鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫超聲檢測技術(shù)應(yīng)用探討

邱德文

摘 要：超聲波檢測是無損檢測中的一種，因其設(shè)備便于攜帶、造價低廉、操作簡單、自動化程度不斷提高等優(yōu)點，使超聲檢測技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量的檢測中得到廣泛的應(yīng)用。超聲檢測技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫中的應(yīng)用，能夠提高焊縫的焊接水平，保證焊接質(zhì)量。對此，文章主要對超聲波檢測技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫中的應(yīng)用進行了研究。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)橋梁；焊縫；超聲波檢測；應(yīng)用

隨著我國交通的日益繁重，大中型橋梁建設(shè)的不斷增加，由于快速施工和結(jié)構(gòu)安全的需要，鋼結(jié)構(gòu)在橋梁中得到前所未有的青睞。但是，在鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工過程中，其焊接工藝技術(shù)水平直接影響著橋梁的施工質(zhì)量，無損檢測技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫檢測中的應(yīng)用，可以為鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接工藝提供保障。對此，為保證橋梁施工和運營的安全，企業(yè)應(yīng)加大超聲波無損檢測技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁的應(yīng)用力度，為鋼結(jié)構(gòu)橋梁的成橋驗收提供可靠的憑證。

一、超聲無損檢測概述

目前，廣泛使用的數(shù)字式超聲波探傷通常是利用發(fā)射法對被測物體如鋼板、焊縫等發(fā)射超聲，再利用其反射來獲取被測對象內(nèi)部的缺陷信息并經(jīng)過處理形成圖像。其中透射法是在被測對象兩側(cè)放置兩個探頭，對超聲分別進行發(fā)射和接收，然后分析超聲穿透物體之后的變化，從而確定物體內(nèi)部是否存在缺陷。

二、鋼結(jié)構(gòu)橋梁的超聲檢測方法

超聲波檢測技術(shù)從檢測方式上可以分為脈沖反射法和穿透檢測法等方法。下面著重介紹了脈沖反射超聲檢測：

一般來說，脈沖反射法只需要一個探頭進行檢測，既可以發(fā)射，又可以接收超聲波。當(dāng)要檢測的焊件沒有缺陷時，探頭可以接收到檢測的焊件上表面反射的始波和下表面反射的底波。當(dāng)焊件存在缺陷時，在始波和底波之間就會有缺陷波的顯示，我們利用缺陷波在時基軸上的位置就可以明確的知道缺陷在焊件中的位置，而缺陷波的高度是取決于其對超聲束的反射面積的，一旦有缺陷波出現(xiàn)，底波高度就會下降。當(dāng)焊件中存在大于聲束界面的較大缺陷時，全部的聲能就被缺陷所反射，探頭只能夠接收到始波和缺陷波，底波因此消失。

三、橋梁鋼結(jié)構(gòu)的缺陷

在橋梁的鋼結(jié)構(gòu)建筑中，為了提高鋼結(jié)構(gòu)根部區(qū)域的截面的抗剪承載能力，所以在設(shè)計施工的時候會增設(shè)腹板下彎鋼束，而下彎鋼束在拉伸的時候，沿鋼束方向的縱向就容易出現(xiàn)裂縫。在長期的使用中，由于橋梁鋼結(jié)構(gòu)混凝土承受的拉應(yīng)力超過混凝土能夠承受的拉應(yīng)力的時候就會出現(xiàn)受力裂縫。除此之外，混凝土在后期的使用中由于溫度變化、收縮以及施工措施不當(dāng)?shù)纫矔a(chǎn)生裂縫。一些橋梁在拆模后，橋梁的腹板上容易出現(xiàn)蜂窩、空洞以及鋼筋外露等現(xiàn)象。

四、鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫超聲檢測技術(shù)應(yīng)用

（一）在鋼結(jié)構(gòu)焊接裂縫中的運用

對于鋼結(jié)構(gòu)中焊縫裂縫的檢測是采用斜探頭橫波探傷裝置來檢測的，超聲波波速斜向射入，通過觀察反射回來的聲波和聲波往返的時間來判斷是否存在傷脈沖，同樣觀察有無傷脈沖來判斷鋼結(jié)構(gòu)是否存在焊縫，如果橋梁鋼結(jié)構(gòu)中存在焊接裂縫，可以根據(jù)探頭在試件上的位置和傷脈沖與始脈沖和底脈沖之間距離的關(guān)系來確定焊接裂縫缺陷的大小和位置。在焊接裂縫檢測探傷中，首先掃查檢測處，檢測鋼結(jié)構(gòu)的焊接處有沒有橫向或者縱向的裂縫缺陷，然后使用斜平行和平行掃查來對焊縫區(qū)可能存在的斜向或者斜橫向是否存在缺陷，最后進行精探，方法和初探一樣，但是探傷的速度要更慢。

（二）在鋼結(jié)構(gòu)未熔合問題中的運用

對于鋼結(jié)構(gòu)中未熔合的問題，片狀的缺陷與裂紋缺陷比較類似，波形比較明顯，回波高峰較大，并且波幅也比較寬，有的時候還會出現(xiàn)多峰的現(xiàn)象，當(dāng)探頭在水平方向水平移動的時候，顯示屏上會出現(xiàn)穩(wěn)定的波形，轉(zhuǎn)動探頭的時候，波峰會出現(xiàn)上下的錯動。對于未熔合缺陷，有的時候只能從一側(cè)檢測到，有的時候又可以從兩側(cè)探測到，但是從兩側(cè)探測到的時候反射的波幅是不一樣的。

（三）在鋼結(jié)構(gòu)未焊透問題中的運用

鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)未焊透的缺陷會表現(xiàn)出非常大的破壞力，所以在利用超聲波探傷技術(shù)探傷的時候，反射率較高，產(chǎn)生的波幅也較高，這個時候通過平移探頭會顯示出比較穩(wěn)定的波形，在焊縫的兩側(cè)進行探傷時可以得到大致相同的反射波幅。如果焊縫出現(xiàn)未焊透的問題，接頭的機械性也會因此受到影響，在未焊透的接口處的缺口或者端部就會形成應(yīng)力的集中點，這是一種比較大的危害，鋼結(jié)構(gòu)在開始使用后就會出現(xiàn)裂紋。為了避免這種情況，在焊接時，就應(yīng)該合理選擇焊接工藝，同時選擇合理的裝配間隙、坡口形式等，盡量避免未焊透問題的出現(xiàn)。

（四）在鋼結(jié)構(gòu)氣孔問題中的運用

如果鋼結(jié)構(gòu)中存在氣孔，那么氣孔的回波就會比較低，從氣孔的不同方向檢測產(chǎn)生的波形大致是一樣的，但是波形會隨著探頭的移動而消失。在檢測顯示屏上，當(dāng)顯示出一簇反射波的時候就說明在這個檢測的部位存在密集的氣孔，同時，不同大小或者數(shù)量的氣孔都會影響波形的高度，如果移動探頭反射波就會彼此起落。鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氣孔主要是因為焊條藥皮的脫落以及焊芯的腐蝕等，另外，焊條藥皮的變質(zhì)以及焊絲在使用之后沒有除銹都會引起氣孔問題，為橋梁鋼結(jié)構(gòu)造成巨大的危害。

五、結(jié)語

目前，我國的檢測水平已基本滿足檢測市場的需求。在科學(xué)技術(shù)的推動下，現(xiàn)代超聲檢測技術(shù)正向著智能化、自動化、圖像化、數(shù)字化、小型化、系列化、多功能化、信息化、交叉領(lǐng)域的前沿方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代質(zhì)量對無損檢測的要求。因此，深入分析超聲檢測技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用，對保證橋梁焊接質(zhì)量有重要意義。

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