对焊接结构的无损检测方法的探讨|焊接无损检测

时间：2019-04-17 03:34:33　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】焊接结构在各行各业中有广泛的应用，焊接结构的无损检测也成为重要工作。无损检测有很多方法，要根据具体不同情况对焊接结构采取不同的无损检测方法。本文对各类无损检测方法在焊接裂纹检测中的应用进行了简单探讨。
　　【关键词】无损检测，焊接结构，磁粉检测
　　【 abstract 】 welding structure in all walks of life is widely used, welding structure of the nondestructive testing also become important work. Nondestructive testing have a lot of methods, according to the specific situation of different welding structure take different nondestructive testing method. In this paper, the all kinds of nondestructive testing methods in the application of welding crack detection are also discussed.
　　【 key words 】 nondestructive testing, welding structure, and magnetic particle testing
　　
　　
　　中图分类号：P755.1 文献标识码：A文章编号：
　　
　　一、引言
　　近年来，随着我国经济的快速增长与焊接技术的不断进步以及焊接结构形式的不断优化，焊接结构在各行业得到广泛应用。焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。焊接结构是采用焊接方法加工而成的工程结构，通常由型钢和钢板等制成的简体、梁、柱、桁架等结构组成，广泛应用于锅炉、容器、管道、机械、桥梁、船舶等制造行业。
　　二、各类无损检测方法在焊接裂纹检测中的应用
　　（一）磁粉检测应用于焊接裂纹检测
　　磁粉检测是基于缺陷处漏磁场与磁粉的相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。当被检材料或零件被磁化时，表面或近表面缺陷处由于磁的不连续而产生漏磁场，漏磁场的存在即缺陷的存在．可以借助漏磁场处聚集和保持施加于工件表面的磁粉形成的显示而被检测出。显示可以指示出缺陷的位置、尺寸、形状和程度。
　　用焊接方法加工的结构易产生较大的焊接变形和焊接残余应力．从而影响结构的承载能力、加工精度和尺寸稳定性。在焊接接头中存在着一定梳理的缺陷，如裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等，这些缺陷的存在会降低焊件强度，引起应力集中，造成焊接结构破坏。同时，焊缝成分及金相组织与母材不同，接头部位经历热循环不同，使接头不同区域的性能不同。以上三部分均会影响焊接结构的完整性及安全性，采用适当的无损检测方法对焊接结构进行检测有利于保证焊接结构安全性及可靠性。
　　磁粉检测具有操作简便、迅速且灵敏度高等优点,主要用于检测铁磁性材料和工件表面或近表面裂纹,对材料内部缺陷的检出率随埋藏深度的增加而迅速下降。
　　当焊件进行磁粉检测时,对于焊接性能差的钢种或是特厚钢板应每焊一层进行一次检验,以保证及时发现焊接过程中产生的裂纹。检测区域为焊缝区及热影响区。检测前要清理焊缝的表面污垢、焊接飞溅和氧化皮等。使用干粉或与清洗液不同的磁悬液时,必须等焊缝干燥后才可检验。应在焊缝两个相互垂直的方向分别磁化一次,一般采用连续法磁化。
　　磁粉检测最大的局限是只能用于铁磁性焊件,且检测后要退磁和清洗。
　　（二）渗透检测应用于焊接裂纹检测
　　渗透检测方法是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷的无损检测方法。将液体渗透液借助毛细管作用渗入工件的表面开口缺陷中，用去除剂清除掉表面多余的渗透液，将显现剂喷涂在被检表面，经毛细管作用，缺陷中的渗透液被吸附出来并在表面显示。
　　渗透检测用于检测焊接件的表面开口裂纹、奥氏体钢和有色金属,具有检测速度快、操作简便、缺陷显示直观且检测灵敏度较高等特点。
　　渗透检测前应用清洗剂清洗焊件表面或缺陷内部的污物并吹干水分,涂渗透剂时一般采用刷涂法,局部检测采用刷涂法或喷罐法。渗透剂渗入时间一般为1h或1 h以上,JB4730标准规定,焊缝检测推荐的渗透时间一般不得少于10 min,当温度降为3-15°时,应根据温度适当增加渗透时间;当温度超过50°或低于10°时,渗透时间应根据所用渗透剂型号、检测灵敏度要求以及渗透剂厂家的推荐时间试验决定。JB4730标准规定,焊缝检测推荐的显像时间一般不得少于7 min。对焊接冷、热裂纹和火口裂纹的迹痕显示特征定义为略带曲折的波浪状或锯齿状的细纹,只限细条纹、星状或锯齿状条纹。
　　渗透检测的主要不足之处是渗透检测方法只能够检测表面开口型裂纹缺陷，同时焊接过后表面的粗糙度和孔隙会产生附加背景，影响检测结果，因此适用于在表面粗糙度较低的表面进行检测，其检测灵敏度非常高，可检出小至1 m的裂纹。
　　（三）涡流检测应用于焊接裂纹检测
　　涡流检测是基于电磁感应原理揭示导电材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。当载有交变电缆的检测线圈接近被检件时．材料表面和近表面会感应出涡流，其大小、相位和流到轨迹与被检件的电磁特性和缺陷有密切关系。
　　涡流检测可在不去除表面涂层的情况下探测金属材料的表面及近表面裂纹。目前,焊缝的涡流检测主要采用多频涡流或脉冲涡流检测方法,已成功应用于海洋采油平台钢结构焊缝疲劳裂纹和油气输送管道内外壁腐蚀与裂纹的检测。
　　常规绝对式涡流探头用于检测导体裂纹时,其信号大小与裂纹深度密切相关,可用来估算裂纹深度。但当探头不垂直于被检工件或左右摇摆不定时,就会产生干扰信号,导致检测的稳定性及准确性大大降低。此外,绝对式探头对铁磁性材料的磁导率极其敏感,焊缝表面高低不平和热影响区变化以及锈蚀的表面都会造成严重的干扰信号。为此,人们研究出基于复平面分析的金属材料焊缝涡流检测技术,可在防腐层表面使用特殊的点式探头对焊缝进行快速扫描检测,提离效应及探头晃动对检测结果的影响很小。
　　（四）超声波检测应用于焊接裂纹检测
　　超声波方法既可以检测焊缝表面裂纹也可以检测内部裂纹。对表面裂纹的检测灵敏度比渗透检测要低,对内部裂纹的检测灵敏度比射线检测高。超声波检测时,通过缺陷处的反射声波显示有无裂纹。裂纹的深度可用超声衍射时差法( TOFD)进行测量,通过测量缺陷上下端点衍射波的时间差计算缺陷的高度。焊缝表面余高的形状、高度和宽度、焊接接头的错口、对接焊缝板材厚度以及焊接接头外接结构等都会影响超声波检测的有效应用。
　　超声波检测的适应性强、对人体无害、适合于户内外环境作业。但因为超声波在材料中传播时受金属组织体积(特别是晶粒大小)的影响很大,不适用于检测焊缝存在各向异性、组织粗大的奥氏体不锈钢焊接件。
　　（五）射线检测
　　除利用超声波检测外，对于内部缺陷的检测还可利用射线检测的方法。
　　射线照相检测主要适用于检测焊接结构内部出现的裂纹、气孔、疏松、夹渣、夹杂、未熔合、未焊透等多种缺陷，结果直观、检测对象不受材料、形状、外观尺寸限制．但其成像结果为二维图像，前后缺陷重叠．同时被检裂纹取向与射线夹角有严格规定，不宜超过l0°，同时由于射线对操作人员身体有害，必须采取妥善的防护措施。

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