焊缝和焊接头检测的重要性

焊接作为现代制造业和工程建设中不可或缺的连接工艺，其质量直接关系到结构的安全性、可靠性和使用寿命。焊缝及焊接头是焊接结构中最关键也最易出现缺陷的区域。任何潜在的裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透等内部缺陷或成型不良、咬边、焊瘤等外部缺陷，都可能成为结构失效的源头，引发灾难性事故。因此，对焊缝和焊接头进行系统、专业的无损检测（NDT）是确保焊接质量、预防失效、保障人员和财产安全的核心环节。

焊缝和焊接头检测项目

检测项目主要围绕识别和评估焊缝及热影响区（焊接头）可能存在的各类缺陷及其对结构完整性的影响。核心检测项目包括：

• 外部缺陷检测： 目视检查焊缝成型、焊趾状况，识别咬边、焊瘤、表面气孔、表面裂纹、弧坑裂纹、飞溅、下塌、余高/宽度不符合要求等。
• 内部缺陷检测： 探测焊缝内部及近表面区域的缺陷，如裂纹（各种方向）、气孔（单个、链状、密集）、夹渣（点状、条状）、未熔合（坡口面、层间）、未焊透（根部）、内部凹坑等。
• 几何尺寸检测： 测量焊缝的余高（加强高）、宽度、焊脚尺寸、坡口角度、错边量等是否符合设计或标准要求。
• 力学性能测试（抽样）： 通过破坏性试验（如拉伸、弯曲、冲击、硬度、宏观金相、微观金相等）验证焊接接头的力学性能和微观组织。

焊缝和焊接头检测仪器

根据不同的检测原理和方法，需要使用多种专用仪器设备：

• 射线检测(RT)： X射线机、γ射线源、工业胶片、数字化成像板(DR)、计算机射线照相(CR)系统、图像处理软件。
• 超声检测(UT)： 超声波探伤仪（模拟/数字）、各类探头（直探头、斜探头、双晶探头、相控阵探头(PAUT)）、对比试块、耦合剂。
• 磁粉检测(MT)： 磁粉探伤机（固定式/移动式）、磁轭、交叉磁轭、触头、磁粉（干粉/湿粉、荧光/非荧光）、磁悬液、紫外灯（荧光磁粉用）。
• 渗透检测(PT)： 渗透剂（着色/荧光）、清洗剂、显像剂（干粉/水悬浮/水溶解/非水性湿式）、紫外灯（荧光渗透用）。
• 涡流检测(ET)： 涡流探伤仪、涡流探头（绝对式、差分式、反射式）。
• 目视检测(VT)： 放大镜、内窥镜、焊接检验尺（焊缝量规）、照明设备、表面粗糙度对比块。
• 相控阵超声(PAUT)和衍射时差法超声(TOFD)： 专用相控阵超声仪器、扫查器、探头楔块、编码器、高级成像与分析软件。

焊缝和焊接头检测方法

根据检测目标、材料、结构形式、可达性和标准要求，选择合适的无损检测方法：

• 射线检测(RT)： 利用射线穿透工件并在胶片/探测器上成像，对体积型缺陷（气孔、夹渣）和部分面积型缺陷（未熔合、未焊透）检出率高，尤其适用于薄板对接焊缝，提供直观的永久记录。但对裂纹类缺陷垂直于射线方向的灵敏度较低。
• 超声检测(UT)： 利用高频声波在材料中传播遇到缺陷反射的原理。对各类平面型缺陷（裂纹、未熔合、未焊透）非常敏感，适用于厚板焊缝检测，方向性好，设备便携。但对操作者技术要求高，对点状小缺陷（小气孔）判别较难，无直观记录（传统UT）。
• 磁粉检测(MT)： 利用缺陷处漏磁场吸附磁粉形成磁痕。专门用于检测铁磁性材料焊缝及热影响区的表面和近表面裂纹等线性缺陷。灵敏度高，结果直观，操作相对简便。仅适用于铁磁性材料。
• 渗透检测(PT)： 利用毛细作用使渗透液渗入表面开口缺陷，再通过显像剂吸出显示。用于检测非多孔性金属和非金属材料（如不锈钢、钛合金、陶瓷）焊缝的表面开口缺陷（裂纹、气孔、未熔合）。设备简单，操作方便。只能检测开口缺陷。
• 涡流检测(ET)： 利用电磁感应检测导电材料表面和近表面缺陷。常用于管材环焊缝的表面检测（如换热器、锅炉管）或自动化生产线。对探头提离敏感。
• 目视检测(VT)： 最基础的检测方法，用于检查焊缝外观成形、清洁度、表面缺陷（需辅助照明和放大工具）。是所有检测的第一步。
• 相控阵超声(PAUT)和衍射时差法超声(TOFD)： UT的高级形式。PAUT通过电子控制声束偏转和聚焦实现快速、多角度扫查，成像直观（C/B/D-Scan）。TOFD利用缺陷端点的衍射波进行检测和尺寸测定，对缺陷高度定量精确。两者结合可提供更全面、精确的焊缝内部缺陷信息，尤其适用于重要、厚壁结构。

实际应用中，常采用多种方法组合检测（如VT+RT+UT 或 VT+PAUT/TOFD+MT/PT），以相互补充，确保检测结果的可靠性。

焊缝和焊接头检测标准

检测活动必须依据相关的国家标准、行业标准或国际标准进行，以确保检测过程和结果评价的一致性和权威性。常用标准包括：

• 基础与通用标准：
  • GB/T 3323《金属熔化焊焊接接头射线照相》
  • GB/T 11345《焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定》
  • NB/T 47013 (JB/T 4730)《承压设备无损检测》（包含了RT, UT, MT, PT, ET等方法）
  • ISO 17636《焊缝的无损检测 射线检测》
  • ISO 17640《焊缝的无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定》
  • ASME BPVC Section V《锅炉及压力容器规范 第V卷 无损检测》
  • EN ISO 9712《无损检测 人员资格鉴定与认证》
• 针对特定方法的标准：
  • GB/T 15822《无损检测 磁粉检测》
  • GB/T 18851《无损检测 渗透检测》
  • GB/T 26951《焊缝无损检测 磁粉检测》
  • GB/T 26952《焊缝无损检测 渗透检测》
  • ISO 3452《无损检测 渗透检测》
  • ISO 9934《无损检测 磁粉检测》
  • ISO 10893 (针对管材焊缝的超声/涡流检测)
  • ISO 13588《焊缝无损检测 超声检测 利用衍射时差技术(TOFD)进行检测的方法》
  • ISO 20601《焊缝无损检测 超声检测 使用自动相控阵技术的检测》
• 针对特定产品或行业的标准：
  • 各类压力容器、管道、钢结构、桥梁、船舶、航空航天器等制造和验收规范中关于焊缝检测的特定章节和要求（如GB 150, GB/T 20801, GB 50661, AWS D1.1, API 1104等）。

标准规定了检测人员的资格要求、检测设备的性能校验、检测工艺规程（PQR）和操作指导书（WPS）的制定、检测技术的选择（如射线照相的像质计、透照方式；超声的探头角度、试块、扫查方式；磁粉的磁化方法）、缺陷