钢结构焊缝超声波探伤技术标准与作业程序详解

1编制依据

《钢结构现场检测技术标准》是 GB/T 50621-2010 ； 该标准用于钢结构现场检测； 其发布年份为 2010 年 。

《钢结构工程施工质量验收规范》是 GB 50205-2001 。

2适用范围

本方法适用于母材厚度为 8mm 及以上、曲率半径为 160mm 及以上的碳素结构钢和低合金高强度结构钢的对接全熔透焊缝，可采用 A 型脉冲反射法进行手工超声波的质量检测。

3作业程序

3.1接受任务编制检测方案。

3.2根据检测方案的技术要求准备仪器设备。

进行现场检测。做好相关数据的记录。填写完成表 JSJL-02-05-2025-A《钢结构焊缝超声波探伤记录》。

3.4分析检测数据，编制检测报告。

4检测方法

4.1资料搜集

探伤前需要搜集资料，要了解工件的相关情况，包括材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口型式、焊缝余高以及背面衬垫、沟槽等。

4.2确定检测等级

依据质量要求，检验等级被划分为 A、B、C 这三个级别。检验工作的难度系数是按照 A、B、C 的顺序逐步提升的。应当依据工件的材质、结构、焊接方法以及受力状态来选用检验级别，倘若在设计和结构上没有特别的指定，那么对于钢结构焊缝质量的超声波探伤，比较适宜选用 B 级检验。

A级检验：用一种角度探头在焊缝的单面单侧进行检验。只探测允许扫查到的焊缝截面。一般不要求进行横向缺陷的检验。当母材厚度大于 50mm 时，不能采用 A 级检验。

- 条件允许时要求进行横向缺陷的检验。

C 级检验需做到：采用至少两种角度的探头，在焊缝的单面双侧进行检验；同时进行两个扫查方向以及两种探头角度的横向缺陷检验。当母材厚度大于 100mm 时，适宜采用双面双侧检验。

4.3探头选择

对于不同的检测等级要求以及不同的板厚，探伤面、探头角度和探头数量的推荐情况见表 4-1。

表4-1不同板厚所用的探头角度

板厚δ（mm）

检验等级

探伤法

使用折射角β或K值

A级

B级

C级

8~25

单面单侧

单面双侧或

双面单侧

直射法及

一次反射法

70°（K2.5）

25~50

70°或60°（K2.5或K2.0）

50~100

直射法

45°与 60°同时使用或者 45°与 70°同时使用（K1.0 与 K2.0 同时使用或者 K1.0 与 K2.5 同时使用）

＞100

双面双侧

45°和60°并用（K1和K2.0并用）

T 形接头与角接头的情况是，不同的腹板厚度所选用的探头角度在表 4-2 中有体现。 不同腹板厚度对应着不同的探头角度，这些探头角度被列在表 4-2 中。 表 4-2 展示了针对 T 形接头与角接头，不同腹板厚度所选用的探头角度。

表4-2不同腹板厚度选用的探头角度表（T形接头与角接头）

腹板厚度（mm）

探头折射角（K值）

70°（K2.5）

25~50

60°（K2.5或K2.0）

> 50

45°（K1或Kl. 5）

4.4耦合剂的选择

耦合剂需具备良好的透声性以及适宜的流动性，不能对材料和人体造成损伤，并且要便于检测后进行清理。若工件处于水平面上进行检测，那么适合选用液体类耦合剂；倘若工件处于竖立面进行检测，就适合选用糊状类耦合剂。

4.5仪器的校准

工作开始前，要依据探头和被测工件的情况对仪器进行声速、声程以及探头零点的校准，以适应探伤条件。其一，由于状态行所显示参数的计算与声速和探头零点相关，所以要校准声速和探头零点。其二，进行声程校准，是为了让屏幕上能显示出适当声程范围内的波形，从而更好地进行判断和评价缺陷。

（1）校准材料声速、探头零点和探头前沿

使用 CSK - ⅠB 标准试块来校准探头前沿以及材料声速。把探头放置在 CSK - ⅠB 标准试块 R100 和 R50 共同的圆心位置上，接着找到最高回波，然后按下“校准”键，这样就能完成材料声速和探头零点的校准。在探头位置保持不动的情况下，用直尺去测量探头前端与试块边缘之间的距离 l ，探头前沿值就是（100 - l）mm 。

（2）校准探头角度

使用 CSK-ⅠB 标准试块来校准探头角度。把探头放置在 CSK-ⅠB 标准试块的左端大圆弧位置上。接着在这个位置去寻找最高回波。之后按下“校准”键。最后就完成了探头角度的校准。

4.6距离~波幅（DAC）曲线的绘制

距离~波幅曲线是通过选用的仪器以及探头系统在对比试块上实测数据来绘制的。如果探伤面的曲率半径 R 小于等于 W2/4，那么 DAC 曲线的绘制就需要在曲线面对比试块上进行。并且，DAC 曲线的绘制应满足以下要求：

DAC 曲线包含评定线 EL、定量线 SL 和判废线 RL。评定线 EL 以及评定线 EL 与定量线 SL 之间的区域是Ⅰ区。定量线 SL 以及定量线 SL 与判废线 RL 之间的区域是Ⅱ区。判废线 RL 及其上方的区域是Ⅲ区。DAC 曲线的具体情况见图 4 - 1。

不同检验等级对应的灵敏度要求需符合表 5 - 3 的规定。表中的 DAC 要以 φ3mm 横通孔当作标准反射体来绘制 DAC 曲线。在能满足被检工件最大测试厚度的整个区域范围内绘制的 DAC 曲线，在探伤仪荧光屏上的高度不能低于满刻度的 20%。DAC 曲线的灵敏度见 4 - 3 表。

探伤灵敏度需不低于评定线灵敏度。当扫查横向缺陷时，要在表 4-3 的基础上把灵敏度提高 6dB。

表4-3距离~波幅曲线的灵敏度

A级

B级

C级

8mm～50mm

8mm～300mm

8mm～300mm

判废线

DAC

DAC-4dB

DAC-2dB

定量线

DAC-10dB

DAC-10dB

DAC-8dB

评定线

DAC-16dB

DAC-16dB

DAC-14dB

5检测作业5.1检测区域

超声波检测需在焊缝以及探测表面经过外观检查并合格之后才可以进行。并且要划好检测区域，同时标出检测区段的编号。

探头移动区需要清除焊接飞溅、铁屑、油垢以及其他外部杂质。探测区域的表面要平整且光滑，这样便于探头自由扫查，其表面粗糙度不能超过 6.3µm，若有必要需进行打磨。在采用一次反射或串列式扫查检测时，探头移动区要大于 2.5Kδ（这里的δ是板厚，k 是探头值）；而采用直射检测时，探头移动区域应大于 1.5Kδ。

5.2扫查方式

为观察缺陷动态波形，可采用环绕扫查方式。

对于波幅超过评定线的反射波，要依据探头的位置、方向以及反射波的位置等情形，来判别它是否为缺陷。并且要判断出缺陷所在的部位位于焊缝表面，然后作出标记。扫查的方式按照图 5 - 1 所展示的那样来进行。

用图 5-1 中的 A 方式综合动态扫查焊缝的纵向不连续性；用图 5-1 中的 B 方式综合动态扫查焊缝的纵向不连续性；用图 5-1 中的 C 方式综合动态扫查焊缝的纵向不连续性；用 E 方式扫查焊缝的横向不连续性。

5.3缺陷指标长度的测定

对于所有反射波幅超过定量线的缺陷，要确定其位置，以及最大反射波幅所在的区域和缺陷指示长度。在测定缺陷指标长度时，可以运用以下这些方法：

当缺陷反射波仅有一个高点时，采用降低 6dB 相对灵敏度的方法来测定其长度。

当缺陷反射波峰值出现起伏变化，并且存在多个高点时，就采用端点峰值法。这种方法是以缺陷两端反射波达到极大值的地方为依据，在波高降低 6dB 之间移动探头，将探头移动的距离作为缺陷的指标长度。

当缺陷反射波在Ⅰ区未达到定量线。如果探伤者觉得有必要记录，那么可以将探头左右移动，让缺陷反射波幅降低到评定线，通过这种方式来测定缺陷的指标长度。

最大反射波幅处在 DAC 曲线Ⅱ区的非危险性缺陷，若其指示长度小于 10mm，那么可以将其按 5mm 来计算。

在检测范围内，若相邻两个缺陷间距不大于 8mm，那么将两个缺陷指示长度之和当作单个缺陷的指示长度；若相邻两个缺陷间距大于 8mm，此时两个缺陷需分别计算各自的指示长度。

5.4缺陷类型的确定

确定缺陷类型时，能够把探头对准缺陷进行平动扫查和转动扫查，接着观察波形的相应变化，同时还可以结合操作者的工程经验来进行判断。常见缺陷类型的反射波特性在表 5-1 中有所呈现。

表5-1常见缺陷类型的反射波特性

缺陷类型

反射波特性

备注

裂缝

一般呈现出线状或者面状的形态，其反射较为明显。当探头进行平行移动的时候，反射波不会迅速消失；而当探头进行转动的时候，多个波峰的最大值会交替地发生错动。

危险性缺陷

未焊透

表面较为规则，且反射较为明显。当探头沿着焊缝方向移动时，反射波较为稳定。在对焊缝两侧进行扫查时，所得到的反射波大致是相同的。

危险性缺陷

未熔合

绕缺陷从不同方向探测时，反射波的高度变化很明显；在垂直于焊缝的方向进行探动时，反射波的高度比较高

危险性缺陷

夹渣

该缺陷属于体积型。它的反射不明显。从不同方向围绕该缺陷进行探测时，反射波的高度变化不明显，且反射波较低。

非危险性缺陷

气孔

这种缺陷属于体积型。当从不同方向环绕该缺陷进行探测时，反射波的高度变化并不显著。

非危险性缺陷

6缺陷评定和检测结果

最大反射波幅处于Ⅱ区的非危险性缺陷，会依据缺陷指示长度ΔL来进行评级。并且，不同检验等级以及不同焊缝质量评定等级所对应的缺陷指示长度限值，应当符合表 6 - 1 的规定。

表6-1焊缝质量评定等级的缺陷指标长度限值（mm）

A级

B级

C级

8～50 mm

8～300 mm

8～300 mm

Ⅰ

2δ/3；最小12

δ/3；最小10，最大30

δ/3；最小10，最大20

Ⅱ

3δ/4；最小12

2δ/3；最小12，最大50

δ/2；最小10，最大30

Ⅲ

＜δ；最小20

3δ/4；最小16，最大75

2δ/3；最小12，最大50

Ⅳ

超过三级者

当坡口加工侧母材厚度为δ时，如果母材厚度不同，那么就以较薄的侧板为准。

最大反射波幅未达到评定线，也就是未达到Ⅰ区的缺陷，应被评为Ⅰ级。

最大反射波幅超出了评定线，然而却低于定量线的那些非裂纹类缺陷应当被评为Ⅰ级。

最大反射波幅超过评定线的缺陷，若检测人员判定其为裂纹等危害性缺陷，那么不管其波幅以及尺寸是怎样的，都应该评定为Ⅳ级。

除了点状缺陷属于非危险性的情况之外，若最低反射波处于Ⅲ区，那么不管其指示长度是多少，都应该将该缺陷评定为Ⅲ级。

不合格的缺陷需要进行返修。返修区域修补完成后，返修部位以及补焊受影响的区域，应当按照原来的探伤条件进行复验。复探部位的缺陷也应当按照上述评定方法进行评定。

7测量记录

检测记录需要按照规定的格式来填写，并且要严格执行《记录管理程序》（ZZHXJC-CX-21-2025）中的具体要求。

8记录表格

表 JSJL-02-05-2025 的内容为钢结构焊缝超声波探伤记录