几何及现场条件的影响，能够为保证建筑钢结构的安全评估提供有利的参考依据，减少安全事故的发生，并为设计提供参考，以减小保守设计。
附图说明
图1为本发明的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法所用计算机模拟软件示意图；
图2为本发明的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法所用计算模块1的程序方块图；
图3为本发明的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法所用计算模块2的程序方块图；
图4为本发明的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法所用设备连接示意图。
具体实施方式
本发明的一种钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，利用常规的超声波探伤方法或超声波衍射时差技术(TOFD)探测贴角焊缝的内部缺陷，对缺陷进行定位、定量，并编制计算机模拟软件以帮助探伤人员分析判断真假缺陷及对缺陷进行准确定位，进而对探测结果分级。
如图1所示，计算机模拟软件是以VC++语言编制，编制程序如下：
a)开始；
b)输入参数：T1、T2、S、hf1、hf2、X1、X2、β；
c)进行一次波探伤；
d)一次波探伤确认为真缺陷，将数据传入计算模块1处理；
e)一次波探伤确认为假缺陷，再进行二次波探伤；
f)二次波探伤确认为真缺陷后，将数据传入计算模块2处理；
g)在d)、f)步中，经计算模块1、计算模块2处理后，得到D、Z值，对缺陷进行准确定位、定量；_
h)将D、Z值保存到硬盘，结束。
其中，
X1(mm)：探头入射点至腹板的距离；
X2(mm)：探头入射点至翼缘板的距离；
β(°)：探头折射角；
T1(mm)：翼缘板的厚度；
T2(mm)：腹板厚度；
S(mm)：声程距离；
hf1(mm)：翼缘板侧焊脚尺寸；
hf2(mm)：腹板侧焊脚尺寸；
D、Z(mm)：缺陷距翼缘板或腹板的距离。
图4所示，按公知的方法，将带有探头1的超声波探伤仪2与操控计算机3相连。钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法使用的计算机3内，拷有计算机模拟软件，并设有计算模块1，计算模块2。
其中，计算机3内的标准试块为CSK-IB试块，对比试块的制作技术符合JB/T10063的规定。
如图2、3所示，计算机3内的计算模块1，计算模块2的处理程序为：
计算模块1
a)是否从翼缘板侧探伤？若是，使用计算公式Smin＝T1/COSβ，Smax＝(T1+hf2)/COSβ计算；
b)判断a)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
c)不在，结束；
d)在，计算缺陷距翼缘板的距离：D1＝S×COSβ-T1，计算缺陷距腹板的距离：Z1＝X1-S×Sinβ；
e)将d)步的结果输入硬盘储存，结束；
或
f)是否从翼缘板侧探伤？若不是，改从腹板侧探伤，使用计算公式Smin＝T2/COSβ，Smax＝(T2+hf1)/COSβ计算；
g)判断f)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
h)不在，结束；
i)在，计算缺陷距腹板的距离：D2＝S×COSβ-T2，计算缺陷距翼缘板的距离：Z2＝X2-S×Sinβ；
q)将i)步的结果输入硬盘储存，结束。
计算模块2
a)是否从翼缘板侧探伤？若是，使用计算公式Smin＝2T1/COSβ，Smax＝(2T1+hf2)/COSβ计算；
b)判断a)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
c)不在，结束；
d)在，计算缺陷距翼缘板的距离：D1＝S×COSβ-2T1，计算缺陷距腹板的距离：Z1＝X1-S×Sinβ；
e)将d)步的结果输入硬盘储存，结束；
或
f)是否从翼缘板侧探伤？若不是，改从腹板侧探伤，使用计算公式Smin＝2T2/COSβ，Smax＝(2T2+hf1)/COSβ计算；
g)判断f)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
h)不在，结束；
i)在，计算缺陷距翼缘板的距离：D2＝S×COSβ-2T2，计算缺陷距腹板的距离：Z2＝X2-S×Sinβ；
q)将i)步的结果输入硬盘储存，结束。
其中，D1为从翼缘板侧探伤时缺陷距焊缝所在翼缘板侧表面的距离；D2为从腹板侧探伤时缺陷距焊缝所在腹板侧表面的距离；Z1为从翼缘板侧探伤时缺陷距焊缝所在腹板侧表面的距离；Z2为从腹板侧探伤时缺陷距焊缝所在翼缘板侧表面的距离。
本发明的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法的执行标准，主要包括：适用范围a、引用标准b、术语c、检验人员要求d、探伤仪e、探头及系统性能f、试块g、检验等级h、检验准备i、检测与扫查q、仪器的调整和校验j、缺陷评定k、检验结果的等级分类l、m记录与报告m等项内容，能够为保证建筑钢结构的安全评估提供有利的参考依据，减少安全事故的发生，并为设计提供参考，以减小保守设计。
其中，贴角焊缝的质量验收级别依据GB/T 11345等相关标准的质量验收级别和试验数据而编制。例如：用CTS-2000型仪器，2.5Z10×10 45°探头探测一个焊角尺寸为10mm的贴角焊缝。若在仪器上显示一个缺陷波，将其相关参数输入程序中，就可以对其进行定位，然后按照标准中的缺陷定量方法进行定量(波幅区域、长度)，根据标准中的缺陷等级评定表对缺陷进行评定，判断该缺陷是否合格。若不合格，应进行返修处理。

Claims (3)

1.一种钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，利用常规的超声波探伤方法或超声波衍射时差技术探测贴角焊缝的内部缺陷；其特征在于，对缺陷进行定位、定量，并编制计算机模拟软件以帮助探伤人员分析判断真假缺陷及对缺陷进行准确定位，进而对探测结果分级；
计算机模拟软件是以VC++语言编制，编制程序如下：
a)开始；
b)输入参数：T1、T2、S、hf1、hf2、X1、X2、β；
c)进行一次波探伤；
d)一次波探伤确认为真缺陷，将数据传入计算模块1处理；
e)一次波探伤确认为假缺陷，再进行二次波探伤；
f)二次波探伤确认为真缺陷后，将数据传入计算模块2处理；
g)在d)、f)步中，经计算模块1、计算模块2处理后，得到D、Z值，对缺陷进行准确定位、定量；
h)将D、Z值保存到硬盘，结束；
其中，
X1(mm)：探头入射点至腹板的距离；
X2(mm)：探头入射点至翼缘板的距离；
β(°)：探头折射角；
T1(mm)：翼缘板的厚度；
T2(mm)：腹板厚度；
S(mm)：声程距离；
hf1(mm)：翼缘板侧焊脚尺寸；
hf2(mm)：腹板侧焊脚尺寸；
D、Z(mm)：缺陷距翼缘板或腹板的距离。
2.如权利要求1所述的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，其特征在于，所述编制计算机模拟软件，使用的标准试块为CSK-IB试块；使用的对比试块的制作技术符合JB/T10063的规定。
3.如权利要求1所述的钢结构贴角焊缝手工超声波探伤方法，其特征在于，所述计算机模拟软件设有两个计算模块：计算模块1和计算模块2，两计算模块的处理程序为：
计算模块1
a)是否从翼缘板侧探伤？若是，使用计算公式Smin＝T1/COS β，Smax＝(T1+hf2)/COS β计算；
b)判断a)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
c)不在，结束；
d)在，计算缺陷距翼缘板的距离：D1＝S×COS β-T1，计算缺陷距腹板的距离：Z1＝X1-S×Sin β；
e)将d)步的结果输入硬盘储存，结束；
或
f)是否从翼缘板侧探伤？若不是，改从腹板侧探伤，使用计算公式Smin＝T2/COS β，Smax＝(T2+hf1)/COS β计算；
g)判断f)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
h)不在，结束；
i)在，计算缺陷距腹板的距离：D2＝S×COS β-T2，计算缺陷距翼缘板的距离：Z2＝X2-S×Sin β；
q)将i)步的结果输入硬盘储存，结束；
计算模块2
a)是否从翼缘板侧探伤？若是，使用计算公式Smin＝2T1/COS β，Smax＝(2T1+hf2)/COS β计算；
b)判断a)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
c)不在，结束；
d)在，计算缺陷距翼缘板的距离：D1＝S×COS β-2T1，计算缺陷距腹板的距离：Z1＝X1-S×Sin β；
e)将d)步的结果输入硬盘储存，结束；
或
f)是否从翼缘板侧探伤？若不是，改从腹板侧探伤，使用计算公式Smin＝2T2/COS β，Smax＝(2T2+hf1)/COS β计算；
g)判断f)步的计算结果S是否在Smin≤S≤Smax范围内；
h)不在，结束；
i)在，计算缺陷距腹板的距离：D2＝S×COS β～2T2，计算缺陷距翼缘板的距离：Z2＝X2-S×Sin β；
q)将i)步的结果输入硬盘储存，结束；
其中，D1为从翼缘板侧探伤时缺陷距焊缝所在翼缘板侧表面的距离；D2为从腹板侧探伤时缺陷距焊缝所在腹板侧表面的距离；Z1为从翼缘板侧探伤时缺陷距焊缝所在腹板侧表面的距离；Z2为从腹板侧探伤时缺陷距焊缝所在翼缘板侧表面的距离。
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