第一篇：金屬制品表面質量缺陷無損檢測現狀與趨勢

金屬制品表面質量缺陷無損檢測現狀與趨勢

摘要：筆者結合自身工作經驗，論述了金屬制品的表面質量缺陷的無損檢測的方法，主要針對光學檢測、紅外檢測、超聲波檢測等手段進行分析，并展望了今后無損檢測的發展趨勢，相關論點僅作業內研究人士參考之用。

關鍵詞：金屬制品表面 質量缺陷 無損檢測

1、引言

金屬制品表面質量缺陷是影響其使用性能的最為關鍵的因素，也是用戶最關心的指標，傳統的檢測方法具有一定的局限性，尤其是對人工的要求方面較高，如帶鋼表面、高溫連鑄坯表面等質量缺陷的檢測抽檢率達到了100，采用人工檢測既影響進度，成本也較高，難以滿足現代化生產的要求，并且受人工主觀因素的影響，波動性比較大，因而探索先進的檢測方式，具有積極的意義，其中自動化、智能化等無損檢測技術的發展也受到了業內研究人士的重視。

2、金屬制品表面質量缺陷無損檢測技術

2.1光學無損檢測技術

人工智能技術可以有效的克服人工檢測的缺點，其實現方式為圖像處理技術，采用機器視覺來針對金屬便面的質量進行判別，綜合了計算機技術、智能識別和數字圖像處理等技術，在無損檢測中發揮著重要的作用。光學檢測的原理是光源照在待測金屬的表面，通過高速CCD攝像機的機器視覺，獲取金屬制品的表面圖像，通過對圖像特征的提取，具有很高的檢測精度，特別是通過分析ROI圖像的幾何特征、紋理特征、投影特征等向量，對獲取的ROI特征進行提取合并，利用多維特征向量進行智能識別，還可以對多維向量進行降維處理，隨著非確定性分類計算技術的推廣，光學檢測技術的應用也取得了長足的進展，如在武鋼和攀鋼的冷軋鋼表面質量缺陷的檢測中發揮了重要的作用。同樣，光學檢測技術仍然面臨幾個方面的不足：其一，檢測對象的抖動對檢測的結果影響很大，如何克服抖動影響非常重要；其二，檢測的表面的幾何尺寸越來越小，一般小于100μm；其三，金屬表面的質量缺陷復雜，其光學特性的多樣性給檢測帶來了困難，影響判斷的準確性；其四，檢測現場的環境制約，特別是煉鋼廠的溫度高、粉塵等影響圖像處理的可靠性，有的甚至出現較大的偏差。

2.2 紅外線無損檢測技術

由于金屬制品的表面質量缺陷的深度并不大，而紅外線的檢測深度一般不超過1mm，可以滿足大多數的金屬制品的表面缺陷檢測，其基本的原理是利用高頻感應線圈作用于金屬制品表面，在集膚效應的作用下，金屬表面產生感應電流，表面缺陷會消耗電能，一般表面缺陷越大，則消耗的電能越多，局部的溫升也更快。實際的溫升的影響因素包含輸入的電腦、線圈性能、金屬制品表面的電性能、運動速度和缺陷深度等，該升溫取決于缺陷的平均深度、線圈工作頻率、特定輸入電能，以及被檢鋼坯電性能、熱性能、感應線圈寬度和鋼運動速度等因素。如果將其他的變量當作定量處理，尋求金屬制品表面溫升和缺陷深度之間的函數關系，達到表面測量缺陷的目的。業內相關技術比較成熟的有微小針孔和表面裂紋的測量、連鑄鋼坯自動檢測系統等，具有較好的發展前景。

2.3 超聲波無損檢測技術

通過儀器發出的聲脈在金屬表面缺陷處的作用機理來進行探傷具有廣泛的應用前景，其中超聲波無損檢測技術的應用最為廣泛，其應用一般有兩類技術：浸潤法和接觸法。浸潤法，將金屬制品和探頭浸入液體，當脈沖在金屬制品的缺陷處發生反射之后，可以顯示在熒光屏上，而聲脈反射的聲波形狀與時間可以反映金屬制品表面的缺陷和材料的性質；接觸法，在金屬制品表面和探頭之間布設一層耦合劑，可以傳遞超聲波的能量，當探頭接觸到耦合劑上，聲波會入射金屬制品，根據聲波的波形可以檢測金屬制品的缺陷，但此操作需要排除接觸層之間的空氣，以避免強烈的發射對檢測帶來影響，此外，金屬制品的表面需要有一定的光潔度。

2.4渦流無損檢測技術

渦流無損檢測技術的原理是電磁感應，將探頭接近金屬制品的表面，此時用正弦波電流作用于探頭的內圈，線圈附近覆蓋了交變磁場，由于靠近金屬制品表面，會產生感應電渦流，感應渦電流也會激發磁場，二者磁場的頻率相同，當相遇且方向相反時，會發生磁阻現象。磁阻現象會表現在探頭的阻抗上來，而渦電流激發的磁場與金屬制品的表面缺陷的深度有關系，因而可以從阻抗來判別缺陷的情況。渦流無損檢測技術一般有二維探測和三維探測兩種，最為常見的是二維渦流無損探測。渦流檢測能夠有效的提高檢測的信噪比，由于具有良好的相位分析功能，能夠有效抑制噪聲的影響，但此類檢測方法難以判別金屬表面的缺陷類別，對缺陷的存在于深度具有很好的效果。電渦流無損檢測技術的發展較為成熟，也取得了很好的應用，如在火焰切割的前端安裝渦流探傷設備，可以掌握金屬制品表面的動態質量缺陷，對于實際的生產應用有積極的意義。

3、趨勢

金屬制品的表面質量檢測技術逐漸向自動化、智能化推進，尤其是用到了微電子技術、數字技術、圖像處理技術和智能技術等，利用機器視覺來實時檢測金屬制品的表面動態信息，在生產的整個流程都可以有效控制產品的表面質量。未來金屬制品表面無損檢測技術將面向精度更高的圖像傳感元器件、高動態范圍的模擬數字轉換技術、高采樣速率等，可以實現金屬制品表面質量檢測的高精度、實時化和多元化，尤其是結合了人工智能技術與自動化技術的檢測手段，可以有效的提升檢測的精度和效率。

4、結束語

金屬制品的表面質量缺陷的種類和形式比較多樣，由于在實際生產中的數量非常龐大，因而探索其缺陷檢測技術對于提升工作效率有重要的作用，而無損探測技術可以很好的克服傳統檢測技術的不足，有效提升效率，具有積極的意義。

參考文獻：

[1]吳平川，路同浚，王炎.機器視覺與鋼板表面缺陷的無損檢測[J].無損檢測，2000，22（1）：12―15.[2] 廖水碧，肖明富.金屬制品表面質量缺陷無損檢測的研究現狀與展望[J].中國冶金，2007（03）.[3] 尹合壁，姚曼，羅慶梅，等.連鑄坯表面裂紋預測研究的現狀[J].鋼鐵研究學報，2004，16（1）：1―4.[4]趙向陽.基于神經網絡的鋼板表面缺陷識別若干問題的研究[D].大連理工大學，2006.[5]何永輝，黃勝標，石桂芬，盛君龍，萬國紅.冷軋帶鋼表面缺陷在線檢測系統應用研究[A].2007中國鋼鐵年會論文集[C]，2007.

第二篇：無損檢測常見的焊接缺陷

無損檢測常見的焊接缺陷

A外部缺陷

一、焊縫成型差

1、現象

焊縫波紋粗劣，焊縫不均勻、不整齊，焊縫與母材不圓滑過渡，焊接接頭差，焊縫高低不平。

2、原因分析

焊縫成型差的原因有：焊件坡口角度不當或裝配間隙不均勻；焊口清理不干凈；焊接電流過 大或過小；焊接中運條（槍）速度過快或過慢；焊條（槍）擺動幅度過大或過小；焊條（槍）施焊角度選擇不當等。

3、防治措施

⑴焊件的坡口角度和裝配間隙必須符合圖紙設計或所執行標準的要求。

⑵焊件坡口打磨清理干凈，無銹、無垢、無脂等污物雜質，露出金屬光澤。

⑶加強焊接聯系，提高焊接操作水平，熟悉焊接施工環境。

⑷根據不同的焊接位置、焊接方法、不同的對口間隙等，按照焊接工藝卡和操作技能要求，選擇合理的焊接電流參數、施焊速度和焊條（槍）的角度。

4、治理措施

⑴加強焊后自檢和專檢，發現問題及時處理；

⑵對于焊縫成型差的焊縫，進行打磨、補焊；

⑶達不到驗收標準要求，成型太差的焊縫實行割口或換件重焊；

⑷加強焊接驗收標準的學習，嚴格按照標準施工。

二、焊縫余高不合格

1、現象

管道焊口和板對接焊縫余高大于3㎜；局部出現負余高；余高差過大；角焊縫高度不夠或焊 角尺寸過大，余高差過大。

2、原因分析

焊接電流選擇不當；運條（槍）速度不均勻，過快或過慢；焊條（槍）擺動幅度不均勻；焊 條（槍）施焊角度選擇不當等。

3、防治措施

⑴根據不同焊接位置、焊接方法，選擇合理的焊接電流參數；

⑵增強焊工責任心，焊接速度適合所選的焊接電流，運條（槍）速度均勻，避免忽快忽慢；

⑶焊條（槍）擺動幅度不一致，擺動速度合理、均勻；

⑷注意保持正確的焊條（槍）角度。

4、治理措施

⑴加強焊工操作技能培訓，提高焊縫蓋面水平；

⑵對焊縫進行必要的打磨和補焊；

⑶加強焊后檢查，發現問題及時處理；

⑷技術員的交底中，對焊角角度要求做詳細說明。

三、焊縫寬窄差不合格

1、現象

焊縫邊緣不勻直，焊縫寬窄差大于3㎜。

2、原因分析

焊條（槍）擺動幅度不一致，部分地方幅度過大，部分地方擺動過小；焊條（槍）角度不合 適；焊接位置困難，妨礙焊接人員視線。

3、防治措施

⑴加強焊工焊接責任心，提高焊接時的注意力；

⑵采取正確的焊條（槍）角度；

⑶熟悉現場焊接位置，提前制定必要焊接施工措施。

4、治理措施

⑴加強練習，提高焊工的操作技術水平，提高克服困難位置焊接的能力；

⑵提高焊工質量意識，重視焊縫外觀質量；

⑶焊縫蓋面完畢，及時進行檢查，對不合格的焊縫進行修磨，必要時進行補焊。

四、咬邊

1、現象

焊縫與母材熔合不好，出現溝槽，深度大于0.5㎜，總長度大于焊縫長度的10％或大于驗收標準要求的長度。

2、原因分析

焊接線能量大，電弧過長，焊條（槍）角度不當，焊條（絲）送進速度不合適等都是造成咬 邊的原因。

3、治理措施

⑴根據焊接項目、位置，焊接規范的要求，選擇合適的電流參數；

⑵控制電弧長度，盡量使用短弧焊接；

⑶掌握必要的運條（槍）方法和技巧；

⑷焊條（絲）送進速度與所選焊接電流參數協調；

⑸注意焊縫邊緣與母材熔化結合時的焊條（槍）角度。

4、治理措施

⑴對檢查中發現的焊縫咬邊，進行打磨清理、補焊，使之符合驗收標準要求；

⑵加強質量標準的學習，提高焊工質量意識；

⑶加強練習，提高防止咬邊缺陷的操作技能。

五、錯口

1、現象

表現為焊縫兩側外壁母材不在同一平面上，錯口量大于10％母材厚度或超過4㎜。

2、原因分析

焊件對口不符合要求，焊工在對口不合適的情況下點固和焊接。

3、防治措施

⑴加強安裝工的培訓和責任心；

⑵對口過程中使用必要的測量工器具；

⑶對于對口不符合要求的焊件，焊工不得點固和焊接。

4、治理措施

⑴加強標準和安裝技能學習，提高安裝工技術水平；

⑵對于產生錯口，不符合驗收標準的焊接接頭，采取割除、重新對口和焊接。

六、彎折

1、現象

由于焊縫的橫向收縮或安裝對口偏差而造成的垂直于焊縫的兩側母材不在同一平面上，形成 一定的夾角。

2、原因分析

⑴安裝對口不合適，本身形成一定夾角；

⑵焊縫熔敷金屬在凝固過程中本身橫向收縮；

⑶焊接過程不對稱施焊。

3、防治措施

⑴保證安裝對口質量；

⑵對于大件不對稱焊縫，預留反變形余量；

⑶對稱點固、對稱施焊；

⑷采取合理的焊接順序。

4、治理措施

⑴對于可以使用火焰校正的焊件，采取火焰校正措施；

⑵對于不對稱焊縫，合理計算并采取預留反變形余量等措施；

⑶采取合理焊接順序，盡量減少焊縫橫向收縮，采取對稱施焊措施；

⑷對于彎折超標的焊接接頭，無法采取補救措施，進行割除，重新對口焊接。

七、弧坑

1、現象

焊接收弧過程中形成表面凹陷，并常伴隨著縮孔、裂紋等缺陷。

2、原因分析

焊接收弧中熔池不飽滿就進行收弧，停止焊接，焊工對收弧情況估計不足，停弧時間掌握不 準。

3、防治措施

⑴延長收弧時間；

⑵采取正確的收弧方法。

4、治理措施

⑴加強焊工操作技能練習，掌握各種收弧、停弧和接頭的焊接操作方法；

⑵加強焊工責任心；

⑶對已經形成對弧坑進行打磨清理并補焊。

八、表面氣孔

1、現象

焊接過程中，熔池中的氣體未完全溢出熔池（一部分溢出）而熔池已經凝固，在焊縫表面形成孔洞。

2、原因分析

⑴焊接過程中由于防風措施不嚴格，熔池混入氣體；

⑵焊接材料沒有經過烘培或烘培不符合要求，焊絲清理不干凈，在焊接過程中自身產生氣體 進入熔池；

⑶熔池溫度低，凝固時間短；

⑷焊件清理不干凈，雜質在焊接高溫時產生氣體進入熔池；

⑸電弧過長，氬弧焊時保護氣體流量過大或過小，保護效果不好等。

3、防治措施

⑴母材、焊絲按照要求清理干凈。

⑵焊條按照要求烘培。

⑶防風措施嚴格，無穿堂風等。

⑷選用合適的焊接線能量參數，焊接速度不能過快，電弧不能過長，正確掌握起弧、運條、息弧等操作要領。

⑸氬弧焊時保護氣流流量合適，氬氣純度符合要求。

4、治理措施

⑴焊接材料、母材打磨清理等嚴格按照規定執行；

⑵加強焊工練習，提高操作水平和操作經驗；

⑶對有表面氣孔的焊縫，機械打磨清除缺陷，必要時進行補焊。

九、表面夾渣

1、現象

在焊接過程中，主要是在層與層間出現外部看到的藥皮夾渣。

2、原因分析

⑴多層多道焊接時，層間藥皮清理不干凈；

⑵焊接線能量小，焊接速度快；

⑶焊接操作手法不當；

⑷前一層焊縫表面不平或焊件表面不符合要求。

3、防治措施

⑴加強焊件表面打磨，多層多道焊時層間藥皮必須清理干凈方可進行次層焊接；

⑵選擇合理的焊接電流和焊接速度；

⑶加強焊工練習，提高焊接操作水平。

4、治理措施

⑴嚴格按照規程和作業指導書的要求施焊；

⑵對出現表面夾渣的焊縫，進行打磨清除，必要時進行補焊。

十、表面裂紋

1、現象

在焊接接頭的焊縫、熔合線、熱影響區出現的表面開裂缺陷。

2、原因分析

產生表面裂紋的原因因為不同的鋼種、焊接方法、焊接環境、預熱要求、焊接接頭中雜質的 含量、裝配及焊接應力的大小等不同，但產生表面裂紋的根本原因是產生裂紋的內部誘因和 必須的應力有兩點。

3、防治措施

⑴嚴格按照規程和作業指導書的要求準備各種焊接條件；

⑵提高焊接操作技能，熟練掌握使用的焊接方法；

⑶采取合理的焊接順序等措施，減少焊接應力等。

4、治理措施

⑴針對每種產生裂紋的具體原因采取相應的對策；

⑵對已經產生裂紋的焊接接頭，采取挖補措施處理。

十一、焊縫表面不清理或清理不干凈，電弧擦傷焊件

1、現象

焊縫焊接完畢，焊接接頭表面藥皮、飛濺物不清理或清理不干凈，留有藥皮或飛濺物；焊接 施工過程中不注意，電弧擦傷管壁等焊件造成弧疤。

2、原因分析

⑴焊工責任心不強，質量意識差；

⑵焊接工器具準備不全或有缺陷。

3、防治措施

⑴焊接前檢查工器具，準備齊全并且正常；

⑵加強技術交底，增強焊工責任心，提高質量意識。

4、治理措施

⑴制定防范措施并嚴格執行；

⑵加大現場監督檢查力度，嚴格驗收制度，發現問題及時處理。

十二、支吊架等T型焊接接頭焊縫不包角

1、現象

T型焊接接頭不包角焊接。

2、原因分析

⑴技術人員交底不清楚或未交底；

⑵施焊焊工經驗不足或質量意識差，對其危害認識不夠。

3、防治措施

⑴焊接施工前進行技術交底，明確焊接質量；

⑵焊工嚴格按照質量標準施焊。

4、治理措施

⑴加強技術交底，提高焊工的質量意識并認識其中的危害性；

⑵加強過程監督和焊接驗收，發現問題及時處理。

十三、焊接變形

1、現象

焊接變形因焊件的不同而表現為翹起、角變形、彎曲變形、波浪變形等多種型式。

2、原因分析

造成焊接變形的原因有：裝配順序不合理、強力對口、焊接組有收縮自由度小、焊接順序不 合理等。

3、防治措施

⑴施焊前制定嚴格的焊接工藝措施，確定好裝配順序、焊接順序、焊接方向、焊接方法、焊 接規范、焊接線能量等；

⑵焊前進行技術交底，焊工嚴格按照措施施工；

⑶適當利用反變形法。

4、治理措施

⑴嚴格按照措施施工；

⑵焊接技術人員在現場指導焊接；

⑶發現問題及時采取必要措施。

B焊接內部缺陷

一、氣孔

1、現象

在焊縫中出現的單個、條狀或群體氣孔，是焊縫內部最常見的缺陷。

2、原因分析

根本原因是焊接過程中，焊接本身產生的氣體或外部氣體進入熔池，在熔池凝固前沒有來得 及溢出熔池而殘留在焊縫中。

3、防治措施

預防措施主要從減少焊縫中氣體的數量和加強氣體從熔池中的溢出兩方面考慮，主要有以下 幾點：

⑴焊條要求進行烘培，裝在保溫筒內，隨用隨取；

⑵焊絲清理干凈，無油污等雜質；

⑶焊件周圍10～15㎜范圍內清理干凈，直至發出金屬光澤；

⑷注意周圍焊接施工環境，搭設防風設施，管子焊接無穿堂風；

⑸氬弧焊時，氬氣純度不低于99.95%，氬氣流量合適；

⑹盡量采用短弧焊接，減少氣體進入熔池的機會；

⑺焊工操作手法合理，焊條、焊槍角度合適；

⑻ 焊接線能量合適，焊接速度不能過快；

⑼按照工藝要求進行焊件預熱。

4、治理措施

⑴嚴格按照預防措施執行；

⑵加強焊工練習，提高操作水平和責任心；

⑶對在探傷過程中發現的超標氣孔，采取挖補措施。

二、夾渣

1、現象

焊接過程中藥皮等雜質夾雜在熔池中，熔池凝固后形成的焊縫中的夾雜物。

2、原因分析

⑴焊件清理不干凈、多層多道焊層間藥皮清理不干凈、焊接過程中藥皮脫落在熔池中等；

⑵電弧過長、焊接角度部隊、焊層過厚、焊接線能量小、焊速快等，導致熔池中熔化的雜質 未浮出而熔池凝固。

3、防治措施

⑴焊件焊縫破口周圍10～15㎜表面范圍內打磨清理干凈，直至發出金屬光澤；

⑵多層多道焊時，層間藥皮清理干凈；

⑶焊條按照要求烘培，不使用偏芯、受潮等不合格焊條；

⑷盡量使用短弧焊接，選擇合適的電流參數；

⑸焊接速度合適，不能過快。

4、治理措施

⑴焊前徹底清理干凈焊件表面；

⑵加強練習，焊接操作技能嫻熟，責任心強；

⑶對探傷過程中發現的夾渣超標缺陷，采取挖補等措施處理。

三、未熔合1、現象

未熔合主要時根部未熔合、層間未熔合兩種。根部未熔合主要是打底過程中焊縫金屬與母材 金屬以及焊接接頭未熔合；層間未熔合主要是多層多道焊接過程中層與層間的焊縫金屬未熔 合。

2、原因分析

造成未熔合的主要原因是焊接線能量小，焊接速度快或操作手法不恰當。

3、防治措施

⑴適當加大焊接電流，提高焊接線能量；

⑵焊接速度適當，不能過快；

⑶熟練操作技能，焊條（槍）角度正確。

4、治理措施

⑴加強練習，提高操作技術，焊工責任心強；

⑵針對不同的母材、焊材，制定處理不同位置未熔合缺陷相應的措施并執行。

四、管道焊口未焊透

1、現象

焊口焊接時，焊縫熔深不夠，未將母材焊透。

2、原因分析

造成未焊透的主要原因是：對口間隙過小、坡口角度偏小、鈍邊厚、焊接線能量小、焊接速 度快、焊接操作手法不當。

3、防治措施

⑴對口間隙嚴格執行標準要求，最好間隙不小于2㎜。

⑵對口坡口角度，按照壁厚和DL/T869-2004《火力發電廠焊接技術規程》的要求，或者按照圖紙的設計要求。一般壁厚小于20㎜的焊口采用V型坡口，單邊角度不小于30°，不小于20㎜的焊口采用雙V型或U型等綜合性坡口。

⑶鈍邊厚度一般在1㎜左右，如果鈍邊過厚，采用機械打磨的方式修整，對于單V型坡口，可不留鈍邊。

⑷根據自己的操作技能，選擇合適的線能量、焊接速度和操作手法。

⑸使用短弧焊接，以增加熔透能力。

4、治理措施

⑴對口間隙、坡口制備、鈍邊厚度符合標準要求；

⑵加強打底練習，熟練掌握操作手法以及對應的焊接線能量及焊接速度等。

五、管道焊口根部焊瘤、凸出、凹陷

1、現象

這些缺陷一般出現在吊焊或斜焊焊口根部，在平焊及斜平焊位置出現根部焊縫凸出或焊瘤，在仰焊部位出現凹陷。

2、原因分析

造成這些缺陷的原因是：對口間隙大，鈍邊薄、寬，熔池溫度過高，熔池存在一個地方時間 過長，對熔池的控制不當造成的，在形成凹陷缺陷時，電弧的推力不夠也是重要原因。

3、防治措施

⑴對口間隙符合標準要求，一般為2～3㎜；對于對口間隙不均勻的焊口，用機械打磨等方法設法修整到規定要求。

⑵對于坡口鈍邊不符合要求的進行打磨修整至規定要求。

⑶選擇合適的焊接線能量以及合適的焊接速度，控制熔池溫度在合適的范圍，不過高。

⑷仰焊部位焊接盡量采用短弧焊接，增強電弧推力。

4、治理措施

⑴對口點焊前檢查對口間隙和坡口鈍邊厚度及寬度符合標準要求；

⑵加強練習，增強掌握合適的電流參數及控制熔池合適溫度的能力；

⑶打底過程中發現上述缺陷及時采取相應處理措施。

六、內部裂紋

1、現象

在焊接接頭的焊縫、熔合線、熱影響區出現的內部開裂缺陷。

2、原因分析

產生裂紋的原因因為不同鋼種、焊接方法、焊接環境、預熱要求、焊接接頭中雜質的含量、裝配及焊接應力的大小等而不同，但產生裂紋的根本原因有兩點：產生裂紋的內部誘因和必 須的應力。

3、防治措施

⑴嚴格按照規程和作業指導書的要求準備各種焊接條件；

⑵提高焊接操作技能，熟練掌握使用焊接方法；

⑶采取合理的焊接順序等措施，減少焊接應力等。

4、治理措施

⑴針對每種產生裂紋的具體原因采取相應對策；

⑵對已經產生裂紋的焊接接頭，制定處理措施，采取挖補等處理。

第三篇：隧道無損檢測質量缺陷整治方案

隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

目 錄

1．工程概況.....................................................1 2.問題原因分析及處理方案........................................1 2.1二襯脫空.........................................1 2.2初支背后脫空.....................................4 2.3拱頂二襯鋼筋痕跡顯露，保護層不足......................62.4二襯厚度不足.....................................62.5鋼筋、鋼拱架間距不符合設計要求.......................82.6鋼筋、鋼拱架未按設計要求設置.........................92.7二襯混凝土不密實..................................93.施工注意事項.................................................12 4.安全保證措施.................................................12

隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

1．工程概況

我分部共承攬6座隧道的施工任務，隧道總長度13364m。6座隧道分別是：磚塘隧道，長838m；蕉枋一號隧道，長350m；蕉枋二號隧道，長113m；百家山隧道，長667m；新村隧道，長2485m；梅花山隧道，長8911m。截止到2013年10月，隧道已全部貫通，襯砌施工已進入尾期。

隧道施工過程中由于監控不到位，造成隧道施工完成后出現不同程度的質量問題，如二襯脫空，初支背后脫空，拱頂二襯鋼筋痕跡顯露保護層不足，二襯厚度不足，鋼筋、鋼拱架間距不符合設計要求，鋼筋、鋼拱架未按設計要求設置，二襯混凝土不密實等，針對第三方檢測單位無損檢測結果，我分部對不同部位不同程度的隧道質量問題進行了原因分析并形成處理方案如下。

2.問題原因分析及處理方案

2.1二襯脫空 2.1.1原因分析

二襯背后脫空的部位主要集中在隧道拱頂、施工縫等部位，形成的主要原因為：

（1）拱頂混凝土澆筑時施工間隙過長，造成局部混凝土形成阻塞，澆筑不到位；

（2）混凝土和易性差或粗骨料粒徑超標等原因造成混凝土堵塞或浮漿灌滿，未澆筑到位；

（3）混凝土輸送泵輸送壓力不夠、隧道坡度等原因造成混凝土澆筑不到位；

（4）防水板鋪設不到位（過松形成褶皺，過緊澆筑混凝土時造成脫落）隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

造成混凝土澆筑不到位。

2.1.2處理方案（1）總體施工方案

根據檢測報告現場核實脫空位置，判斷脫空處襯砌厚度基本條件：若脫空位置二襯混凝土有效厚度不小于設計襯砌厚度的75%時采用注漿回填工法。回填注漿時若脫空位置位于已預留的注漿孔位置，則直接注漿，若脫空位置不在預留的注漿孔位置，在脫空位置打設Φ20mm 注漿孔，在打孔的過程中，根據檢測報告提供的襯砌厚度，采取限深措施，保證不損壞防水板。注漿采用M30水泥砂漿。

（2）處理方法

脫空處理采用注漿回填工法。1）鉆孔施工 ①現場確認脫空位置

首先根據檢測報告上確定脫空段落范圍，大范圍確定后然后采用榔頭或鋼管敲打襯砌表面，通過敲打聲音進一步確定脫空段落范圍，敲擊范圍應比檢測報告檢測范圍大1m。

②鉆孔孔眼位置

根據確定的脫空范圍，最少布置2 個孔，為了保證注漿的密實度，在脫空段高端邊緣位置鉆一個排氣孔。鉆孔位置確定后應用紅油漆做標記。若脫空位置處預埋有注漿管，則可以利用原注漿孔。

③鉆孔：在標記處采用電錘垂直襯砌表面鉆設Ф50mm注漿孔，根據襯砌厚度要邊鉆邊測量，同時采用同襯砌有效厚度等長的鉆頭長度，防止超鉆破壞防水板。鉆眼到達實際襯砌厚度處停止鉆孔，檢測襯砌背后是否脫空和防 隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

水板是否破損。如鉆孔深度達到實測厚度仍未鉆透時，應邊鉆邊測量且要做好記錄。由于存在空洞，鉆進過程中，如鉆頭突然失速或掉鉆現象，則表示已經鉆透襯砌。

（3）注漿施工

①脫空段注漿采用M30 水泥砂漿，采用PO42.5 水泥，注漿壓力0.5～1.0MPa 或根據現場情況確定；

②注漿前先檢查管路和機械狀況，確認正常后做壓漿實驗，確定合理的注漿參數，指導施工；

③注漿時先注低位孔再注高位孔，注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔有無串漿現象，如發生串漿，應立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口，直至下排孔漿液注滿為止。注漿過程中壓力如突然升高，可能發生堵管，應停機檢查。

④低位孔漿液注滿時，采用高位孔繼續注漿，其余孔封堵好，在注漿時觀察上面排氣孔，直至漿液注滿為止，可停止注漿，并及時封堵注漿口和排氣孔。注漿孔采用快硬微膨脹水泥砂漿封堵。

⑤注漿過程現場技術員嚴格盯控，并填寫《隧道二襯注漿臺賬》，記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數據，觀察壓力表值、注漿孔串漿、流漿程度。

（4）注漿結束條件判定

注漿結束標準以注漿壓力和注漿時間、注漿量綜合判定。當達到下述情況之一時即可結束注漿：①當注漿量達到或超過設計注漿量，上游相鄰孔口出現冒漿時；②當注漿壓力已達到設計終壓，且穩壓10min后，即使進漿量仍未達到設計漿量，也可結束注漿。隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

（5）注漿完畢等強后，報第三方復檢，并檢測合格為止，資料閉合。仰拱及仰拱填充混凝土不密實的處理方案與二襯背后脫空的處理方案相同。

2.2初支背后脫空 2.2.1原因分析

（1）對超挖部位未按規范進行同等級混凝土回填；

（2）初支表面凹凸不平，防水板鋪設松鋪度不夠，造成防水板與初支之間形成空洞。

2.2.2處理方案

初支背后脫空可能存在于防水板與初期支護之間或初支背后，直接采用注漿回填處理。

（1）鉆孔施工 ①現場確認脫空位置

首先根據檢測報告上確定脫空段落范圍。②鉆孔孔眼位置

根據確定的脫空范圍，布設Ф50mm 注漿孔，為了保證注漿的密實度。鉆孔位置確定后用紅油漆做標記。

③鉆孔：在標記處采用風槍垂直襯砌表面鉆設Ф50mm注漿孔，根據襯砌及初支實際厚度進行鉆孔。

（2）注漿施工

①脫空段注漿采用M30 水泥砂漿，采用PO42.5 水泥，注漿壓力控制以保證水泥砂漿注入后自流為準或根據現場情況確定；

②注漿前先檢查管路和機械狀況，確認正常后做壓漿實驗，確定合理的 隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

注漿參數，指導施工；

③注漿時先注低孔再注高位孔，注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔有無串漿現象，如發生串漿，應立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口，直至下排孔漿液注滿為止。注漿過程中壓力如突然升高，可能發生堵管，應停機檢查。

④低位孔漿液注滿時，采用高位孔繼續注漿，其余孔封堵好，在注漿時觀察上面排氣孔，直至漿液注滿為止，可停止注漿，并及時封堵注漿口和排氣孔。注漿孔采用快硬微膨脹水泥砂漿封堵。

⑤注漿過程現場技術員嚴格盯控，并做好注漿記錄，記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數據，觀察壓力表值、注漿孔串漿、流漿程度。

（3）注漿結束條件判定

注漿結束標準以注漿壓力和注漿時間、注漿量綜合判定。當達到下述情況之一時即可結束注漿：①當注漿量達到或超過設計注漿量，上游相鄰孔口出現冒漿時；②當注漿壓力已達到設計終壓，且穩壓10min后，即使進漿量仍未達到設計漿量，也可結束注漿。

（4）注漿完畢等強后，報第三方復檢，并檢測合格為止，資料閉合。2.2.3 防排水系統修復

由于注漿回填時打破防水板，為保證防水板破損處不漏水，需要修復防排水系統，具體措施如下：

（1）疏通注漿段落環縱向排水盲管、泄水孔，必要時在邊墻泄水孔高度增設泄水孔。

（2）初支背后空洞注漿回填完畢后，待混凝土初凝后，注漿孔孔口3cm深度內采用聚硫密封膠封堵； 隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

（3）待混凝土等強后，沿注漿孔周圍20cm 范圍內安設Ф14 高壓注漿嘴，鉆孔深度最好控制在防水板與二襯之間，布孔間距20～30cm，梅花形布置，注漿材料采用聚氨酯注漿材料，注漿壓力控制在0.2～0.5MPa，注漿完畢拔除注漿嘴，并采用聚硫密封膠封孔。

初支背后回填不密實的處理方案與初支背后空洞的處理方案相同。2.3拱頂二襯鋼筋痕跡顯露，保護層不足 2.3.1原因分析

主要原因為鋼筋定位不穩固，澆筑混凝土過程中，拱頂鋼筋下沉變行，加之拱頂混凝土墊塊沒有加密，造成鋼筋痕跡顯露。

2.3.2 處理方案

針對隧道部分地段鋼筋混凝土保護層厚度不足，局部有鋼筋痕跡顯露的具體情況，理論上不影響結構強度，但對混凝土耐久性有影響，建議參照其他鐵路工程處理同類問題的措施，對混凝土采用耐久性補強措施，對保護層厚度不足地段混凝土內表面進行鑿毛，刮涂水泥基滲透結晶型防水涂料二遍，用量不應小于1.5kg/m2，且涂抹厚度不應小于2.0mm。

2.4二襯厚度不足 2.4.1原因分析

（1）現場技術人員質量意識不高、責任心不強，過程監控不到位；（2）施工時初支斷面局部欠挖或初支水平收斂。2.4.2處理方案

（1）因二襯背后存在脫空現象造成二襯厚度不足，待二襯背后脫空注漿完成后重新檢測該段二襯厚度。

（2）因隧道開挖和初支輪廓控制不嚴格，造成二襯厚度局部不滿足設計 隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

要求，邀請第三方檢測單位對二襯混凝土厚度不足里程做縱向和環向分析，確定二襯厚度不足的具體部位、厚度和面積大小，將數據提交設計單位，請設計單位在保證行車安全的前提下對二襯進行結構強度驗算。對需要進行返工處理的部位通過鉆孔取芯檢測，確定拆除返工范圍。返工完成后采用工字鋼拱架支撐定型鋼模板進行二襯重澆筑，最后進行養護及修補。

①二襯混凝土拆除

邊墻部位或二襯返工面積較小的部位，二襯混凝土盡量采取人工配合風鎬進行鑿出，首先標出鑿除面積的邊線，邊線尺寸的長與寬在原鑿除尺寸下各擴大30cm，然后人工風鎬鑿除。鑿除中盡量保護好兩模二襯之間的施工縫止水帶，防止止水帶破損。

對于人工鑿出困難的部位，需采用爆破方式拆除二襯混凝土，邊緣局部采用風鎬鑿除。鉆孔采用YT28風動鑿巖機用φ42mm鉆頭密排眼鉆孔，炮眼縱向間距1.0m一排，炮眼環向間距30cm，兩排眼縱向錯開布置。炮眼深度35～40cm，以不打透原二襯混凝土為原則，在原二襯混凝土厚度內預留5cm保護層，以減少爆破對原防水板的破壞。

若二襯內有鋼筋，二襯混凝土鑿除完畢之后，須把鋼筋在中間段切斷，以方便進行下一道防水板、土工布拆除工序作業，防水板拆除時，混凝土邊緣預留40cm寬不做切除，以便在后續防水板施工時，使新舊防水板做更好的結合，防水板焊接采用雙焊縫，焊接質量須滿足原設計要求。

②初支返工

拆除二襯后部防水板和土工布之后，對原初支表面欠挖部位鑿除，若為隧道欠挖造成二襯厚度不足時，現場須視欠挖面積做出整改方案，巖面盡量采用風鎬鑿出，若面積較大時，須分次整改，每次整改面積不得超過2平方 隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

米，即環*縱=2*1m。巖面達到設計要求后，須按原設計要求做好拱架連接，重新進行巖面初噴，嚴格控制初支表面平整度，待初支完成后按設計及規范要求進行土工布和防水板鋪設，若返工過程中切斷排水盲管切斷，須在混凝土接茬除留有30cm不做切除，待初支完成后做好新舊盲管連接工作。

③二襯混凝土施工

若二襯處于素混凝土地段，首先在新舊混凝土結合面做好接茬筋預埋工作，接茬筋采用Φ20鋼筋，長度為50cm，植筋深度為25cm，巖接茬表面布設上下兩排，鋼筋排距為30cm，間距不超過20cm，整個植筋過程想滿足植筋規范的要求。若二襯位于鋼筋混凝土地段，在二襯破除時，須在周邊按規范要求預留好鋼筋連接接頭，接頭須長短交錯預留，錯開長度滿足規范要求，二襯混凝土施工前補齊二襯鋼筋，鋼筋接頭采用搭接焊，整個焊接過程須嚴格保證焊接質量。同時，在鋼筋焊接過程中應注意保護防水板、土工布的損壞。

④鋼拱架支撐定型鋼模板重澆筑二襯

采用防水板臺車作為定型鋼模板立模臺車。鋼模板外支撐采用3榀鋼拱架支撐加固并頂在防水板臺車上固定。襯砌模板頂端預留梯形澆筑缺口，二襯混凝土從預留缺口泵送入倉進行澆筑，一次性澆筑完成（返工二襯混凝土采用同標號進行澆筑），達到7天強度后拆除模板修整混凝土表面，對預留梯形缺口處進行同標號的混凝土進行修補。

2.5鋼筋、鋼拱架間距不符合設計要求 2.5.1原因分析

（1）現場技術人員質量意識不高、責任心不強，過程監控不到位；（2）局部鋼筋、拱架間距超標，造成整體數據超標。2.5.2處理方案 隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

鑒于隧道二襯已經施工閉合和通車后高速行駛的列車在隧道內形成超強負壓，不易返工處理。建議邀請第三方檢測單位對不符合要求的鋼筋和拱架間距分析具體間距，將數據提交設計單位，請設計單位在保證行車安全的前提下進行結構強度驗算。

2.6鋼筋、鋼拱架未按設計要求設置 2.6.1原因分析

（1）現場測量出現失誤，里程識別錯誤，造成鋼筋或拱架安裝不在超前或延后；

（2）圍巖變更后，現場技術人員交底不及時、不到位；

（3）二襯端模位置為便于安裝模板，端頭少安裝2-3根鋼筋，造成施工縫處鋼筋缺失。

2.5.2處理方案

針對隧道部分地段鋼筋、拱架未按設計要求設置的具體情況，首先讓測量班復測隧道標識的里程是否和實際里程一致，然后邀請第三方對鋼筋、鋼拱架未按設計要求的地段復測。

確定鋼筋、拱架未按設計要求設置的里程后，該段里程施工過程中存在設計變更的向設計單位申請二次變更；不存在設計變更的里程，將數據提交設計單位，請設計單位在保證行車安全的前提下進行結構強度驗算。

2.7二襯混凝土不密實 2.7.1原因分析

襯砌不密實一般存在于拱頂、拱腰等部位，形成的主要原因：

（1）噴射混凝土表面平整度超標凹凸不平的現象較普遍，防水板鋪掛時富余量過大，與噴射混凝土面不夠密貼，在澆筑混凝土時防水板擠壓發生褶 隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

皺，造成二襯與初支間出現空隙。

（2）混凝土施工配合比水灰比偏大、混合料坍落度大、混凝土振搗不密實，混凝土自重下沉；混凝土收縮徐變造成不密實現象。

（3）混凝土骨料含量偏大，混凝土和易性差，振搗后發生離析，造成混凝土內部不密實。

（4）用輸送泵送混凝土時，拱頂面的混凝土在輸送過程中把部分空氣密閑在狹小的空間內無法排出，造成留有狹小的縫隙。

2.7.2處理方案

根據檢測結果，對襯砌不密實地段采取拱頂鉆眼回填注漿，打眼時控制好深度，防水板處混凝土采取人工鑿除處理，防止防水板被打穿，注漿流程及要點如下：

（1）漿液配合比：水泥漿水灰比為：0.5:1～1:1，水泥采用42.5級(R)硅酸鹽早強水泥。并通過試驗按需摻配高強減水劑、速凝劑；添加劑的性能質量應符合GB8076規定，使用前進行試拌合試驗，凝結時間宜初凝不超過5min、終凝不超過10min。

（2）注漿壓力（壓強）和灌漿管設置：應待二次襯砌混凝土強度達到齡期的75%以上時才能注漿，一般初壓0.2～0.5MPa、終壓0.5～1.2MPa，可采用逐漸加壓式注漿，也可采用定壓注漿，注漿時將注漿芯管安裝在預埋的灌漿管上，預埋的灌漿管間距取200cm～400cm，注漿速度一般為30～60L/min。預埋的灌漿管應注意避免破壞防水板，灌漿管端頭設置防堵設施，注漿結束后應將灌漿管孔封堵密實。

（3）注漿前應先對注漿管路系統用1.5～2.0倍注漿終壓進行吸水試驗，檢查管路系統能否耐壓，有無漏水，機械設備是否正常，試運行20min后，隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

進行注漿現場試驗，確定注漿參數。試驗及壓漿過程中，要求有值班施工技術人員在場，并根據現場注漿實際情況，作出準確判斷及時對漿液稠度和凝固時間作出調整。

（4）注漿時應合理確定注漿順序，注漿前應先對管孔進行清理。注漿時如出現壓力迅速上升而漿液卻不易注入或注入量很小的情況，應加大水灰比、降低漿液濃度，同時檢查注漿管有無堵塞，并加以疏通。相反當發現注漿壓力較低或壓力上升緩慢而漿液注量卻特別大時，應停止注漿，檢查是否有漏漿或串漿的現象并及時加以堵塞，同時宜采用減少水灰比或在水泥漿中摻入適量（5%～10%）的水玻璃或采用雙液注漿以縮短凝結時間；當壓注水玻璃液后，壓強明顯上升，達到目標要求時，可停止壓注水玻璃，仍用原水泥漿液，或用小泵量間歇式注漿。

（5）注漿結束標準宜以注漿壓力和注漿時間、注漿量綜合判定。當達到下述情況之一時即可結束注漿：①當注漿壓力達到設計終壓時；②當注漿量達到或超過設計注漿量，孔口管出現冒漿時；③當注漿壓強已達到設計終壓，且穩壓10min后，即使進漿量仍未達到設計漿量，也可結束注漿；④注漿時襯砌表面如出現有滲漏水部位，可改用壓注水泥-水玻璃或其他化學漿液進行注漿堵水。

（6）注漿過程中要經常檢查漿液質量，控制好漿液水灰比、注漿壓力、注漿量，并逐管填寫注漿記錄。注漿完成后應檢查固結效果，分析注漿記錄，對注漿量偏少和有懷疑的灌漿管應重點檢查，采用沖擊-回波法、地質雷達法、聲波監測和直接鉆芯取樣等方法觀察漿液充填和密實情況，如發現效果不佳，應進行補管注漿。隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

3.施工注意事項

（1）施工前仔細核對設計文件和施工記錄，了解襯砌支護、防排水設置等情況，注意保護預埋管線、隧道結構及防排水設置。

（2）隧道缺陷整治時，必須認真研究現場實際情況，環境條件發生變化時應因地制宜采取針對性措施。整治要徹底，避免重復整治；同時，在整治缺陷時嚴禁產生新的問題。遇見特殊問題無法采用現有的方案處理或多問題復合時應及時上報并研究專項方案。

（3）針對檢查的問題，現場用紅油漆采用不同的符號標記清楚。（4）缺陷整治前，應疏通隧道防排水系統，保證排水通暢，特殊情況下在矮邊墻處鉆設泄水孔。

（5）注漿時要控制好壓力梯度，逐步提高壓力，注漿結束后及時全隧道排水系統的檢查和疏通，確保排水暢通；同時對達不到注漿效果地段進行補充注漿。

（6）與軌道相關的處理，應在保證軌道安全的基礎上進行。

（7）嚴格按方案組織施工，整治過程要保存資料及影像資料，每到工序完成驗收合格后方可進行下道工序施工。

（8）做好現場文明施工，施工垃圾及時清理，施工用的小型機具、照明等專人負責。

（9）現場施工人員做好防護措施，佩戴防護用品。

4.安全保證措施

（1）成立隧道缺陷整治安全管理小組，在缺陷整治過程中狠抓安全管理。（2）加強施工前安全技術培訓，組織專職技術人員對施工人員進行技術培訓，對高空作業的注意要點及防護措施進行培訓，對臺車搭設人員進行技 隧道無損檢測質量缺陷整治方案 xxx三項目部

術交底和安全技術作業指導，保證臺車的搭設質量和作業安全，確保在缺陷處理過程中不出現由于技術失誤導致的安全事故。

（3）加強線路管理。做好施工及線路封閉要點；做好線路標識牌，并在施工中必須使用且正確。對所有隧道內施工人員每人新發一件反光背心，并要求施工時必須穿戴。

（4）建立跟班制度。根據現場實際安排安全員對隧道缺陷處理進行跟班作業，尤其是缺陷處理臺車跟班，對高空安全作業防護措施到位。

（5）加強現場施工中的安全措施制度。

在臺車上施工時必須掛設安全帶，安全帶高掛低用，注意防止擺動碰撞，不準將繩打結使用，也不準將鉤直接掛在安全繩上使用，應掛在連接環上使用，要選擇在牢固構件上懸掛。臺車安全防護網在存放使用中，不與受有機化學物污染或其他可能導致防護網受破壞的物品相混，當發現污染后進行沖洗，洗后自然干燥，使用中防止電焊火花掉在網上。

第四篇：如何檢查0.4mm 304不銹鋼焊接缺陷(無損檢測)

本文源自：中國無損檢測論壇http://bbs.ndtcn.org 我們做的是29X135X215的盒子，用的材料是304不銹鋼，厚度是0.4mm。現在的做法是焊接后用貫氣的方法部分抽查，不能保證100% OK。先尋求先進的方法做無損檢測，但各種無損檢測方法給我們的答復是只有1mm以上的鋼板才能檢測。

有沒有那個高人給我講解下無損檢測的各種方法比較和檢測設備發展歷史，最后是如何做我這種產品的無損檢測。

謝謝！

回答：只能做滲透檢測

第五篇：常見焊接缺陷及X射線無損檢測

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前言

船舶制造業自20世紀初開始研究焊接應用技術，并于1920年以英國船廠首次采用焊接技術建造遠洋船為標志，焊接技術逐漸在船廠得到推廣應用，并迅速取代鉚接技術。由于焊接過程中各種參數的影響，焊縫中有時候不可避免地會出現裂紋、氣孔、央渣、未熔合和未焊透等缺陷。為了保證焊接構件的產品質量，必須對其中的焊縫進行有效的檢測和評價，尤其是在船舶壓力管道、分段大接縫、外板及水密與強力接點等部位進行質量檢測是十分必要的。

眾所周知，船舶結構件發生焊接裂紋對結構強度和航行安全危害極大，特別是一些隱性裂紋不易發現，一旦船舶出廠，這些隱性裂紋后患無窮。因此，船舶在建造焊接過程中產生的裂紋一經發現，就必須立即查明原因并采取果斷的措施徹底根除。焊接質量的檢驗方法，一般分無損檢驗和破壞檢驗兩大類，采用何種方法，主要根據產品的技術要求和有關規范的規定。

無損探傷分滲透檢驗、磁粉探傷、超聲波探傷和射線照相探傷。破壞檢驗方法是用機械方法在焊接接頭(或焊縫)上截取一部分金屬，加工成規定的形狀和尺寸，然后在專門的設備和儀器上進行破壞試驗。依據試驗結果，可以了解焊接接頭性能及內部缺陷情況，判斷焊接工藝正確與否。經檢驗，船體結構焊縫超過質量允許限值時，應首先查明產生缺陷的原因，確定缺陷在工件上的部位。在確認允許修補時，再按規定對焊縫進行修補。

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產生咬邊的原因：是由于焊接電流過大、運條速度快、電弧拉得太長或焊條角度不當等。埋弧焊的焊接速度過快或焊機軌道不平等原因，都會造成焊件被熔化去一定深度，而填充金屬又未能及時填滿而造成咬邊。防止產生咬邊的辦法是：選擇合適的焊接電流和運條手法，隨時注意控制焊條角度和電弧長度；埋弧焊工藝參數要合適，特別要注意焊接速度不宜過高，焊機軌道要平整。(4)未焊透、未熔合

焊接時，接頭根部未完全熔透的現象，稱為未焊透；在焊件與焊縫金屬或焊縫層間有局部未熔透現象，稱為未熔合。

未焊透或未熔合是一種比較嚴重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊縫會出現間斷或突變，焊縫強度大大降低，甚至引起裂紋。因此，在船體的重要結構部分均不允許存在未焊透、未熔合的情況。未焊透和未熔合的產生原因是焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過小、速度太快及電弧過長等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒有清除干凈，或在焊接時該處流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合或運條手法不當，電弧偏在坡口一邊等原因，都會造成邊緣不熔合。

防止未焊透或未熔合的方法是正確選取坡口尺寸，合理選用焊接電流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干凈；封底焊清根要徹底，運條擺動要適當，密切注意坡口兩側的熔合情況。(5)焊接裂紋

焊接裂紋是一種非常嚴重的缺陷。結構的破壞多從裂紋處開始，在焊接過程中要采取一切必要的措施防止出現裂紋，在焊接后要采用各種方法檢查有無裂紋。一經發現裂紋，應徹底清除，然后給予修補。

焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。焊縫金屬由液態到固態的結晶過程中產生的裂紋稱為熱裂紋，其特征是焊后立即可見，且多發生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布。熱裂紋的裂口多數貫穿表面，呈現氧化色彩，裂紋末端略呈圓形。產生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點雜質(如FeS等)。

防止產生熱裂紋的措施是：一要嚴格控制焊接工藝參數，減慢冷卻速度，適當提高焊縫形狀系數，盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產生裂紋；二是認真執行工藝規程，選取合理的焊接程序，以減小焊接應力。焊縫金屬在冷卻過程或冷卻以后，在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產生的裂紋稱為冷裂紋。這類裂紋有可能在焊后立

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量施焊法。每一缺陷應一次焊補完成，不允許中途停頓。預熱溫度和層間溫度，均應保持在60℃以上。

(6)焊縫缺陷的消除的焊補，不允許在帶壓和背水情況下進行；

(7)修正過的焊縫，應按原焊縫的探傷要求重新檢查，若再次發現超過允許限值的缺陷，應重新修正，直至合格。焊補次數不得超過規定的返修次數。

4、無損檢測

4.1、無損檢測的定義

現代無損檢測的定義是：在不損壞試件的前提下，以物理或化學方法為手段，借助先進的技術和設備器材，對試件的內部及表面的結構、性質、狀態進行檢查和測試的方法。

無損檢測是在現代科學技術發展的基礎上產生的。例如，用于探測工業產品缺陷的X射線是在德國物理科學家倫琴發現X射線基礎上發生的，超聲波檢測是在二次世界大戰中迅速發展的聲納技術和雷達技術的基礎上開發出來的，磁粉檢測建立在電磁學理論的基礎上，而滲透檢測得益于物理化學的進展，等等。長期以來，無損檢測技術主要應用于工業材料和制品的質量監測，在接下來的章節中，我將對船舶焊縫中無損探傷的展開研究。

4.2、無損檢測的背景及發展

隨著工業生產的發展，無損檢測的發展大致經歷了三個階段，即無損探傷NDI(Non—destruetiveInspeetion)，無損檢驗NDT(Non—destruetiveTesting)及無損評價NDE(Non--destruetiveEvaluation)，目前一般統稱為無損檢測NDT。其中，NDI是在不損壞產品的前提下，發現人眼無法直接觀察到的缺陷；NDT是不但檢驗最終產品，而且要測量過程的工藝參數：NDE是不僅要探出缺陷的有無及位置，而且還要測出缺陷的類型、尺寸、形狀、取向以及對力學行為的影響等，以便用斷裂力學的方法對被測產品作出檢修周期和使用安全性的結論。因此，NDE包括NDI及NDT的內容，更具有綜合性。材料和工件的無損檢測和評價，對于控制和改進生產過程和產品的質量，保證材料、零部件、產品的可靠性和生產過程的安全性，以及提高勞動生產率等都起著關鍵性的作用.無損檢測作為一項工業技術，被應用于產品的整個制造、服役過程中，是現代工業發展必不可少的有效工具。因此世界各國對無損檢測技術的研究都非常重視，大力開展

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小和數量，隨后按通行的標準對缺陷進行評定分級。如圖

原理：放射線穿透試件時膠片曝光，不連續對曝光有影響。如圖

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2)應用范圍：適用于大部分材料，開關和結構。例如新制造或在用的焊接件，鑄件組合件等。

3)優點：檢測結果有直接記錄——底片，由于底片上記錄的信息十分豐富，且可以長期保存，從而使射線照相法成為各種無損檢測方法中記錄最真實、最直觀、可追蹤性最好的檢測方法。可以獲得缺陷的投影圖像，缺陷定性定量最準確。體積型缺陷檢出率很高，而面積型缺陷的檢出率受到多種因素影響。

4)缺點：適宜檢驗較薄的工件而不適宜較厚的工件； 適宜檢測對接焊縫，檢測角焊縫效果較差，不適宜檢測板材、棒材、鍛件；對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的確定比較困難；檢測成本高；射線照相法檢測速度慢；平面不連續的(可檢測方向)有臨界值；射線對人體有傷害。(3)超聲波檢測(PenetrationTesting)超聲波是一種頻率超過20KHz的特殊聲波，除具有傳統聲波傳輸的基本物理特性，(如：反射、折射和衍射等)外，其還具有方向性集中、穿透力強、振幅小等特點因而．超聲波檢測技術在實時控制、高精度、無損傷等方面均具有優勢，廣泛應用在工業無損檢

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零件表面被施涂含有熒光染料或者著色染料的滲透液后，在毛細管作用下，經過一定時間，滲透液可以滲進表面開口的缺陷中：經去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯影劑，同樣，在毛細管作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中：在一定的光源下(紫外線或者白光)，缺陷處的滲透液痕跡被顯示(黃綠色熒光或者鮮艷紅光)，從而探測出缺陷的型貌以及分布狀態。如圖

1)原理：將可視或熒光物資的液體涂到表面，由毛細作用進入不連續處 2)應用范圍：事實上可以用于任何無覆蓋層，未污染的無吸附性固體

3)優點：操作相對簡單，材料廉價，特別敏感，通用，培訓少滲透探傷可以用于疏松多孔性材料外任何種類的材料；形狀復雜的部件也可用滲透探傷，并一次操作就可大致做到全面檢測：同時存在幾個方向的缺陷，用一次探傷操作就可完成檢測；不需要大型的設備，可不用水、電。

4)不足：只能檢測到開口至表面的不連續，表面必須相對光滑且沒有污染物；檢測工序多，速度慢；檢測靈敏度比磁粉探傷低；材料較貴，成本較高；有些材料易燃，1

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二、射線探傷技術在船舶制造業中的應用研究

1、前言

1895年德國物理學家倫琴發現X射線，1912年美國物理學家D庫利吉博士研制出新型X射線管一白熾陰極X射線管，這種X射線管可以承受高電壓、高電流，為X射線的工業應用提供了基礎。1922年美國麻薩諸塞州陸軍兵工廠安裝了庫利吉管X射線機，工作電壓為200kV，管電流達5111A，一次完成了真正的工業射線照相。

此后，射線照相檢驗技術得到了迅速的發展，1930年前后，射線照相檢驗技術正式進入工業應用。1940年前后，首次得出了射線照相檢驗底片質量問題。1962年前后，建立了完整的、至今仍在指導常規射線照相檢驗技術的基本理論。1970年以后，圖像增強器射線實時成像檢驗技術、射線層析檢測技術等發展迅速。1990年以后射線檢測技術進入了數字射線檢測技術時代，成像板及線陣列射線實時成像檢驗技術和CR技術是發展中的重要技術．對于工業應用，射線檢測技術已形成了一個完整的技術系統，一般認為可劃分為：射線照相檢驗技術、射線實時成像檢驗技術、射線層析檢測技術和輻射測量技術四類。射線照相檢驗技術主要是X射線照相檢驗技術、Y射線照相檢驗技術、中子射線照相檢驗技術和非膠片射線照相檢驗技術等。

2、射線探傷

2．1、X射線檢測概述

射線檢測技術是一種重要的無損檢測技術。它依據的是被檢工件由于成分、密度、厚度等的不同，對射線產生不同的吸收和散射特性并對被檢工件的質量、尺寸、特性等做出判斷。X射線檢測是眾多射線檢測中比較常見的一種，廣泛應用于冶金、機械、石油、化工、航空、航天、醫療等各個領域。

2．2、射線探傷的應用

射線檢測技術不僅可用于金屬材料(黑色金屬和有色金屬)的檢驗，也可用于非金屬材料和復合材料的檢驗，特別是它還可能用于放射性材料的檢驗。檢驗技術對被檢工件或試件的表面和結構沒有特殊要求，所以它可以應用各種產品的檢驗。目前，射線廣泛地應用于機械、兵器、船舶、核工業、航空、航天、電子等各工業領域，其中應用最廣泛的方面是鑄件和焊接件的檢驗。射線檢測技術在工業與科學研究等方面的主要應用類型包括：

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(2)中國船級社1996《鋼質內河船入級與建造規范》：(3)中國船級社1998《材料與焊接規范》：

(4)原中國船舶工業總公司《中國造船質量標準CSQs(1998)》：(5)GB／T3323—87鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級：(6)CT3／T3177—94船舶鋼焊縫射線照相和超聲波檢查規則：(7)GB／T3558—94船舶鋼焊縫射線照相工藝和質量分級：(8)GB／T3559—94船舶鋼焊縫手工超聲波探傷工藝和質量分級。

以上規范和標準主要體現在船廠技術部門編制的有關焊接工藝文件中，在現場檢驗的檢驗人員主要是確定其工藝和計劃是否經船檢機構認可，在實際工作中船廠特別是中小型廠會經常疏忽，還需要注意以下內容：(1)無損探傷人員必須要有相應的資格。

(2)被評定為不合格的焊縫應及時返修，并注意對返修工藝的控制和檢驗。(3)當無損探傷發現焊縫內部有不允許存在的缺陷并認為該缺陷有可能延伸時則應在其延伸方向(一端或兩端)增加探傷數量直至達到鄰近合格的焊縫為止；

(4)當所有被檢焊縫的一次合格率低于80％時，應對重要部位焊縫追加檢查，其數量大約為10％一20％，并應對全部焊接工藝引起注意。

(5)射線拍片的布片密度應按鋼材的材料級別從高到低遞減。縱橫向對接焊縫交叉處的布片方向應平行與橫向對接焊縫。

(6)對危險化學品船焊縫的無損探傷，尚應對下列部分進行無損探傷。

a)液貨艙艙壁板上所有的焊縫十字交叉處：

b)液貨艙邊界焊縫應探測裂紋，探測的長度應至少為液貨艙邊界焊縫總長度的10％：

c)當舷側和船底縱骨以及縱艙壁水平扶強材在橫艙壁處中斷時，上述構件與橫艙壁的焊縫應探測裂紋，探測的長度應至少為骨材與橫艙壁連接焊縫總長度的10％：

d)當縱向構件和縱艙壁水平扶強材連續地通過橫艙壁時，其與橫艙壁的焊縫應探測裂紋，探測的長度對舷側和船底縱向構件至少為總長度30％，對縱艙壁水平扶強材至少為總長度的20％。當橫向構件連續地穿過液貨艙縱艙壁時，該構件與邊界連接焊縫戍探測裂紋探測的焊縫長度至少為總長度的10％。

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3．2、美國船級社(ABS)射線探傷規范

1．射線探傷范圍(1)總則

必須對現場驗船師提供足夠的證明以核準射線探傷的適用性，并且檢查具有代表性的檢測點的射線圖片。

(2)高比例的超標缺陷：如果超標缺陷非常高，檢測點的數目必須增加。船舶焊接缺陷及無損探傷研究 2．射線探傷的位置(1)總則

在選擇檢測點時，以下檢測位置將著重考慮： a)位于高強度區域內的焊接 b)其他重要結構構件

c)不能到達或很難檢查到的焊接部位 d)現場搭載焊接 e)可疑區域 3．射線探傷應用標準

(1)船體表面一A級標準，對于船長大于或等于150m，應用于船腫部0．6L范圍內船體表面熔透焊(fundePenetration)的射線探傷必須符合A級標準。

a)當使用特殊船體材料或者船體設計認為材料屬于危險級別時，對船長小于150m(500ft)的船體表面探傷也可以應用A級標準。

b)所有LNG(LiquefiedNaturalGas)和LpG(Liquefiedpetroleum船舶的貨艙(除了隔膜艙)的熔透焊射線探傷必須符合A級標準。

(2)船體表面一B級標準，除了上面情況適用于A級標準外，對于船長小于150m和所有船腫O．6L以外的船體表面熔透焊的射線探傷適用于B級。4可接受的標準(1)裂紋

射線探傷顯示的任何裂紋都不被接受。(2)未熔合或未焊透

在焊縫任何部位或者焊縫與相鄰母材之間的未完全熔合被稱為未熔合或者未焊透。

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(4)氣孔

氣孔、圓形空洞和分散良好的夾鎢都被作為氣孔處理。

a)A級和B級在150mm焊接長度內且鋼板厚度在12smm到50mm內，射線圖像顯示的氣孔大于圈3—4至圖3—5允許的范圍被評定為缺陷超標。

b)對于材料厚度大于50~的射線探傷圖像評定氣孔的標準完全不同于圖3．4到圖3 5的標準。

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(5)多種缺陷

射線圖像顯示既有氣孔又有夾渣(包括可以接受的未熔合和未焊透)，以下為判定標準：

a)如果射線探傷缺陷接近最大可以允許的夾渣程度，此時只有50％可被允許的氣孔存在。

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結論

本論文在指導老師的悉心指導和嚴格要求下，經過本人三個多月的努力業已完成，從課題選擇到具體構思和內容，無不凝聚著老師的心血和汗水，在學校學習和生活期間，也始終感受著老師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。

這次做論文的經歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破。希望這次的經歷能讓我在以后學習中激勵我繼續進步。

本次畢業論文設計與編寫的過程，是對我所學的無損檢測專業知識的又一次鞏固與加強。這使我對無損檢測的一些基礎知識得到進一步鞏固。通過對相關書籍的翻閱和網上查找，我了解了焊接和無損檢測的原理與內涵，以及它的發展方向和所面臨的問題。不過更重要的是，這次畢業論文的編寫讓我懂得了很多論文內容之外的東西，整個編寫過程不僅是對自己掌握知識全面性的考察，更是一次鍛煉自身能力的機會和對自己意志品質的全面考驗。它讓我找到了一種創新的、自主的學習方式，這更有利于我把所研究的知識和今后的實際工作緊密地聯系到一起。正是這次畢業設計，讓我對自己所學的專業更加熱愛，并指導著我把知識更好地運用到今后的實踐中去。

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參考文獻

1、趙思連．船舶焊接缺陷及其質量檢驗[J]，(2001)03-21-03

2、AWS美國焊接協會．焊接外觀檢驗工作手冊[S]，2006．

3、鄭世才．射線檢測[M]．機械工業出版社，2004．

4、KennethR．Castleman，數字圖像處理[M]，朱志剛，北京：電子工業出版社，2002，187—456．

5、中國船級社．《鋼質海船建造與入級規范》[S]．2001

6、MaterialSandWeldin92006[S]，AmerieanBureauofShipping[S]

7、魏國亮．趙振宇，徐勝航，于洋．工業常用無損探傷原理及特點分析[J]，(2008)03-0152-02．

8、羅旭輝．鋼結構焊縫的超聲探傷[J]，廣州建筑，2002年，第一期．

9、周志勇．船體焊縫缺陷X射線圖像自動識別方法研究[D]．上海：上海海事大學輪機學院，2007．

10、李衛東，李德元．焊接缺陷自動檢測中區分典型條形缺陷判據的建立[J]．電力建設，1999，20(2)：9一ll

11、吳明復．焊縫的無損檢測技術[J]．首都航天機械公司航天工藝，1998，20(6)：50—52

12、于鳳坤，趙曉順，王希望，劉淑霞，馬躍進．無損檢測技術在焊接裂紋檢測中的應用[J]，(2007)09—0353-03．

13、姚培元．無損檢測技術[M]．北京：航天大學出版社，1983．

14、強天鵬．射線檢測[M]．昆明：云南科技出版社，1999．

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致謝

三年的讀書生活在這個季節即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊。隨著這份論文的截稿，我的心里思緒萬千，久久不能平靜。這意味著我即將離開著、這個我生活學習了三年的地方。

偉人、名人為我所崇拜，可是我更要把我的敬意和贊美獻給我的老師，要特別感謝老師在整個畢業課題設計期間給予本人無微不至的關懷和細心的指導。在設計過程中指導老師為我提出了許多寶貴的意見和建議，謹向孫老師表示深深的謝意。

另外，感謝校方給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課題，并在這個過程當中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學習一些實踐應用知識，增強了我們實踐操作和動手應用能力，提高了獨立思考的能力。再一次對我的母校表示感謝。

感謝在整個畢業設計期間和我密切合作的同學，和曾經在各個方面給予過我幫助的伙伴們，在大學生活即將結束的最后的日子里，我們再一次演繹了團結合作的童話，把一個龐大的，從來沒有上手的課題，圓滿地完成了。正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學到了本次課題所涉及的新知識，更讓我感覺到了知識以外的東西，那就是團結的力量。

在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！

最后再一次感謝所有在畢業設計中曾經幫助過我的良師益友和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。