钢结构螺栓球节点无损探伤依据JGJ 78标准的检测要求

钢结构螺栓球节点是网架、网壳等空间结构的核心传力部件，其连接可靠性直接关系到结构安全。JGJ 78标准作为国内钢结构螺栓球节点质量检验的重要依据，对无损探伤的方法、要求及判定规则作出了明确规定。本文结合标准条文与工程实践，详细解析螺栓球节点无损探伤的具体要求，助力检测人员与施工方准确执行标准，保障节点连接质量。

螺栓球节点无损探伤的对象与范围

JGJ 78标准明确，螺栓球节点无损探伤的主要对象为两部分：一是螺栓球本身的内部缺陷（如裂纹、缩孔、夹渣），二是高强度螺栓的表面及近表面缺陷（如裂纹、折叠、结疤）。螺栓球作为传力核心，其内部缺陷会削弱承载能力，是探伤重点；高强度螺栓作为连接杆件与球节点的关键部件，表面缺陷可能导致螺纹连接失效，需同步检测。

从结构部位看，探伤范围覆盖螺栓球的整个球体（重点是螺孔周围30mm区域，因该部位受力集中）、高强度螺栓的杆身（包括螺纹段与光杆段）及螺栓头部与杆身的过渡部位。若设计要求螺栓球承受疲劳荷载，探伤范围需扩大至全部螺孔周围区域；若为静力荷载结构，可按标准最低要求执行。

需注意的是，标准仅适用于碳素结构钢或低合金高强度结构钢制作的螺栓球节点，不锈钢、铝合金等特殊材质节点需参考专用标准。同时，临时结构或轻钢结构的非受力节点，可按设计要求适当调整探伤范围。

工程实践中，检测人员需结合结构设计文件确认探伤对象：支座附近、跨度中央等受力较大的节点，应增加抽样比例，避免遗漏关键部位缺陷。

无损探伤方法的选择与技术要求

JGJ 78标准对螺栓球与高强度螺栓的探伤方法作出针对性规定：螺栓球内部缺陷采用超声波探伤（UT），高强度螺栓表面缺陷采用磁粉探伤（MT）或渗透探伤（PT）。磁粉探伤适用于铁磁性材料的表面裂纹检测，渗透探伤适用于非铁磁性材料或表面光洁度较高的部件。

超声波探伤需采用脉冲反射法，探头频率选2.5～5MHz：球径≤150mm时用Φ10～12mm探头，球径＞150mm时用Φ14～20mm探头。耦合剂选机油或专用耦合剂，保证声能传递。检测前需校准仪器：水平线性误差≤1%，垂直线性误差≤5%，并制作与螺栓球材质一致的对比试块。

磁粉探伤采用连续磁化法，电流根据螺栓直径调整：直径≤24mm时用100～300A交流电流，直径＞24mm时用300～500A。磁粉选荧光或非荧光型，颗粒度符合GB/T 15822要求。施加磁粉时需覆盖整个表面，避免遗漏缺陷。

渗透探伤遵循GB/T 18851规定：着色渗透适用于现场检测，荧光渗透需在暗室观察。渗透剂停留≥10分钟，去除多余渗透剂时不得损伤缺陷中的渗透剂，显像剂薄而均匀，显像≥7分钟。检测前需清除表面油污、锈蚀，保证光洁度Ra≤25μm。

无损探伤的检测比例与抽样规则

JGJ 78标准规定：螺栓球超声波探伤比例按设计要求执行，若设计无要求，按每个螺栓球螺孔数量的10%抽检，且每个球至少抽检1个螺孔；高强度螺栓磁粉/渗透探伤比例为同规格螺栓的5%，且不少于10个。

抽样需结合“随机+重点”原则：受力较大的节点（如支座、跨度中央）增加比例；同一批次加工的螺栓球，前10个无缺陷可降为5%，若发现缺陷需加倍抽检，仍有缺陷则全检。

结构重要性影响比例调整：一级安全等级结构（如体育馆、机场），螺栓球探伤比例提至20%，高强度螺栓提至10%；二级结构按标准最低要求，三级结构可适当降低但不低于3%。

工程中需避免“选择性抽样”：不得仅抽检外观良好的部件，需覆盖不同加工批次、不同机床生产的螺栓球，防止批次性缺陷漏检。

螺栓球内部缺陷的判定规则

JGJ 78附录B规定，螺栓球缺陷以反射波幅、长度及面积判定：缺陷波幅超过DAC曲线（距离-波幅曲线）50%，且长度＞2mm或面积＞5mm²，判定不合格。

缺陷波幅测量用“相对灵敏度法”：调整增益使DAC曲线满幅为100%，缺陷波幅超50%需测长度；长度用“端点法”，探头移动找缺陷起止点，距离即为长度。

单个缺陷长度＞5mm或同一截面多个缺陷面积＞10mm²，螺栓球不合格；螺孔底部（≤2mm区域）缺陷长度≤3mm可记录但需设计评估，螺纹孔内壁裂纹无论长度均不合格（会导致应力集中）。

示例：某150mm直径螺栓球，螺孔周围缺陷波幅60%、长度3mm、面积4mm²，符合要求；若长度5mm、面积6mm²，则判定不合格。

高强度螺栓表面缺陷的判定依据

高强度螺栓缺陷判定以裂纹、折叠、结疤为重点：裂纹线性痕迹长度＞1mm或宽度＞0.1mm，不合格；螺纹段裂纹即使＜1mm也不合格（削弱螺纹强度）。

折叠、结疤深度＞0.2mm或面积＞5mm²，不合格；非受力部位（如螺栓头过渡圆角）深度≤0.1mm可打磨后使用。锈蚀坑深度＞0.1mm或面积＞10mm²，不合格；轻微锈蚀（≤0.05mm）除锈后复检。

需结合力学性能判定：若缺陷导致螺栓抗拉强度降低10%以上，即使尺寸未超标准也不合格。示例：某20mm直径螺栓，螺纹段裂纹1.5mm，直接判定不合格需更换。

超声波探伤的操作要点与干扰排除

螺栓球超声探伤时，探头沿螺孔轴线移动，速度≤100mm/s，覆盖螺孔周围30mm区域。球径＞200mm需用“多探头法”，不同方向放置探头避免盲区。

干扰信号排除是关键：表面反射波可降增益或调角度；螺纹反射波用“螺纹补偿法”（DAC曲线加入螺纹反射补偿）；材质散射波用对比试块验证，试块无缺陷却有信号则为干扰。

仪器校准需每日进行：用标准试块校准水平/垂直线性，确保检测精度。检测人员需熟悉螺栓球加工工艺，区分缺陷波与干扰波，避免误判。

缺陷的处理与复检要求

不合格螺栓球需标记并隔离：补焊需符合JGJ 81标准，材料与母材一致，工艺经评定，补焊后热处理消除应力，次数不超2次，否则报废。补焊后需重新超声探伤，确认缺陷消除。

高强度螺栓缺陷打磨后需复检：打磨深度不超过螺栓直径的5%，复检无缺陷方可使用；无法打磨的缺陷螺栓直接报废。

处理记录需归档：包括缺陷照片、修补工艺、复检报告，便于追溯。不得隐瞒缺陷，否则需承担结构安全责任。

无损探伤的记录与报告规范

记录需包含：工程名称、结构类型、螺栓球编号、螺栓规格、检测方法、仪器型号、探头参数、缺陷位置/尺寸、判定结果、人员与日期。

报告内容：封面（工程、委托、检测单位）、目录、依据（JGJ 78、设计文件）、对象描述（球径、螺栓规格）、方法与仪器、结果（合格/不合格数量、缺陷统计）、结论、签字盖章。

记录与报告需保存至结构使用年限，作为验收依据。虚假报告将导致检测单位承担法律责任，需确保数据真实、可追溯。

无损探伤人员的资质要求

JGJ 78规定：超声探伤需Ⅱ级及以上资格，磁粉/渗透需Ⅰ级及以上。人员需定期培训，熟悉标准更新与新材料（如高强度合金钢）探伤方法、新仪器（相控阵超声）操作。

检测单位需建立考核机制：定期评估人员操作技能，避免因人员失误导致漏判。无资质人员不得从事探伤工作，否则检测结果无效。