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一、焊接質(zhì)量的 “把關(guān)人”-- 無(wú)損檢測(cè)

 

在現(xiàn)代工業(yè)的廣闊領(lǐng)域中，焊接技術(shù)無(wú)疑是連接各個(gè)部件的“關(guān)鍵紐帶”。

 

它就像一位嚴(yán)謹(jǐn)而精準(zhǔn)的“把關(guān)人”，通過(guò)一系列高科技手段，能夠在不破壞焊件的情況下，深入探查焊縫內(nèi)部的細(xì)微缺陷，提前將潛在隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

 

接下來(lái)，讓我們共同深入了解焊縫無(wú)損檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定現(xiàn)狀。

 

二、焊縫無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)指標(biāo)有哪些？

 

1）檢測(cè)靈敏度

 

檢測(cè)靈敏度被譽(yù)為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的“火眼金睛”，它直接影響到能否敏銳地識(shí)別那些潛藏在焊縫深處、微小至極的缺陷。

 

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，檢測(cè)靈敏度是衡量檢測(cè)手段發(fā)現(xiàn)特定尺寸缺陷能力的指標(biāo)。

 

不同的無(wú)損檢測(cè)方法，其檢測(cè)靈敏度各有差異。根據(jù)目前的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)水平，表1展示了可檢出的宏觀缺陷與材料損傷情況。

 

（表1現(xiàn)代NDT技術(shù)可檢出的宏觀缺陷與材料損傷）

 

衡量檢測(cè)靈敏度的指標(biāo)是不同缺陷尺寸的檢出能力。

 

圖2-1至圖2-4展示了射線檢測(cè)、滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)和渦流檢測(cè)等方法對(duì)裂紋的檢出率。

 

這些數(shù)據(jù)是基于328個(gè)鋁合金疲勞裂紋試樣進(jìn)行測(cè)定的。

 

可以看出，除了射線檢測(cè)的檢出率較低外，其它檢測(cè)方法的裂紋檢出率均較高。

 

2）尺寸測(cè)量偏差

 

一旦在焊縫中發(fā)現(xiàn)缺陷，準(zhǔn)確測(cè)量其尺寸便成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。尺寸測(cè)量誤差的控制直接影響對(duì)缺陷嚴(yán)重程度的判斷以及后續(xù)維修和處理措施的制定?，F(xiàn)代衍射超聲波技術(shù)（TOFD）在這方面表現(xiàn)出色，能夠?qū)y(cè)量缺陷高度的誤差控制在1mm以內(nèi)，宛如一位精準(zhǔn)的“度量大師”。

 

此外，交流電位差（ACPD）和交流電磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)（ACFM）在測(cè)量表面裂紋深度時(shí)，也能達(dá)到令人驚嘆的±0.5mm精度。

 

值得一提的是，這些先進(jìn)技術(shù)無(wú)需事先使用試塊進(jìn)行校準(zhǔn)或與人造缺陷進(jìn)行對(duì)比，便能直接給出裂紋的絕對(duì)尺寸，大大提高了檢測(cè)的效率與準(zhǔn)確性，使缺陷無(wú)處遁形。

 

3）檢測(cè)速度

 

在當(dāng)今快節(jié)奏的工業(yè)生產(chǎn)中，檢測(cè)速度的快慢直接影響生產(chǎn)效率和成本效益。

 

檢測(cè)速度依賴(lài)于從焊縫中快速提取、識(shí)別和評(píng)估缺陷信號(hào)的能力。隨著科技的不斷進(jìn)步，一系列新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為檢測(cè)提速提供了強(qiáng)大動(dòng)力。

 

例如，漏磁法測(cè)腐蝕相比于傳統(tǒng)的逐點(diǎn)超聲測(cè)厚方式，猶如裝上了“渦輪增壓”，顯著提升了檢測(cè)速度。

 

這是因?yàn)槁┐欧ɡ么判栽?，能夠快速大面積掃描檢測(cè)區(qū)域，迅速捕捉到因腐蝕等缺陷引起的磁場(chǎng)變化。同樣，新開(kāi)發(fā)的渦流表面檢測(cè)技術(shù)也表現(xiàn)出色，憑借電磁感應(yīng)原理，快速識(shí)別表面缺陷。

 

此外，在使用現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)時(shí)，巧妙增加探頭數(shù)量和通道，就如同開(kāi)啟了“多線程”模式，能夠使檢測(cè)效率成倍增長(zhǎng)，滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)大規(guī)模、高效率生產(chǎn)的迫切需求。

 

4）檢測(cè)覆蓋率

 

檢測(cè)覆蓋率包括兩個(gè)關(guān)鍵方面：一是傳感器的可達(dá)區(qū)域，確保檢測(cè)設(shè)備能夠順利到達(dá)所有需要檢查的部位；二是覆蓋的全面性，保證對(duì)整個(gè)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行無(wú)死角的檢驗(yàn)。

 

在實(shí)際工程中，復(fù)雜的多層容器焊縫、采油平臺(tái)的節(jié)點(diǎn)焊縫以及容器接管的馬鞍形焊縫等，常因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而面臨掃查覆蓋的挑戰(zhàn)，容易產(chǎn)生檢測(cè)“死角”。

 

不同檢測(cè)方法也存在各自的“盲區(qū)”。超聲檢測(cè)在上下表面附近存在盲區(qū)，因聲波傳播和反射特性使得部分區(qū)域信號(hào)難以捕捉；而射線檢測(cè)可能因機(jī)頭無(wú)法對(duì)準(zhǔn)某些特殊位置，導(dǎo)致部分焊縫區(qū)域無(wú)法被全面覆蓋。

 

因此，根據(jù)焊件的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，精心選擇合適的檢測(cè)方法并合理規(guī)劃?rùn)z測(cè)路徑，是實(shí)現(xiàn)高覆蓋率檢測(cè)的關(guān)鍵。

 

5）檢測(cè)可靠性

 

檢測(cè)可靠性如同無(wú)損檢測(cè)的“定海神針”，由缺陷檢出率和誤判率兩大要素共同支撐。為了盡可能多地發(fā)現(xiàn)缺陷，檢測(cè)人員通常會(huì)提高檢測(cè)系統(tǒng)的靈敏度。

 

然而，靈敏度的提升是一把雙刃劍，雖然能夠捕捉更多缺陷信號(hào)，但也會(huì)引入系統(tǒng)噪聲，加上焊縫自身的組織結(jié)構(gòu)和幾何形狀變化，容易產(chǎn)生偽信號(hào)。

 

這些干擾因素如同“煙霧彈”，可能導(dǎo)致誤判，使原本合格的焊縫被錯(cuò)誤判定為有缺陷，從而引發(fā)不必要的判廢和返修，浪費(fèi)資源并延誤工期。

 

因此，在實(shí)際操作中，如何巧妙平衡靈敏度與誤判風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化信號(hào)處理算法，準(zhǔn)確區(qū)分真實(shí)缺陷與干擾信號(hào)，是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的重要課題，也是確保檢測(cè)結(jié)果真實(shí)可靠的關(guān)鍵所在。

 

三、焊縫無(wú)損檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定制現(xiàn)狀

 

立足國(guó)內(nèi)，我國(guó)構(gòu)建起了一套完備且極具針對(duì)性的焊縫無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系。

 

在鍋爐壓力容器、鋼結(jié)構(gòu)、管道等諸多行業(yè)，常用標(biāo)準(zhǔn)猶如堅(jiān)實(shí)的 “基石”，穩(wěn)穩(wěn)支撐著產(chǎn)品質(zhì)量把控的重任。

 

目前，焊縫無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)將涉及超聲、射線、磁粉、滲透、渦流、目視檢測(cè)等6個(gè)技術(shù)，分別如下：

 

3.1、焊縫超聲檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

 

3.2焊縫射線檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

 

焊縫射線檢測(cè)方面共5大標(biāo)準(zhǔn)，分別如下：

 

GB/T 3323.1-2019焊縫無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)第1部分:X和伽瑪射線的膠片技術(shù);

 

GB/T 3323.2-2019焊縫無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)第2部分:使用數(shù)字化探測(cè)器的×和伽瑪射線技術(shù);

 

GB/T 37910.1-2019焊縫無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)驗(yàn)收等級(jí)第1部分:鋼、鎳、鈦及其合金;

 

GB/T 37910.2-2019焊縫無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)驗(yàn)收等級(jí)第2部分:鋁及鋁合金;

 

GB/T 36232-2018焊縫無(wú)損檢測(cè)電子束焊接接頭工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像(CT)檢測(cè)方法。

 

3.3 焊縫磁粉檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

 

GB/T 26951-2011焊縫無(wú)損檢測(cè)焊縫磁粉檢測(cè)(該標(biāo)準(zhǔn)正在修訂，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目號(hào)20231665-T-604，等同采用標(biāo)準(zhǔn)ISO 17638:2016)

 

采用或參考的國(guó)際或國(guó)外標(biāo)準(zhǔn):ISO 17638:2003，MOD；

 

GB/T 26952-2011焊縫無(wú)損檢測(cè)焊縫磁粉檢測(cè)驗(yàn)收等級(jí)(該標(biāo)準(zhǔn)正在修訂,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目號(hào)20231679-T-604，等同采用IS0 23278:2016)采用或參考的國(guó)際或國(guó)外標(biāo)準(zhǔn):ISO23278:2006，MOD。

 

3.4焊縫滲透檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

 

GB/T26953-2011等同采用ISO23277：2006《焊縫無(wú)損檢測(cè) 滲透檢測(cè) 驗(yàn)收等級(jí)》，目前其修訂版正在征求意見(jiàn)中，計(jì)劃等同采用ISO23277：2015，以滿足焊縫滲透檢測(cè)技術(shù)發(fā)展需求。

 

3.5 焊縫渦流檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

 

GB/T 26954-2焊縫無(wú)損檢測(cè)基于復(fù)平面分析的焊縫渦流檢測(cè)

 

參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):ISO 17643:2015，IDT;

 

GB/T 39789-2021焊縫無(wú)損檢測(cè)金屬?gòu)?fù)合材料焊縫渦流視頻集成檢測(cè)方法

 

參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):ISO 23277:2006，MOD。

 

3.6 焊縫目測(cè)檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

 

GB/T 32259-2015焊縫無(wú)損檢測(cè)熔焊接頭目視檢測(cè)

 

參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):ISO 17637:2003，MOD

 

四、案例與應(yīng)用：標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的完美結(jié)合

 

1）薄壁鋼構(gòu)件：相控陣超聲檢測(cè)顯身手

 

在現(xiàn)代建筑與機(jī)械制造領(lǐng)域，薄壁鋼構(gòu)件的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，其焊接質(zhì)量要求也日益嚴(yán)苛。

 

以一大型展覽館的鋼結(jié)構(gòu)框架為例，大量采用壁厚在3.2mm-8.0mm的薄壁鋼構(gòu)件，這些構(gòu)件的焊接接頭質(zhì)量直接關(guān)乎整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

 

依據(jù)GB/T43320-2023標(biāo)準(zhǔn)，采用半自動(dòng)或全自動(dòng)相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)人員如同擁有了一雙 “透視眼”。

 

在檢測(cè)過(guò)程中，相控陣探頭精準(zhǔn)聚焦聲波，對(duì)焊縫進(jìn)行全方位掃描。當(dāng)遇到微小裂紋或未熔合缺陷時(shí)，聲波的反射信號(hào)被迅速捕捉并分析，能夠精準(zhǔn)定位缺陷位置，誤差控制在極小范圍內(nèi)，確保了每一道焊縫都符合高強(qiáng)度的質(zhì)量要求，讓這座展覽館得以穩(wěn)固屹立，迎接八方來(lái)客。

 

2）壓力容器：多法并用筑安全防線

 

壓力容器作為工業(yè)生產(chǎn)中的 “承壓大戶”，盛裝著高溫、高壓、有毒有害等各類(lèi)介質(zhì)，一旦焊縫出現(xiàn)問(wèn)題，后果不堪設(shè)想。

 

某化工企業(yè)的大型壓力容器制造過(guò)程中，嚴(yán)格遵循NB/T47013等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

 

首先，運(yùn)用超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)焊縫內(nèi)部進(jìn)行全面 “體檢”，憑借其對(duì)平面型缺陷的高靈敏度，將隱藏在深處的裂紋、未熔合等隱患逐一揪出；

 

接著，采用射線檢測(cè)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，通過(guò)射線穿透成像，直觀呈現(xiàn)缺陷的形態(tài)與尺寸，與超聲檢測(cè)結(jié)果相互印證，確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性；

 

對(duì)于容器表面，磁粉檢測(cè)與滲透檢測(cè)雙管齊下，磁粉在漏磁場(chǎng)的作用下聚集于表面裂紋處，形成清晰可見(jiàn)的磁痕，而滲透檢測(cè)則讓微小的開(kāi)口缺陷無(wú)所遁形，通過(guò)這一系列嚴(yán)密的無(wú)損檢測(cè)流程，為壓力容器的安全運(yùn)行筑牢了堅(jiān)實(shí)堡壘，保障了化工生產(chǎn)的平穩(wěn)有序。

 

五、結(jié)束語(yǔ)

 

隨著科技的迅猛發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)正朝著智能化、自動(dòng)化、高精度方向大步邁進(jìn)。

 

人工智能算法的深度嵌入，讓缺陷識(shí)別更加智能精準(zhǔn)；大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使檢測(cè)結(jié)果分析更加科學(xué)全面；新型傳感器的不斷涌現(xiàn)，為檢測(cè)靈敏度與精度提升注入強(qiáng)大動(dòng)力。

 

在標(biāo)準(zhǔn)制定層面，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)融合與優(yōu)化，將進(jìn)一步消除技術(shù)壁壘，促進(jìn)全球焊接產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

 

未來(lái)，我們期待更多創(chuàng)新技術(shù)成果融入標(biāo)準(zhǔn)體系，讓標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，推動(dòng)焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在保障質(zhì)量、提升效率、降低成本的道路上不斷前行。