摘要：近几年， 我国工程项目建设的步伐越来越快， 海湾桥梁工程就是比较常见的工程项目类型， 随着这类项目数量的不断增多， 人们越来越关心焊接探伤的质量。为提高焊接探伤的质量， 就需要加强探伤检测， 而这就不得不应用一些先进的探伤检测工艺。在奥克兰海湾大桥项目建设的过程中， 探伤项目的检测工作深受人们的重视。为加强探伤检测， 主要采用了横向缺陷检测超声波检测补充工艺， 经过缺陷判断以及工艺验证分析， 取得了较好的焊接施工效果。
关键词：桥梁工程； 焊接探伤； 超声波检测；
引言
焊接是工程建设过程中的关键环节， 焊接的质量对于整体工程的施工质量都具有很大的影响， 为了提高焊接的施工水平， 还需要采取一定的措施， 而加强探伤检测就显得尤为重要。通过进行探伤检测， 能够更好的完成焊接工作， 保证整体桥梁工程建设的质量， 避免出现一些瑕疵等质量问题。而如何有效的进行探伤检测就成为了人们关心的问题， 这就需要有关部门能够予以重视， 并且加强先进检测工艺的应用。本文结合某海湾大桥探伤项目进行分析， 介绍了超声波检测工艺， 希望可以为有关项目的开展提供一定的参考。
1 项目概况
奥克兰海湾大桥项目的探伤项目， 为旧金山的标志性建筑， 主要是钢结构建筑类型， 由钢塔、钢梁以及自行车道部分组成， 其中钢结构的重量能够达到4.5万吨。而且单个塔柱结构的形式比较复杂， 各类结构形式都有， 比如， 五边形以及不等边形等等。针对钢板而言， 不仅仅厚度较大， 而且长度较长， 厚度基本在80mm左右， 其中最长的焊缝也在50m左右。这对于焊接施工的质量增添难度， 同时工期也较短， 这就需要加强超声波以及磁粉技术检测。但是在实际检测的过程中， 发现有很多的横向裂纹， 这就容易出现很多的危险， 为此， 这就需要加强横向裂纹的检测， 探寻其中的有效检测方法， 最终实施了横向缺陷检测超声波检测补充工艺， 从而有效的加强该海湾大桥项目的探伤检测。
2 奥克兰海湾大桥角焊缝特点及要求
2.1 特点
事实上， 桥梁工程的结构是比较复杂的， 针对本文海湾大桥中的角焊缝而言， 更是需要加以注意。就其角焊缝的特点而言， 主要体现在以下几点：首先， 角焊缝主要分布在纵梁、横梁、横联、斜杆、竖杆等联结系工形杆件。其次， 顶板的桥面系应力最大， 而底板、横纵梁的桥面系应力则相对较小。还有， 对于焊接的残余应力而言， 比较集中在焊缝的狭窄区域内。具体而言， 各个联结系工形杆件的焊缝接特点都有所不一， 针对简支梁结系而言， 一般都是采用的埋弧焊接方式， 能够使得杆件出厂效率加快。但是也会出现裂纹、夹渣以及未熔合等现象， 这就无疑对于检测方面提出了更高的要求[1].
2.2 要求
就该项目本身而言， 由于最初的检测工艺没有涉及到横向裂纹的检测， 所以， 在如今的检测中， 会出现很多的横向裂纹， 而一旦处理不当， 或者漏检， 很有可能出现一些不必要的问题， 对于人们的生命安全造成威胁。为此， 针对横向裂纹问题必须要非常重视， 除了要了解桥梁各联结系工形杆件的焊缝接特点外， 还需要明确其焊接的基本要求。首先， 应该合理的进行工艺方案的编制， 选择正确合理的检测方法。其次， 还应该加强检测工艺的操作控制， 避免影响到焊缝的质量。最后， 还要保证焊缝检测的作业效率， 尽量在较短的时间内就能给出最后的检测结果， 从而真正达到施焊的要求。
3 检测工艺
3.1 检测设备
在横向缺陷检测超声波检测补充工艺应用过程中， 必不可少的需应用到检测设备， 这是进行检测的技术， 检测设备的选择关系着最终的检测效果。结合该项目而言， 最终选择了A型超声波探伤仪， 以满足相关的检测与评定要求。在实际进行检测的过程中， 还要加强水平线形偏差的控制， 一般应该小于全屏宽度的2%左右。而在垂直线形测试的过程中， 测试数值和理论数值的偏差不能超过±3%.对于缺陷定位的斜探头折射角的测试偏差也要控制在2°， 并且入射点的测试数值和理论数值的偏差应控制在±1mm以内。
3.2 探头参数
在探头参数方面也要加以控制， 因为探头是横向缺陷检测超声波检测补充工艺中需要的组件之一， 为了取得较好的工艺应用效果， 就需要加强探头参数的合理设置。一般而言， 会使用接触式纵波直探头以及横波斜探头， 结合实际情况， 尽量选择一些具有高频率但是小规格的探头， 基本角度呈45度， 规格不超过9×9.以取得良好的超声波检测结果[2].
3.3 检测灵敏度
针对纵波直探头探伤灵敏度调节而言， 第一次可以将底波调至荧光屏满刻度的80%, 提高6dB, 作为扫查灵敏度；而针对波斜探头， 则可以调校探头声速、前沿及探头角度， 利用1mm×2mm的柱孔试块调节基准灵敏度 （图1） .
图1
3.4 DAC曲线的制作
在检测工艺应用的过程中， 还要考虑到DAC曲线的制作。就该曲线而言， 主要指的是距离~波幅曲线。通过绘制该曲线， 能够对于回波高度随距离变化的关系加以直观的描述， 更方便检测人员进行缺陷定量以及灵敏度的有效调节。由此可见， DAC曲线的制作尤为关键， 一般而言， 需要工作人员能够根据不同深度处的反射回波高度， 将不同波峰的对应点进行依次连接， 最终制成曲线。但是在实际进行绘制的过程中， 杂波还是较多的， 为此， 还需要依据探头角度、探头前沿、试块厚度以及柱孔尺寸的数值进行精准计算， 找出并确定试块上的位置， 进而排除干扰波的影响， 绘制出DAC曲线[3].
3.5 斜探头扫查
斜探头的扫查也是需要加以注意的， 主要分为两种情况， 一种是在焊缝能够磨平的情况下， 可以将焊缝进行打磨， 并且保证其平整度较好， 然后探头就可以在焊缝上进行平行扫查， 不仅如此， 还能进行双向的平行检测。第二种情况则是在焊缝不能够磨平的情况下， 可以在焊缝两侧边缘处形成10度~30度左右的夹角， 方便进行斜平行扫查[4].具体情况如图2、图3所示。
4 缺陷判断及超声波检测工艺验证
4.1 缺陷判断
4.1.1 判断过程
结合本工程本身而言， 要想取得较好的工艺验证结果， 还需要对于缺陷加以判断， 避免缺陷问题的存在。事实上， 由于横向缺陷具有一定的特殊性， 所以， 除了要在焊缝上检测缺陷外， 还需要在侧面进行扫查， 进而对于一些气孔以及夹渣等非横向缺陷进行有效的判断， 以取得较好的缺陷判断效果。在缺陷判断过程中， 一旦发现缺陷为横向裂纹时， 缺陷的回波就较高， 而且比较尖锐， 同时裂纹面积也较大， 基本在探头前后移动后， 都有明显的错峰现象， 正常检测时， DAC曲线的灵敏度也会有所提高。
图2
图3
4.1.2 缺陷定量
缺陷定量也要加以重视， 缺陷判断的过程中， 一定要遵循有关规定进行超声检测， 也要掌握缺陷定量的知识， 要注意对于单个缺陷最大波高进行记录， 同时要进行定量分析与研究， 但是如果遇到明显具有危害性的缺陷特征， 还需要进行定性分析。
4.1.3 缺陷判定
最终还需要进行缺陷判定， 在实际进行判定的过程中， 要依据有关规范进行有效判定， 一般超过评定线的信号， 就应该观察其是否具有裂缝等危害性的特性， 一旦发现存在明显的缺陷特征， 就要采取有效措施进行进一步的判定， 具体而言， 可以改变探头角度、增加探伤面、观察动态波形等。最后， 如果还是不能进行判定， 就要辅助其他手段来进行综合判定[5].
4.2 超声波检测工艺验证
4.2.1 试件选择
就本项目的超声波检测工艺验证而言， 主要是针对奥克兰海湾大桥2#分段A提升加强角接焊缝检测而言。在该项目的超声波检测过程中， 一共检测了9个角接接头， 分别为：两个20mm×20mm×1900mm角接接头、两个12mm×16mm×1980mm的角接接头、两个12mm×20mm×624mm的角接接头、两个12mm×20mm×513mm的角接接头以及一个12mm×20mm×463mm的角接接头。
4.2.2 超声波检测
超声波检测仪器采用的是CTS-2020, 接头的规格是2.5p 18x18 69.8°， 本次检测发现， 有2处出现超标缺陷回波， 不合格。经过商讨后决定， 进行返修处理， 之后又进行了一次超声波检测， 最终评定结果为合格， 满足其超声波检测的要求， 也提高了检测结果评判的准确性。
5 结论
在桥梁工程建设的过程中， 常常要求人们能够加强焊接质量的控制， 以保证桥梁结构的稳定性与可靠性。而为了进一步保证桥梁焊接的质量， 还需要进行探伤检测， 而探伤检测技术的应用就起到了关键的作用。作为比较常见的探伤检测技术， 超声波检测技术一直深受人们的重视， 通过加强这类检测技术的应用， 能够更好的满足实际工作的要求。本文就某工程中的焊接探伤超声波检测技术进行以上探究， 总结了检测的探头角度、扫查方式以及缺陷定量等检测工艺， 并进行了相关工艺验证， 经过验证， 可以发现， 检测结果较为精准， 具有一定的参考价值， 能够更好的保证焊接的质量。因此， 横向缺陷检测超声波检测补充工艺值得在工程建设中加以应用， 有利于促进各类工程的顺利完工。
参考文献
[1] 李晓娜。旧金山-奥克兰海湾大桥采用窄间隙电液焊工艺施焊[J].现代焊接， 2013 （4） :13-17.
[2] 王梅荣。焊缝超声探伤中常见缺陷分析与假信号区分[J].中国科技纵横， 2017 （13） .
[3] 林强。钢结构焊缝无损探伤质量检测技术研究[J].江西建材， 2017 （8） .
[4] 刘凯， 崔建平。焊接质量的超声波探伤无损检测探析[J].中外企业家， 2018, 595 （05） :116.
[5] 唐瞻鹏。马滩红水河大桥钢管焊接质量无损检测与监控分析[J].西部交通科技， 2018 （3） .