K值误差对某钢管柱工程超声检测结果的影响

　　1　问题的提出

　　广州某商业住宅楼工程,采用钢管混凝土柱承重结构,我公司对其钢管柱现场对接焊缝进行第三方检验,在检测过程中发现对接焊缝存在较多严重的根部缺陷。某检测公司作为该工程的自检单位却没有发现该类缺陷的存在,当我公司提出返修要求后,施工方要求该检测公司进行了复检,但其仍未能检出缺陷。对此情况,依据GB 50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》第5.2.4条:超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应采用射线探伤的要求,对存在争议部位采用射线探伤验证,结果证明存在明显根部未焊透。

　　在检测中,自检单位采用5PK3探头,我单位采用5PK2.5探头,从理论上分析,两家检测单位探头的选择不存在问题。因此笔者考虑是对方探头K值测试出现了问题。在超声波探伤过程中,探伤仪器是以调机时测定的K值来对缺陷进行定位,而在探伤过程中缺陷的发现却是以探头实际发射的超声波波束来探测缺陷。当K值测定值与实际值不符即产生调试误差时就会造成检测结果的偏离。

　　2　理论分析

　　现假设KS为探头实际K值,KC为探头测定K值,L为探头零点到缺陷位置的水平距离,从测定K值的偏大、偏小两种情况对测试深度的影响进行分析。

　　2.1　K值偏小对深度测试的影响

　　当利用一次波探伤时(图1),设F为缺陷位置,A点深度hA应为hA=L/KS,B点深度应为hB=L/KC,即实际深度为hA时仪器显示的测试深度为hB,现将探头向左侧移动扫查,找到缺陷F的最高波,根据上面的分析可知仪器显示的深度将大于F点的深度,即缺陷深度显示在B′点,如图2所示。现假设探测一厚度为18 mm的钢板对接接头焊缝,有一缺陷在16.5 mm深度,采用5PK2.5探头,实际K值为2.52,由于探伤人员操作问题,导致测试K值为2.3,于是在保持探头相同位置时,仪器显示深度将为hC=hS×kS/kC=18.1 mm ,因而会误认为是缺陷处于垫板中而造成漏检。

　　当利用二次波探伤时(图3),设hS为探头实际探测缺陷FS所在的深度,hC为FC处的仪器显示深度。显然当FS深度减小的时候,FC深度值也将随着变小,FC将一直处于FS上方,直到显示为焊缝表面深度,此时实际深度hS却还在焊缝内部,从而也会造成缺陷的漏检。

　　2.2　K值偏大对深度测试的影响

　　采用一次波探伤时(图4),探头实际测量深度在B点,但仪器按测定K值计算出的深度是在A点,这样产生的测量结果就可能将焊缝根部及垫板中成型不良判为焊缝内部缺陷。

　　采用二次波探伤时(图5),探测实际深度为hS的缺陷FS,仪器显示为深度hC处的FC缺陷。于是当FS上移时至焊缝表面时,表面的成型不良物的反射波将会被判断为处于焊缝内部hC深度的缺陷,这样也会造成检测结果的误判。