鋼結(jié)構(gòu)是否需要探傷檢測(cè),主要取決于其設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)類型、受力狀態(tài)、使用環(huán)境及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。以下從具體場(chǎng)景、規(guī)范依據(jù)和檢測(cè)重點(diǎn)三方面展開說(shuō)明:
一、必須進(jìn)行探傷檢測(cè)的典型場(chǎng)景
1.
主承重結(jié)構(gòu):如超高層建筑的鋼柱、鋼梁,大跨度橋梁的鋼箱梁、桁架,工業(yè)廠房的吊車梁等。這些構(gòu)件一旦失效,可能導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)坍塌。
連接節(jié)點(diǎn):焊接節(jié)點(diǎn)(如梁柱節(jié)點(diǎn)、桁架相貫節(jié)點(diǎn))、高強(qiáng)度螺栓連接節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)是應(yīng)力集中區(qū)域,易產(chǎn)生裂紋等缺陷。
案例:某體育場(chǎng)屋頂鋼桁架檢測(cè)中,通過(guò)超聲波探傷發(fā)現(xiàn)相貫線焊縫根部未熔合缺陷,及時(shí)修復(fù)后避免事故。
2.
空間結(jié)構(gòu):如網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索結(jié)構(gòu)等。其幾何形狀復(fù)雜,節(jié)點(diǎn)連接方式多樣,探傷可確保傳力路徑安全。
組合結(jié)構(gòu):鋼-混凝土組合梁、鋼管混凝土柱等。需檢測(cè)鋼與混凝土界面的連接質(zhì)量,防止脫粘或滑移。
3.
腐蝕性環(huán)境:化工廠房、海洋平臺(tái)等鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期暴露于腐蝕介質(zhì)中,焊縫易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋,需定期探傷。
低溫環(huán)境:液化天然氣儲(chǔ)罐等低溫鋼結(jié)構(gòu),需檢測(cè)焊縫韌性,防止脆性斷裂。
疲勞荷載作用:橋梁、起重機(jī)等承受反復(fù)荷載的結(jié)構(gòu),焊縫易產(chǎn)生疲勞裂紋,需重點(diǎn)檢測(cè)。
4.
施工缺陷:如焊縫外觀質(zhì)量差、螺栓連接松動(dòng)等,需通過(guò)探傷確認(rèn)內(nèi)部缺陷。
事故調(diào)查:結(jié)構(gòu)發(fā)生異常變形或倒塌后,探傷可分析缺陷類型及擴(kuò)展路徑,為責(zé)任認(rèn)定提供依據(jù)。
二、規(guī)范強(qiáng)制要求的探傷范圍
1.
若設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)注“焊縫需100%超聲波探傷”或“一級(jí)焊縫”,則必須嚴(yán)格執(zhí)行。例如,國(guó)家體育場(chǎng)“鳥巢”的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)焊縫全部采用超聲波探傷。
2.
《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50205-2020):
一級(jí)焊縫:100%超聲波或射線探傷。
二級(jí)焊縫:20%超聲波探傷(抽檢),且不少于200mm。
厚度≥40mm的鋼板或設(shè)計(jì)溫度低于-20℃的低溫鋼,焊縫需進(jìn)行后熱處理或低溫沖擊試驗(yàn)。
《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ 81-2002):
重要結(jié)構(gòu)(如吊車梁、制動(dòng)梁)的焊縫需進(jìn)行疲勞驗(yàn)算,并增加探傷比例。
3.
橋梁鋼結(jié)構(gòu):根據(jù)《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(JTG/T D64-01-2015),大跨度橋梁的鋼箱梁焊縫需進(jìn)行超聲波相控陣檢測(cè)。
壓力容器鋼結(jié)構(gòu):參照《壓力容器》(GB 150.4-2011),焊縫需進(jìn)行100%射線探傷。
三、探傷檢測(cè)方法的選擇依據(jù)
1.
適用場(chǎng)景:厚板焊縫(如≥8mm)、內(nèi)部缺陷(裂紋、未熔合、氣孔)。
優(yōu)勢(shì):檢測(cè)深度大、成本低、可記錄缺陷位置。
案例:某跨海大橋鋼箱梁檢測(cè)中,UT發(fā)現(xiàn)焊縫根部未焊透缺陷,深度達(dá)12mm。
2.
適用場(chǎng)景:薄板焊縫(如<8mm)、表面開口缺陷(如咬邊、焊瘤)。
優(yōu)勢(shì):缺陷影像直觀,可評(píng)估缺陷尺寸。
限制:輻射防護(hù)要求高,檢測(cè)效率低。
3.
適用場(chǎng)景:鐵磁性材料表面或近表面缺陷(如裂紋、折疊)。
優(yōu)勢(shì):操作簡(jiǎn)便、靈敏度高。
案例:某化工廠鋼平臺(tái)檢測(cè)中,MT發(fā)現(xiàn)螺栓孔周邊裂紋,長(zhǎng)度達(dá)50mm。
4.
適用場(chǎng)景:非多孔性材料表面開口缺陷(如鋁合金、不銹鋼焊縫)。
優(yōu)勢(shì):不受材料磁性限制,可檢測(cè)復(fù)雜形狀構(gòu)件。
四、探傷檢測(cè)的時(shí)機(jī)與頻率
1.
焊縫檢測(cè):在焊縫冷卻至環(huán)境溫度后進(jìn)行,避免熱影響區(qū)干擾。
高強(qiáng)度螺栓檢測(cè):終擰后1-48小時(shí)內(nèi)完成扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn)。
2.
定期檢測(cè):腐蝕性環(huán)境中每2-3年檢測(cè)一次,疲勞荷載作用下每5年檢測(cè)一次。
異常情況:結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常振動(dòng)、變形或裂縫時(shí),立即進(jìn)行探傷。
五、不探傷的風(fēng)險(xiǎn)與后果
安全隱患:未檢測(cè)的焊縫可能存在內(nèi)部裂紋,在荷載作用下擴(kuò)展導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。例如,某廠房吊車梁因焊縫未熔合斷裂,造成設(shè)備損壞。
法律責(zé)任:違反規(guī)范要求未進(jìn)行探傷,可能面臨行政處罰或工程返工。
經(jīng)濟(jì)損失:缺陷修復(fù)成本遠(yuǎn)高于前期檢測(cè)費(fèi)用,且可能延誤工期。
總結(jié):鋼結(jié)構(gòu)探傷的“三必須”原則
設(shè)計(jì)必須:圖紙明確要求探傷的焊縫或節(jié)點(diǎn)。
規(guī)范必須:一級(jí)焊縫、重要受力構(gòu)件或特殊環(huán)境下的結(jié)構(gòu)。
安全必須:存在質(zhì)量爭(zhēng)議、事故隱患或使用環(huán)境惡劣的鋼結(jié)構(gòu)。
通過(guò)科學(xué)選擇探傷方法并嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范,可有效保障鋼結(jié)構(gòu)全生命周期的安全性。