新版GB50661《钢结构焊接标准》焊接检验部分(含释义)【第一期】

  • 2024年11月22日
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新版 GB50661《钢结构焊接标准》即将正式施行。源创力无损检测培训中心作为一家致力于钢结构无损检测人员培训的专业机构,将分3 期为大家推送标准原文以及相应的释义内容。

8  焊接检验

8.1 一般规定

8.1.1 焊接检验包括自检和监检,应在自检合格后再进行监检。

[释义]:

一、焊接检验分类及要求

  1. 焊接检验分为自检和监检两类。
  2. 自检是钢结构焊接质量保证体系重要步骤,涉及焊接全过程,自检人员资质需满足规范相关规定,无损检测人员数量要求产品所需检测项目每项不少于 2 名二级及二级以上人员。
  3. 监检由具有资质的独立第三方完成,监检比例依设计要求及结构重要性确定。焊接难度等级为 A、B 级结构,监检主要内容是无损检测;C、D 级结构,监检内容还包括过程中的质量控制和检验。

二、不同行业监督检验模式及问题

  1. 国内涉钢产业监督检验有两种模式:
    • 船舶和建筑行业模式:以验船师或监理工程师为驻厂代表旁站监控,业务考核范围主要是项目管理法律法规及标准规范,很少涉及具体技术专业知识,工作质量取决于旁站者业务素养。
    • 压力容器行业模式:驻厂监造人员需取得行业颁发的焊接检验师或检验员资格证书上岗,一定程度上保证监督工作质量。
  2. 船舶和压力容器行业对无损检测由船级社或特种设备检验机构按一定比例进行第三方抽检,建筑行业执行前无明确规定,多靠企业自检控制工程质量,漏检、瞒报事件时有发生。

三、钢结构行业问题及建议

  1. 钢结构产业领域监理工程师制管理焊接生产工作有很大欠缺,应向欧美同行及国内压力容器行业学习,实现焊接从业人员职业资格认证制度。
  2. 片面强调监督检验作用不可取,质量问题产生是复杂综合的社会性质问题,涉及体制机制、管理意识、成本控制、技术工艺及人员整体素质和职业道德等,当前建筑钢结构市场环境下,相关从业人员特别是焊工自身素质和职业道德水准尤为重要。

8.1.2 焊接检验应包括焊前检验、焊中检验和焊后检验,应符合下列规定:

1、焊前检验应至少包括下列内容:

  1. 按设计文件和相关标准的要求对工程中所有钢材、焊接材料的规格、型号(牌号)、材质、外观及质量证明文件进行确认;
  2. 焊工合格证及认可操作范围确认;
  3. 焊接工艺技术文件及操作规程审查;
  4. 坡口形式、尺寸及表面质量检查;
  5. 组对后构件的形状、位置、错边量、角变形、间隙等检查;
  6. 焊接环境、焊接设备等条件确认;
  7. 定位焊缝的尺寸及质量认可;
  8. 焊接材料的烘干、保存及领用情况检查;
  9. 引弧板、引出板和衬板的装配质量检查。

2、焊中检验应至少包括下列内容:

  1. 实际采用的焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度、层间温度及后热温度和时间等焊接工艺参数与焊接工艺文件的符合性检查;
  2. 多层多道焊焊道缺陷的处理情况确认;
  3. 采用双面焊清根的焊缝,应在清根后进行外观检测及规定的无损检测;
  4. 多层多道焊中焊层、焊道的布置及焊接顺序等检查。

3、焊后检验至少包括下列内容:

  1. 焊缝外观质量与外形尺寸检测;
  2. 焊缝的无损检测
  3. 焊接工艺规程记录及检验报告审查。

[释义]:

一、过程检验重要性

  1. 过程控制对焊接产品质量至关重要,尤其对于高强钢或特种钢,工艺参数对产品性能和质量影响直接,不利后果难以恢复且常规无损检测方法无法检测到。
  2. 正确的过程检验程序和方法是保证产品质量的重要手段。

二、过程控制的定义
过程控制是在焊接产品生产过程中,对相关人员、技术文件、材料、设备、工艺参数及焊接质量等进行审核与检验以控制产品质量。

三、存在的问题及分析

  1. 焊工管理问题:
    • 仅审查焊工合格证远远不够,焊工是技术性强且有时效性的工种。
    • 现行规范要求持证焊工若连续 6 个月未从事许可范围内工作需重新参加实操考核合格后上岗,但因体制变化,企业管理模式改变,专业分包多为私营小企业,管理不规范、人员流动性强,导致项目管理者难以掌握焊工从业情况,焊工管理失控,焊接质量下降。
  2. 标准执行问题:
    • 国家现行团体标准《钢结构焊接从业人员资格认证》T/CECS331 对手工操作技能附加项目考试有规定,但因是推荐性团体标准,多数企业不执行。
  3. 焊接技术人员和检验人员问题:
    • 目前对焊接技术人员和检验人员(执证无损检测人员除外)资格认定无明确准则。
    • 通常认为有焊接专业技术职称的就是合格焊接技术人员,焊接检验人员多由监理工程人员或企业质量检验人员担任,许多人缺乏基本焊接专业技术知识,人员能力不足是焊接质量事故频发的主要原因之一。

四、改进建议
从人员培训和资质认定方面抓起,改变现状。


8.1.3 焊接检验前应根据结构所承受的荷载性质、深化设计图及技术文件规定的焊缝质量等级要求编制检验和试验计划,由技术负责人批准并报监理工程师备案。检验方案应包括检验批的划分、抽样检验的抽样方法、检验项目、检验方法、检验时机及相应的验收标准等内容。

[释义]:

焊缝在结构中所处的位置不同,承受荷载不同,破坏后产生的危害程度也不同,因此对焊缝质量的要求理应不同。如果一味提高焊缝的质量要求将造成不必要的浪费。本标准根据承受荷载不同将焊缝分成动荷载和静荷载结构,并提出不同的质量要求。同时要求按设计图及说明文件规定荷载形式和焊缝等级,在检验前按照科学的方法编制检验方案,并由质量工程师批准后实施。设计文件对荷载形式和焊缝等级要求不明确的应依据现行国家标准《钢结构设计标准》(GB50017)及本标准(5.1.5)的相关规定执行,并须经原设计单位签认。 之所以强调根据载荷形式制定检验方案或标准,主要是承受静载的结构与承受动载(或疲劳载荷)的结构在产生破坏的机理和概率上存在巨大差异。据统计目前焊接结构发生破坏或失效的形式主要有塑性、脆性、疲劳、腐蚀和蠕变五种,其中大约90%为疲劳破坏。而疲劳破坏相对于其他破坏形式有其自己的特点,主要表现为:低应力破坏,是指疲劳破坏发生时通常结构所承受荷载远低于设计允许的应力值;②破坏断口宏观上无塑性变形;③疲劳破坏对材料的微观组织和内部微小缺陷不敏感,相反对材料表面缺陷非常敏感。由此可见疲劳载荷对结构安全性的巨大影响,因此根据结构所承受的荷载形式确定质量控制标准是目前国际上为保证结构安全所采取的通用准则。


8.1.4 焊缝检验抽样方法应符合下列规定:

1、当工厂制作焊缝长度不大于1000mm时,每条焊缝应为1处;当长度大于1000mm时,以1000mm为基础,每增加300mm焊缝数量应增加1处;现场安装焊缝每条焊缝为1处。

2、可按下列方法确定检验批:

  1. 制作焊缝以同一工区(车间)按300-600处的焊缝数量组成检验批;多层框架结构可以每节柱的所有构件组成检验批;
  2. 安装焊缝以区段组成检验批;多层框架结构以每层(节)的焊缝组成检验批。

3、抽样检验除设计指定焊缝外应采用随机取样方式取样,且取样中应覆盖到该批焊缝中所包含的所有钢材类别、焊接位置和焊接方法。

释义:

为了组成抽样检验中的检验批,首先应知道焊缝个体的数量。一般情况下,作为检验对象的钢结构安装焊缝长度大多较短,通常将一条焊缝作为一个焊缝个体。在工厂制作构件时,箱形钢柱(梁)的纵焊缝、H形钢柱(梁)的腹板-翼板组合焊缝较长,此时可将一条焊缝划为每300mm为一个检验个体。检验批的构成原则上以同一条件的焊缝个体为对象,一方面要使检验结果具有代表性,另一方面要利于统计分析缺陷产生的原因,便于质量管理。

取样原则上按随机方式,随机取样方法有多种,例如将焊缝个体编号,使用随机数表来规定取样部位等。但要强调的是对同一批次抽查焊缝的取样,一方面要涵盖该批焊缝所涉及的母材类别和焊接位置、焊接方法,以便客观反应不同难度下的焊缝合格率结果,另一方面自检、监检及见证检验所抽查的对象应尽可能避免重复,只有这样才能达到更有效的控制焊缝质量的目的。

8.1.5 外观检测应符合下列规定:

1、所有焊缝应冷却到环境温度后方可进行外观检测;

2、外观检测采用目视方式,裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在合适的光照条件下进行,必要时可采用磁粉检测或渗透检测,尺寸的测量应用量具、卡规。

3、栓钉焊接接头的焊缝外观质量应符合本标准6.5.1-1或表6.5.1-2的要求。外观质量检验合格后应进行打弯抽样检查,当栓钉弯曲至30°时,焊缝和热影响区不得有肉眼可见的裂纹,检查数量不应小于栓钉总数的1%且不少于10个;

4、电渣焊、气电立焊接头的焊缝外观成形应光滑,不得有未熔合、裂纹等缺陷;当板厚小于30mm时,压痕、咬边深度不应大于0.5mm;当板厚小于30mm时,压痕、咬边深度不应大于1.0mm。

释义:

焊接接头在焊接过程中、焊缝冷却过程及以后相当长一段时间内均可能产生裂纹,但目前钢结构用钢材和焊接材料,由于生产工艺和技术水平的提高,产生延迟裂纹的概率并不高,而且,在随后的生产制作过程中,还要进行无损检测。为避免由于检测周期过长,使工期延误,本规范借鉴欧洲和美国的相关标准,规定外观检测应在焊缝冷却以后进行。

对外观检测的进一步说明:

  • 表面光照度应至少达到350Lx,但推荐光照度为500Lx。
  • 对于直接目视检测,在待检表面 600mm之内,应提供人眼足够的观测空间,且检测视角不小于 30°(下图)
  • 外观检测的辅助工具:
    • 在无法直接进行外观检测时,可以采用诸如管道内窥镜或光纤检视系统等辅助工具帮助检测,具体做法应和检测委托方协商确定。
    • 同时,也可能需要提供辅助照明,以便在外观检测时目标具有足够的对比度,降低工件表面缺陷与背景之间的互相影响。
  • 其他可用来帮助进行外观检测的辅助工具有:
    • 焊缝量规(用于检查坡口角度、焊缝轮、角焊缝尺寸、咬边深度等);
    • 专用的焊缝量规和高低焊规;
    • 直尺和卷尺;
    • 放大镜(2~5倍)

8.1.6 焊缝无损检测报告签发人员应具有现行国家标准《无损检测人员资格鉴定与认证》GB/T9445规定的2级或3级资格。

释义

无损检测时技术性较强的专业技术,按照我国和行业无损检测人员资格考核管理的规定,一级人员只能在二级或三级人员的指导下从事检测工作。因此,规定一级人员不能独立签发检测报告。凡需从事无损检测工作的企业,应在其所采用的检测方法领域,拥有两名或两名以上的二级或三级持证人员(承担焊接难度等级为C级和D级焊缝无损检测的审核人员应持有三级资格)。


8.1.7 超声检测的区域和等级应符合下列规定:

1、焊缝超声检测区域应包括焊缝和焊缝两侧至少10mm宽母材或热影响区宽度的内部区域;对于承受动载荷的结构或高层钢结构应根据设计要求增加焊缝两侧区域母材的检测。

2、对接接头及角接接头的检测等级应根据质量要求从低到高分为A、B、C三级,并应根据结构的材质、焊接方法、使用条件及承受载荷的不同,由设计文件确定检测级别。

3、对接接头及角接接头检测位置(图8.1.7)确定应符合下列规定:

  1. A级检测时,应采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检测,可不要求作横向缺陷的检测。当母材厚度大于50mm时,不得采用A级检测。
  2. B级检测时,宜采用一种角度的探头在焊缝的单面双侧进行检测,受几何条件限制时,可在焊缝单面、单侧采用角度之差大于10°的两种角度探头进行检测;当母材厚度大于100mm时,应采用双面双侧,受几何条件限制时,应在焊缝双面单侧,采用角度之差大于10°的两种角度探头进行检测,检测应覆盖整个焊缝截面;当检测条件允许时,应作横向缺欠检测。
  3. C级检测时,至少应采用两种角度的探头在焊缝的单面双侧进行检测;同时还应作两个扫查方向和两种探头角度的横向缺欠检测;母材厚度大于100mm时,应采用双面双侧检测。检查前应将对接焊缝余高磨平;焊缝两侧斜探头扫查经过的母材 部分应采用直探头作检查;当焊缝母材厚度大于100mm,或窄间隙焊缝母材厚度大于40mm时,应增加串列式扫查。

释义:

新标准增加了热影响区宽度至少为10mm;

新标准规定两种探头角度之差大于10°(2011版为15°);

新标准增加了T形接头的检测位置示意图,由图可以看出,没有要求从翼缘板外侧采用直探头检测,符合钢结构检测的实际情况。


8.1.8 抽样检验应按照现行国家强制性规范《钢结构通用规范》GB55006的规定进行结果判定。

释义:

现行国家强制性规范《钢结构通用规范》GB55006中对于焊接质量抽样检验结果判定要求如下。

1、除裂纹缺陷外,抽样检验的焊缝数不合格率小于2%时,该批验收合格;抽样检验的焊缝数不合格率大于5%时,该批验收不合格;抽样检验的焊缝数不合格率为2%~5%时,应按不少于 20%探伤比例对其他未检焊缝进行抽检,且必须在原不合格部位两侧的焊缝延长线各增加一处;在所有抽检焊缝中不合格率不大于3%时,该批验收合格,大于3%时,该批验收不合格。

2、当检验有1处裂纹缺陷时,应加倍抽查,在加倍抽检焊缝中未再检查出裂纹缺陷时,该批验收合格;检验发现多处裂纹缺陷或加倍抽查又发现裂纹缺陷时,该批验收不合格,应对该批余下焊缝的全数进行检验。

3、批量验收不合格时,应对该批余下的全部焊缝进行检验。 本条实际上是引入允许不合格率的概念,事实上,在一批检查数量中要达到100%合格往往是不切实际的,既无必要,也浪费大量资源。本着安全、适度的原则,并根据近几年来钢结构焊缝检验的实际情况及数据统计,规定小于抽样数的2%为合格,大于5%时为不合格,2%~5%之间时加倍抽检,不仅确保钢结构焊缝的质量安全,也反映了目前我国钢结构焊接施工水平。不合格率应按下面公式计算。