姜 煒

(上海市市政公路工程檢測(cè)有限公司，上海 201108)

鋼結(jié)構(gòu)因具有傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)所不具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)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(chǎng)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(qiáng)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(cè)方法來檢驗(yàn)[1]，例如超聲檢測(cè)與射線檢測(cè)可檢測(cè)焊縫的內(nèi)部缺陷，磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和目視檢測(cè)用來檢測(cè)焊縫表面及近表面缺陷，文章主要敘述目視檢測(cè)在鋼結(jié)構(gòu)焊質(zhì)量接檢驗(yàn)應(yīng)用中的重要性。

1 目視檢測(cè)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。

1.1 鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

國家建設(shè)部為了適應(yīng)國內(nèi)的建筑發(fā)展需要出臺(tái)了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的焊接和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，例如GB 50661-2011 《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》 和GB 50205-2001 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》,以及一系列與之相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)GB 50661-2011及GB 50205-2001都有參考AWS(美國焊接協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，相應(yīng)地采納了一些技術(shù)要求。例如GB 50661-2011標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)焊縫的受力狀態(tài)，把構(gòu)件分為動(dòng)載和靜載；又根據(jù)受力大小，把構(gòu)件分為低級(jí)、中級(jí)、重級(jí)工作制。這些都與AWS焊縫等級(jí)相呼應(yīng)。

在GB 50661-2011標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)靜載焊縫的外觀質(zhì)量檢測(cè)的技術(shù)要求列在表8.2.1，把焊接余高和錯(cuò)邊驗(yàn)收的技術(shù)要求列在表8.2.2；而把受動(dòng)載焊縫的外觀質(zhì)量檢測(cè)的技術(shù)要求列在表8.3.1，把焊縫外觀尺寸驗(yàn)收的技術(shù)要求列在表8.3.2。

在GB 50205-2001焊接質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中，也分別在不同的章節(jié)里對(duì)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(cuò)位、咬邊等都做了明細(xì)的技術(shù)規(guī)定。

在GB 50205-2001標(biāo)準(zhǔn)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(jí)、二級(jí)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(jí)焊縫不得有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。顯然,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)對(duì)象做了明確規(guī)定，并且在標(biāo)準(zhǔn)的附錄A中對(duì)各等級(jí)焊縫的外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)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。

注意,在從事鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)工作的機(jī)構(gòu)的入門規(guī)定中，沒有對(duì)目視檢測(cè)提出資質(zhì)要求。由于對(duì)這一項(xiàng)沒有做強(qiáng)行規(guī)定，目前鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中不重視目視檢測(cè)或錯(cuò)誤地理解目視檢測(cè)，這對(duì)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。

1.2 目視檢測(cè)的地位

在對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，目視檢測(cè)往往被檢測(cè)人員忽略，可能是因?yàn)樽詈篁?yàn)收時(shí)，沒有提交目視檢測(cè)報(bào)告的要求。更有一些人認(rèn)為超聲檢測(cè)前已對(duì)表面進(jìn)行了檢查，其實(shí)這是錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。超聲檢測(cè)前的表面檢查，只涉及到表面是否存在影響超聲探頭移動(dòng)的障礙物，不涉及一些焊接缺陷和尺寸的要求。GB 50661-2011和GB 50205-2001對(duì)目視檢測(cè)的相關(guān)規(guī)定為，首先用目視或放大鏡進(jìn)行觀察，當(dāng)懷疑有裂紋狀缺陷時(shí)，再采用磁粉檢測(cè)或滲透檢測(cè)做表面檢測(cè)，來幫助確認(rèn)表面缺陷。而國內(nèi)幾乎所有的鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測(cè)都沒有專門要求做目視檢測(cè)，也不要求出具目視檢測(cè)報(bào)告。近年來，隨著與外商的業(yè)務(wù)往來，發(fā)現(xiàn)在對(duì)目視檢測(cè)上的認(rèn)識(shí)上，國內(nèi)外同行的重視程度還是有差異的。

2 目視檢測(cè)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(cè)進(jìn)行監(jiān)控和分析。

2.1 國際上的正確做法

國際上的正確做法就是要求在進(jìn)行超聲檢測(cè)或射線檢測(cè)前，進(jìn)行外觀目視檢測(cè)，只有當(dāng)檢測(cè)全部合格后，再進(jìn)行超聲檢測(cè)或射線檢測(cè)。

焊接人員和檢測(cè)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(cè)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(cè)人員對(duì)焊工資質(zhì)核對(duì)、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(cè)焊接保護(hù)氣體的流量、焊接電流大小、層間溫度測(cè)試等，每一層焊接完成后都要仔細(xì)檢查焊渣是否清除干凈才能進(jìn)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(jìn)行其他無損檢測(cè)。

在整個(gè)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(cè)人員的目視監(jiān)控下完成的，對(duì)于該類重大的工程建設(shè)，目視檢測(cè)對(duì)于每一個(gè)環(huán)節(jié)的重要性更是不言而喻。

2.2 目視檢測(cè)宏觀缺陷的意義

根據(jù)研究證明[2]，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(jī)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(cè)方法進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)的重點(diǎn)部位。

一些焊接表面上看似不起眼的小問題，例如焊接錯(cuò)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(cuò)位將引起焊接工件的實(shí)際連接厚度減薄，造成焊接強(qiáng)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(dāng)于在焊縫邊緣存在一個(gè)裂紋開口，久而久之會(huì)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(dòng)，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(huì)造成層間未熔合或坡口未熔合等缺陷。

在進(jìn)行焊接質(zhì)量工藝評(píng)定時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到這樣的情況，對(duì)試板做超聲和射線檢測(cè)都未發(fā)現(xiàn)缺陷，但強(qiáng)度試驗(yàn)卻失敗了，這可能與沒有嚴(yán)格按照焊接工藝進(jìn)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(qiáng)度減弱。

鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，焊前的目視監(jiān)測(cè)和過程跟蹤與焊后的無損檢測(cè)都非常重要，應(yīng)對(duì)每一個(gè)過程和環(huán)節(jié)都給予充分的重視。

3 目視檢測(cè)在鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用要求

3.1 重視目視檢測(cè)

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(jìn)行焊接，導(dǎo)致鋅進(jìn)入焊縫，降低了焊縫金屬的力學(xué)性能。檢測(cè)機(jī)構(gòu)與人員必須要重視目視檢測(cè)以及過程控制中的目視檢測(cè)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(zé)。

3.2 培養(yǎng)專業(yè)人員

近幾年，國內(nèi)已設(shè)立了目視檢測(cè)人員的培訓(xùn)取證項(xiàng)目。從目視檢測(cè)的自身要求來看，對(duì)檢測(cè)人員的知識(shí)面要求比較寬，對(duì)金屬材料、金屬加工、金屬特性、金屬焊接等方面的知識(shí)要求都比較高。

3.3 加強(qiáng)業(yè)務(wù)訓(xùn)練

一些檢測(cè)機(jī)構(gòu)雖購置了目視檢測(cè)的常用器具，如工具尺等，但對(duì)于大量用在外形、輪廓、圓弧、凹面、凸面、內(nèi)孔、外孔、間隙檢測(cè)等方面的工具都不太重視，檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)積極投入人力、物力，系統(tǒng)性地提升自己的檢測(cè)分析能力。

3.4 熟悉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

每一項(xiàng)無損檢測(cè)方法都要依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。目視檢測(cè)人員應(yīng)熟悉國內(nèi)外關(guān)于目視檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)，并了解各標(biāo)準(zhǔn)中的差異，這對(duì)于國內(nèi)外同行之間的交流與進(jìn)步有很好的促進(jìn)作用。

4 結(jié)語

目視檢測(cè)的重要性已經(jīng)在鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)的工作中顯現(xiàn)出來，希望國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)行業(yè)可以多組織行業(yè)技術(shù)交流活動(dòng)，為國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供目視檢測(cè)技術(shù)上的互相切磋、互相交流的機(jī)會(huì)，并呼吁同行重視目視檢測(cè)，促進(jìn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)達(dá)成共識(shí)，推動(dòng)國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測(cè)工作發(fā)展。