鋼結(jié)構(gòu)無損檢測中超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用

鄒芃

（宜昌市建夷建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心，湖北宜昌443000）

1 引言

作為現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)，無損傷檢測中，超聲波探傷技術(shù)的操作相對方便快捷，且檢測準(zhǔn)確性較高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在建筑工程項目中?？梢?，本次研究具有現(xiàn)實研究意義。

2 超聲波探傷技術(shù)及原理

無損檢測中的超聲波探傷技術(shù)，是在科學(xué)技術(shù)發(fā)展下新興的探測技術(shù)之一[1]，是無損檢測中的重要技術(shù)之一，應(yīng)用范圍較廣。借助超聲波探測技術(shù)可以實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)裂紋和夾渣等情況的檢查，從而掌握鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。超聲波探傷技術(shù)操作過程方便和快捷，安全性能較高。設(shè)備構(gòu)成包括探頭、超聲波探傷儀和耦合劑等，超聲波在介質(zhì)中傳播時有多種波型，檢驗中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。其技術(shù)原理為：借助探頭發(fā)射超聲波，在檢驗材料中進(jìn)行快速傳播，一旦所檢測的材料中有夾渣、氣孔或裂紋現(xiàn)象，部分超聲波會被反射，由超聲波接收器進(jìn)行接收，顯示在屏幕上，通過對回波的分析和計算，可以明確所檢測材料的具體情況。

3 無損檢測中超聲波探傷技術(shù)檢測缺陷等級的評定

3.1 無損檢測的技術(shù)規(guī)則分析

采用無損檢測中的超聲波探傷技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測時，需要嚴(yán)格遵循無損檢測中的技術(shù)規(guī)則。通常情況下，焊縫內(nèi)部缺陷具有不同的等級，表示的探傷情況也不同。一級焊縫要求探傷比例為100%，表示所檢測的材料全數(shù)探傷[2]；無損檢測下二級焊縫要求探傷比例約為20%。探傷比例的計數(shù)方法應(yīng)按以下原則確定：（1）對工廠制作焊縫,應(yīng)按每條得縫計算百分比，且傷長度應(yīng)不小于200mm，當(dāng)焊縫長度不足200mm時，前焊縫進(jìn)行探傷；（2）對現(xiàn)場安裝焊縫，應(yīng)接同一類型、同一施焊條件的焊縫條數(shù)計算百分比，探傷長度應(yīng)不小于200mm，并應(yīng)不小于l條焊縫。

3.2 焊縫處的記數(shù)方法

采用超聲波探傷技術(shù)對缺陷進(jìn)行檢測時，焊縫處的記數(shù)是有一定方法的[3]。記數(shù)時，通常以1000mm的焊縫為臨界值。工廠制作焊縫，其長度若未超過1000mm，則每條焊縫為1處；當(dāng)工廠制作焊縫長度超過1000mm時，可以對其實施分段計處。例如，以1200mm的焊縫為例，可以將該長度的焊縫分為4段，每300mm為1段設(shè)置1處焊縫。

3.3 抽樣檢驗合格判定

無損檢測的抽樣檢驗可以分為單批材料檢測和全部材料的抽樣檢驗。對于單批材料的抽樣檢驗，若其抽樣檢驗的不合格率未超過2%，則說明檢驗材料所在的整批材料都合格；若其抽樣檢驗的不合格率超過5%，則說明檢驗材料的所在的整批材料不合格，并需要重新對該批材料進(jìn)行加倍抽樣檢驗，在抽樣檢驗不合格的材料兩側(cè)焊縫位置增加焊縫的延長線。全部材料的抽樣檢驗，若其抽樣檢驗的不合格率未超過3%，則說明所檢驗的整批材料都合格；若其抽樣檢驗的不合格率超過3%，則說明所檢驗的征辟材料都不合格，需要對整批材料加倍檢驗。在抽樣檢驗中，批量驗收不合格時，要將所檢驗批量材料的剩余材料進(jìn)行加倍檢驗。

4 鋼結(jié)構(gòu)無損檢測中超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用識別

4.1 氣孔與夾渣的識別

氣孔主要是在鋼結(jié)構(gòu)焊接期間，由于焊接熔池的溫度較高，材料對大量氣體和冶金反應(yīng)氣體進(jìn)行了吸收，在焊接冷卻凝固前，未及時將吸收的氣體放出，由此在鋼結(jié)構(gòu)金屬焊縫內(nèi)形成了以氣體為主的空穴。一般來說，氣孔包括密集氣孔和單氣孔，不同的氣孔的特點不同。密集氣孔的反射波為簇狀，回波的高度也是以氣孔大小為依據(jù)。單個氣孔呈現(xiàn)的波形相對穩(wěn)定，應(yīng)進(jìn)行不同方向的探測，但探測時不能移動探頭。

夾渣是焊接后，在鋼結(jié)構(gòu)中殘留的非金屬殘留雜質(zhì)或熔渣。夾渣包括條狀渣和點狀渣，其表面呈現(xiàn)不規(guī)則的形態(tài)。條狀夾渣的反射率和波幅相對較低，對探頭進(jìn)行平行移動時，波幅有略微變動。點狀夾渣的回波形態(tài)和信號與單個氣孔具有類似性。

4.2 裂紋與未熔合的識別

裂紋是在鋼結(jié)構(gòu)焊接期間或焊接完畢后，因鋼結(jié)構(gòu)過熱導(dǎo)致局部存在破裂的縫隙。通常情況下，裂紋呈現(xiàn)的反射回波高度較高。對超聲探頭進(jìn)行平行移動時，會在波幅變動的情況下初選連續(xù)的反射波。對超聲探頭進(jìn)行轉(zhuǎn)動時，其波幅變動不明顯，但其波峰有上下錯動的變化趨勢。未熔合是鋼結(jié)構(gòu)在焊接期間，未與其他填充金屬材料熔合。在此種形勢下，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測得到的反射波的特征為，對超聲探頭進(jìn)行平行移動時，其波形相對穩(wěn)定，但對鋼結(jié)構(gòu)的兩側(cè)探測時，反射的波幅則呈現(xiàn)出不同。

5 結(jié)語

在現(xiàn)代建筑工程項目發(fā)展進(jìn)程中，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)對建筑材料質(zhì)量的檢查是保障工程質(zhì)量的重要前提。目前，對于建筑工程中常用的鋼結(jié)構(gòu)，普遍采用無損檢測中的超聲波探傷技術(shù)進(jìn)行檢測。利用超聲無損探傷技術(shù)，可以快速、及時地發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)中存在的缺陷，并根據(jù)對問題的分析進(jìn)行解決，從而提高鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程施工中的穩(wěn)定性。針對當(dāng)前超聲波探傷技術(shù)的檢測的現(xiàn)狀，從氣孔、夾渣、裂紋、未熔合的識別，分析超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)無損檢測中的具體應(yīng)用。希望本次的相關(guān)研究可以為日后提高超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用水平提供建議。