水利水电金属结构超声无损检测标准探讨

丁 鹏，艾文波，李京鸿

(水利部产品质量标准研究所，浙江 杭州 310012)

近年来，国家加大对水利工程投资力度，随着172项重大水利工程大部分已陆续开工建设，水工金属结构的制造与安装任务量随之增大，且社会对产品的质量要求和使用寿命的期望也越来越高，水工钢闸门、压力钢管、启闭机和水轮机等大量金属结构焊接工作越来越考验无损检测人员的能力和技术水平，能否正确理解和使用标准成为制约部分无损检测人员对缺陷定量分析的准确性。

现行SL101- 2014《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》[1]和SL432- 2008《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》等水利水电行业标准中，超声波检测相关内容均引用GB11345- 89。钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级，按照一类焊缝验收等级I级合格，二类焊缝验收等级II级合格。2014年6月1日，GB/T 11345- 2013《焊缝无损检测超声检测 技术、检测等级和评定》实施。GB/T 11345- 2013较GB11345- 89有较大变化，通过进行分析，就超声检测过程中时常遇到的问题进行探讨，以便在水利水电工程中更好的使用。

1 超声检测等级

SL101- 2014、SL432- 2008和SL425- 2017《水利水电起重机安全规程》等水利水电行业标准中超声无损检测的检测等级均为B级。GB11345- 89中B级检测原则为采用一种角度探头在焊缝单面双侧进行检验，对整个焊缝截面进行探测。GB/T11345- 2013规定了4个检测等级，其中B级较GB11345- 89中增加了探头角度，针对不同板厚和焊接接头形式，B级检测的探头角度和位置也有较大差异。水利水电工程中主要为平面对接焊缝和T型焊缝，两种焊缝型式探头选择分别如下:

对接焊缝：8mm≤板厚<15mm选一个角度探头，并可由检测合同限制单面一次扫查；15mm<板厚≤25mm时，若选用低于3MHz的频率，1个角度探头扫查即可；25mm<板厚≤100mm时，选用2个角度探头双侧扫查。

T型焊缝：8mm≤板厚<15mm，1种角度探头，在腹板侧单面扫查，并用直探头在翼板扫查；15mm≤板厚<40mm，1种角度探头，在腹板侧双面扫查，并用直探头在翼板扫查；40mm≤板厚<100mm，2种角度探头，在腹板侧双面扫查，并用直探头在翼板扫查。T型焊缝翼板测不易扫查时，应在腹板单侧做串列技术(技术4)代替。

在合同规定时，以上还需做横向缺陷扫查。

2 灵敏度的设置

GB/T 11345- 2013中提供了技术1～4等4种灵敏度设定方法，因不同灵敏度设定方法的反射体不同，其检测数据不同，应根据检测合同或者技术协议等，明确按哪一技术进行灵敏度设定[5]。GB/T11345- 2013中的参考等级、评定等级、记录等级和验收等级分别与GB11345- 89中的基准线、评定线、定量线和判废线对应。目前在水利水电工程金属结构超声无损检测中，较常用技术1和技术2两种灵敏度调整方式。

技术1是以Φ3mm标准反射体绘制距离-波幅(DAC)曲线。技术2是以平底孔作为基准反射体，制作距离-增益-尺寸(DGS)曲线。检测等级为B级时，评定等级需结合GB/T29712- 2013《焊缝无损检测 超声检测 验收等级》的验收等级确定。技术1验收等级2的评定等级为DAC- 14dB，验收等级3的评定等级为DAC- 10dB；技术2验收等级2的评定等级为DAC- 8dB，验收等级3的评定等级为DAC- 4dB。对接焊缝检测只用斜探头检测，在T型焊缝翼板侧检测时，需要使用以技术2调整的直探头检测。

3 缺陷评定方式

GB11345- 89缺陷评定是先根据缺陷最大波幅是否超过评定线，再根据缺陷长度对缺陷进行评级。GB/T11345- 2013缺陷评定相对于GB11345- 89复杂。同时，在有规定时，提供了显示特征的评定标准GB/T29711- 2013《焊缝无损检测 超声检测 焊缝中的显示特征》。是否判定显示特征需要依据合同、技术协议等规定。

所有超过评定等级的波形都应移动探头找到最大回波幅度，并记录其相对于参考等级的幅度差。NB/T35051- 2015《水电工程启闭机制造安装及验收规范》中要求对于“单面焊且无垫板的对接焊缝，根部未焊透深度不应大于板厚的10%，最大不超过2mm，但长度不大于该焊缝长度的15%。”，“设计无特殊焊透要求时，组合焊缝允许有深度不大于腹板厚的25%，且不大于4mm的未焊透。”因此在执行此标准时，需要再按照GB/T11345的要求测定缺陷高度。

4 焊缝的验收

SL425- 2017、NB/T35051- 2015等在GB/T11345- 2013修订后重新修订的标准，对于焊接质量要求，均已按GB/T11345- 2013进行调整，均要求一类焊缝验收等级2合格、二类焊缝验收等级3合格。在使用其他引用GB/T11345，但尚未修订的标准时，也可按一类焊缝验收等级2合格、二类焊缝验收等级3合格。焊缝验收等级是按GB/T 27912焊缝无损检测 超声检测 验收等级进行。

技术1的验收等级2：

8mm≤板厚t<15mm时，缺陷长度l≤t，且回波幅度H≤DAC-4dB；当l>t，且H≤DAC-10dB，验收；

15mm≤板厚t<100mm时，l≤0.5t，且H≤DAC；当0.5tt，且H≤DAC-10dB，验收。

技术1的对于验收等级3：

8mm≤板厚t<15mm时，l≤t，且H≤DAC；当l>t，且H≤DAC-6dB，验收。

15mm≤板厚t<100mm时，l≤0.5t，且H≤DAC+4dB；当0.5tt，且H≤DAC-6dB，验收。

技术2的验收等级2：

8mm≤板厚t<15mm时，l≤t，且H≤DAC+2dB；当l>t，且H≤DAC-4dB，验收。

15mm≤板厚t<100mm时，l≤0.5t，且H≤DAC+6dB；当0.5tt，且H≤DAC-4dB，验收。

技术2的验收等级3：

8mm≤板厚t<15mm时，l≤t，且H≤DAC+6dB；当l>t，且H≤DAC，验收。

15mm≤板厚t<100mm时，l≤0.5t，且H≤DAC+10dB；当0.5tt，且H≤DAC，验收。

5 结语

(1)水利水电行业相关标准在引用GB/T11345- 2013对焊缝进行质量检测时，宜明确焊接质量需依据设计文件、合同或技术协议等，不宜直接在标准中要求。同时，可以对真正影响焊接质量的焊缝缺陷长度、回波幅度等提出更严格的要求

(2)GB/T11345中的检测等级、验收等级对各类型的焊缝要求是统一的，水利水电工程金属结构焊缝分为一类焊缝、二类焊缝和三类焊缝，且允许存在未焊透。在按照GB/T11345- 2013检测等级B级情况下，水利水电工程金属结构的二类组合焊缝实际操作比一类焊缝的操作要求更高，需要多角度、多面扫查，并用直探头在翼板侧扫查。水利水电行业，根据水利实际情况并结合GB/T 11345- 2013制定水利水电工程金属结构焊缝超声检测标准。