一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法与流程

1.本发明涉及一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，属于桥梁钢结构无损检测技术领域。


背景技术：

2.桥梁用复合钢板将薄层不锈钢板采用一定的工艺与碳钢基板形成一个整体，将复合钢板作为桥梁的桥面板使用时，结合了不锈钢耐腐蚀、抗氧化的优点和碳钢高强度、高韧性、耐冲击的力学性能，可在保证钢桥面板强度、刚度等力学性能要求的基础上提高桥面板的耐腐蚀性能，在复合钢板在桥梁中常用的不锈钢和碳钢的厚度为3mm+16mm或3mm+20mm。随着复合钢板在桥梁等工业领域的应用，其检测标准和检测方法的研究也获得了相应的关注，gb/t 7734-2015复合钢板超声检测方法，规定了适用于基本厚度4mm以上的轧制复合钢板和爆炸焊接复合钢板复合面的结合质量的检测，采用单晶探头或双晶探头纵波脉冲法，以底波或缺陷波进行结合部分的评定和分级。相关已授权的实用新型专利有：一种复合焊缝超声波调校试块(cn208795700u)、一种用于复合焊缝对比的试块(cn208696591u)、一种用于复合钢板焊缝超声检测试块(cn209946081u)等，但大厚度的复合钢板试制备存在一定的难度。
3.超声相控阵检测技术的扇形扫描方式可实现声束覆盖区域的二维实时成像，可直观显示检测区域的缺陷及特征，使得从超声相控阵检测具有更高的缺陷检出率和检测效率，因此将超声相控阵检测技术应用到桥梁复合钢板平板对接焊缝的无损检测，提出了一种桥梁用复合钢板对接焊缝的超声相控阵检测方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其可用于不锈钢复板和碳钢基板构成的桥梁复合钢板平板对接焊缝的无损检测。
5.本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，所述方法包括以下步骤：
6.步骤一、检测面的选择；
7.步骤二、检测设备的选择；
8.步骤三、检测设备的校准；
9.步骤四、对比试块的测试；
10.步骤五、复合钢板平板对接焊缝对比试块的测试。
11.可选的，步骤一中桥梁制造阶段质量检测的检测面为不锈钢复板表面，服役后维护检测的检测面为碳钢基板涂装层。
12.可选的，步骤二中检测设备具有扇形扫查模式和检测图像的存储功能。
13.可选的，步骤二中检测设备选择阵元数量不少于16的线性阵列探头。
14.可选的，步骤二中线性阵列探头的频率为5mhz或7.5mhz。
15.可选的，步骤三中采用csk
‑ⅰ
a标准试块，按照astm e2491《相控阵超声检测仪器和系统特性的评定方法导则》进行超声相控检测设备的时基准线和精准度的校准。
16.可选的，步骤四中将相控阵探头放置在不锈钢复板表面或碳钢涂装层表面，探头前沿距焊缝中线约3cm处，可看到焊缝区域的3或4个横通孔的红色显示，且位置偏差不超过
±
0.05mm；若位置偏差超过
±
0.05mm，需要重新进行时基准线和精准度调整。
17.可选的，步骤五中将相控阵探头放置在不锈钢复板表面或碳钢涂装层表面，探头前沿距焊缝中线约3cm处，若平板对接焊缝区域无明显的红色显示，表明检测区域无缺陷，当发现检测区域有明显红色显示时，略微前后移动探头位置使红色显示最大，保存图像记录缺陷的位置及大小。
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：
19.本发明一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，可分别在不锈钢复板表面和碳钢涂装层放置探头，进行桥梁制造阶段复合钢板平板对接焊缝的质量检测和服役后的维护检测。
附图说明
20.图1为桥梁用复合钢板平板对接焊缝对比试块及检测面的示意图。
21.其中：
22.不锈钢复板1
23.碳钢基板2
24.涂装层3
25.焊缝熔合区4
26.横通孔5
27.第一相控阵探头6
28.第二相控阵探头7。
具体实施方式
29.如图1所示，一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝对比试块，包括自上而下依次布置的不锈钢复板1、碳钢基板2和涂装层3，所述不锈钢复板1和碳钢基板2中部设置有焊缝熔合区4，所述焊缝熔合区4内设置有多个横通孔5，多个横通孔5上下间隔布置；
30.所述横通孔5的数量为3～4个，所述横通孔5的直径为2mm；
31.所述横通孔5的数量优选为4个，自上而下依次为第一横通孔51、第二横通孔52、第三横通孔53和第四横通孔54，所述第一横通孔51圆心距对比试块上表面3.0mm，所述第二横通孔52圆心距对比试块上表面8.0mm，所述第三横通孔53圆心距对比试块上表面13.0mm，所述第四横通孔54距对比试块下表面3.0mm；
32.所述碳钢基板2厚度小于18mm时焊缝熔合区4内不设置横通孔5。
33.实施例一：桥梁制造阶段复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测
34.本实施例中的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其包括以下步骤：
35.步骤一、检测面的选择；
36.由于桥面板制造过程一般采用不锈钢复板在上的放置方式，桥梁制造阶段质量检测的检测面为不锈钢复板表面；
37.步骤二、检测设备的选择；
38.检测设备应具有扇形扫查模式和检测图像的存储功能，建议选择阵元数量不少于16的线性阵列探头，频率建议为5mhz或7.5mhz；
39.步骤三、检测设备的校准；
40.采用csk
‑ⅰ
a标准试块，按照astm e2491《相控阵超声检测仪器和系统特性的评定方法导则》进行超声相控检测设备的时基准线和精准度的校准，即在超声相控阵检测设备校准过程中暂不考虑不锈钢复板的影响；
41.步骤四、对比试块的测试；
42.将相控阵探头放置在不锈钢复板表面，探头前沿距焊缝中线约3cm处，可看到焊缝区域的3或4个横通孔的红色显示，且位置偏差不超过
±
0.05mm；若位置偏差超过
±
0.05mm，需要重新进行时基准线和精准度调整；
43.步骤五、平板对接焊缝的检测；
44.将相控阵探头放置在不锈钢复板表面，探头前沿距焊缝中线约3cm处，若平板对接焊缝区域无明显的红色显示，表明检测区域无缺陷，当发现检测区域有明显红色显示时，略微前后移动探头位置使红色显示最大，保存图像记录缺陷的位置及大小。
45.实施例二：桥梁服役后复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测
46.本实施例中的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其包括以下步骤：
47.步骤一、检测面的选择；
48.由于服役后的复合钢板上方设置有桥面铺装层，复板表面无法或较难到达，服役后维护检测的检测面为碳钢基板涂装层；
49.步骤二、检测设备的选择；
50.检测设备应具有扇形扫查模式和检测图像的存储功能，建议选择阵元数量不少于16的线性阵列探头，频率建议为5mhz或7.5mhz；
51.步骤三、检测设备的校准；
52.采用csk
‑ⅰ
a标准试块，按照astm e2491《相控阵超声检测仪器和系统特性的评定方法导则》进行超声相控检测设备的时基准线和精准度的校准，即在超声相控阵检测设备校准过程中暂不考虑涂装层的影响；
53.步骤四、对比试块的测试；
54.将相控阵探头放置在碳钢涂装层表面，探头前沿距焊缝中线约3cm处，可看到焊缝区域的3或4个横通孔的红色显示，且位置偏差不超过
±
0.05mm，若位置偏差超过
±
0.05mm，需要重新进行时基准线和精准度调整；
55.步骤五、复合钢板平板对接焊缝的检测；
56.将相控阵探头放置在碳钢涂装层表面，探头前沿距焊缝中线约3cm处，若平板对接焊缝区域无明显的红色显示，表明检测区域无缺陷，当发现面无缺陷，当发现检测区域由明显红色显示时，略微前后移动探头位置使红色显示最大，保存图像记录缺陷的位置及大小。
57.除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、检测面的选择；步骤二、检测设备的选择；步骤三、检测设备的校准；步骤四、对比试块的测试；步骤五、复合钢板平板对接焊缝对比试块的测试。2.根据权利要求1所述的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤一中桥梁制造阶段质量检测的检测面为不锈钢复板表面，服役后维护检测的检测面为碳钢基板涂装层。3.根据权利要求1所述的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤二中检测设备具有扇形扫查模式和检测图像的存储功能。4.根据权利要求1所述的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤二中检测设备选择阵元数量不少于16的线性阵列探头。5.根据权利要求4所述的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤二中线性阵列探头的频率为5mhz或7.5mhz。6.根据权利要求1所述的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤三中采用csk
‑ⅰ
a标准试块，按照astm e2491《相控阵超声检测仪器和系统特性的评定方法导则》进行超声相控检测设备的时基准线和精准度的校准。7.根据权利要求1所述的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤四中将相控阵探头放置在不锈钢复板表面或碳钢涂装层表面，探头前沿距焊缝中线约3cm处，可看到焊缝区域的3或4个横通孔的红色显示，且位置偏差不超过
±
0.05mm；若位置偏差超过
±
0.05mm，需要重新进行时基准线和精准度调整。8.根据权利要求1所述的一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤五中将相控阵探头放置在不锈钢复板表面或碳钢涂装层表面，探头前沿距焊缝中线约3cm处，若平板对接焊缝区域无明显的红色显示，表明检测区域无缺陷，当发现检测区域有明显红色显示时，略微前后移动探头位置使红色显示最大，保存图像记录缺陷的位置及大小。

技术总结
本发明涉及一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、检测面的选择；步骤二、检测设备的选择；步骤三、检测设备的校准；步骤四、对比试块的测试；步骤五、复合钢板平板对接焊缝对比试块的测试。本发明一种桥梁用复合钢板平板对接焊缝的超声相控阵检测方法，可分别在不锈钢复板表面和碳钢涂装层放置探头，进行桥梁制造阶段复合钢板平板对接焊缝的质量检测和服役后的维护检测。役后的维护检测。役后的维护检测。


技术研发人员：李镇 夏鹏飞 赵敏 陈华青 刘鋆 薛磊 梁云家 李琼星 杨林
受保护的技术使用者：无锡金诚工程技术服务有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/8