焊接質(zhì)量的超聲波探傷無損檢測探析

張棟 方志堅(jiān) 胥文彪 馬林梅

中核工程咨詢有限公司 北京 100071

隨著我國機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)也隨之發(fā)展，二者相互影響相互推動(dòng)，要保障機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量就需要注重焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，確保焊接得到科學(xué)的檢測。在實(shí)際實(shí)踐中，焊接技術(shù)需要進(jìn)行通電以及加熱，有效利用材料的融化與凝結(jié)，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)保障機(jī)械的安全性，在后續(xù)使用過程中盡量少出現(xiàn)各類問題。

1 超聲波探傷技術(shù)及原理

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，無損檢測中的超聲波探傷技術(shù)是新興的一項(xiàng)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的使用比較廣泛，并且是一項(xiàng)重要的技術(shù)。超聲波技術(shù)的科學(xué)合理使用能夠檢查鋼結(jié)構(gòu)的夾渣以及裂紋，以此充分掌握鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。使用該項(xiàng)技術(shù)的安全系數(shù)比較高，而且比較方便快捷。超聲波探傷技術(shù)的構(gòu)成主要包含超聲波探傷儀、探頭以及耦合劑等，在介質(zhì)中超聲波傳播時(shí)波型比較多，落實(shí)檢驗(yàn)工作的過程中，比較常見的波型有橫波、縱波、板波以及表面波等。技術(shù)原理如下：使用探頭完成超聲波的發(fā)射工作，在檢驗(yàn)材料時(shí)快速完成傳播工作，如果在檢測的材料的過程中如果有氣孔、夾渣以及裂紋存在，一些超聲波將會被反射，讓超聲波接收器接受，并且將其現(xiàn)實(shí)在屏幕上，通過計(jì)算以及分析回波，能夠掌握檢驗(yàn)材料的實(shí)際情況[1]。

2 超聲波探傷無損檢測的主要檢測內(nèi)容

2.1 夾渣檢測

夾渣檢測是運(yùn)用超聲波探傷無損檢測的主要形式之一，在進(jìn)行檢測的過程中，其形成的回波信號通常跟點(diǎn)狀氣孔具有相似性。在進(jìn)行檢測過程中，條狀?yuàn)A渣的自身探測信號會有波幅不高的特點(diǎn)，此外，在檢測時(shí)，其有時(shí)候也有可能具有樹枝狀的特點(diǎn)。檢測中工作人員可以進(jìn)行多方向檢測，進(jìn)而分析回波產(chǎn)生特點(diǎn)。比如工作人員可以對焊接電流大小情況進(jìn)行分析，查看是否因?yàn)殡娏鳟a(chǎn)生波動(dòng)，同時(shí)也可以對焊縫邊緣清理程度等進(jìn)行查看，通過選擇合適的焊接電流等情況，提升整體的技術(shù)探測水平。

2.2 精確探傷

這種探傷方法應(yīng)該確保探傷的精確度，具體方法的使用和初步探傷一致，只是需要放慢整個(gè)操作過程，仔細(xì)檢查探傷的整個(gè)過程，避免出現(xiàn)漏測問題。如果第一次檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)了缺陷，第二次也需要進(jìn)行再次檢測，找到導(dǎo)致缺陷出現(xiàn)的最高的回波束，做好相應(yīng)的記錄，這樣一來，也有利于改進(jìn)缺陷情況。探傷時(shí)應(yīng)該注意，需要根據(jù)每條焊縫的長度百分?jǐn)?shù)來計(jì)算探傷的比例。面對需要局部進(jìn)行探傷的焊縫，如果這些焊縫是允許存在的，此時(shí)，應(yīng)該在該缺陷的兩端位置處增設(shè)探傷長度，并且要保障增加的探傷長度大于10%。在具體落實(shí)探傷工作時(shí)，應(yīng)該準(zhǔn)確掌握鋼材的結(jié)構(gòu)特征，對每次的缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)判斷[2]。

2.3 氣孔與夾渣的識別

當(dāng)前很多鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中，由于焊接的溫度較高，大量的氣體產(chǎn)生的反應(yīng)進(jìn)行了吸收而產(chǎn)生了氣孔，這些氣孔會影響整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在焊接冷卻凝固前，如果沒能夠很好的將氣體放出，會成形成了一個(gè)個(gè)以氣體為主的空洞。這種空洞有集成的空洞和單孔形成不同，氣孔的特點(diǎn)不同，產(chǎn)生的原因也不一樣。一般密集氣孔反射波是簇狀的，在檢測時(shí)能夠很容易地檢出回波的高度，也根據(jù)氣孔的大小和形狀等為依據(jù)，很容易檢測出氣孔的形狀，波形也比較穩(wěn)定。但是，在檢測時(shí)難度較大，需要通過不同方向的探測和不同的探測手段才能保證整個(gè)氣孔的有效發(fā)掘，但在探測時(shí)不能隨便的移動(dòng)探頭，防止其形狀發(fā)生變化。同時(shí)，夾渣也是焊接之后經(jīng)常會遇到的一個(gè)問題，在鋼結(jié)構(gòu)最后的焊接過程中，可能會出現(xiàn)金屬和非金屬的殘留雜質(zhì)和一些殘?jiān)?，這些熔渣遇到溫度較高的鋼鐵可能會使其表面形成不規(guī)則的形狀，這種形狀會影響整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，出現(xiàn)震動(dòng)和壓力使其發(fā)生斷裂的幾率也比較大。

2.4 裂紋檢測

在對焊接質(zhì)量進(jìn)行超聲波探傷無損檢測的過程中，對裂紋進(jìn)行檢測是整體的檢測重點(diǎn)之一。在進(jìn)行檢測時(shí)，裂紋的特殊情況使整體檢測中的波幅變動(dòng)相對較大，同時(shí)如果產(chǎn)生探頭移動(dòng)的情況，甚至還會出現(xiàn)連續(xù)變動(dòng)情況發(fā)生。此外探頭轉(zhuǎn)動(dòng)也有可能會對檢測中波形的波峰情況產(chǎn)生影響，產(chǎn)生上下錯(cuò)動(dòng)等影響，這些問題都會對焊接接頭的強(qiáng)度造成影響，同時(shí)會出現(xiàn)熱應(yīng)力集中的現(xiàn)象。在具體的工作中，工作人員進(jìn)行裂紋檢測，需要對焊劑的堿度等進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對焊接順序進(jìn)行調(diào)整，保證整體檢測合理性[3]。

2.5 利用全息探測進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)檢測

全息檢測方式主要是利用全息技術(shù)，如激光、回聲等方式對機(jī)械設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行全息成像，全面掃描設(shè)備內(nèi)部焊接結(jié)構(gòu)，從而呈現(xiàn)三維立體場景進(jìn)行直觀檢測。全息技術(shù)是十分先進(jìn)的技術(shù)，其能夠?qū)υO(shè)備焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的系統(tǒng)化檢測，同時(shí)呈現(xiàn)三維立體場景，保障檢測過程的嚴(yán)謹(jǐn)性，從而利用高科技進(jìn)行科學(xué)檢測，確保焊接結(jié)構(gòu)檢測的質(zhì)量以及效率，有效保障檢測準(zhǔn)確性。但全息檢測的方式由于步驟復(fù)雜，運(yùn)用的設(shè)備也十分先進(jìn)且昂貴，因此檢測需要消耗大量資金，是近年來才開始起步的新型技術(shù)，發(fā)展并不完善也不全面，但由于其檢測技術(shù)的先進(jìn)以及檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，在后續(xù)發(fā)展中有著越來越廣泛的應(yīng)用場景，因此其仍然有很大的發(fā)展空間[4]。

3 結(jié)語

總而言之，隨著現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目的不斷發(fā)展，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用給檢查建筑材料的質(zhì)量提供了相應(yīng)的保障。如今，對于建筑工程中經(jīng)常使用的鋼結(jié)構(gòu)而言，在對其質(zhì)量進(jìn)行檢測時(shí)會普遍用到無損檢測中的超聲波探傷技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的使用可及時(shí)、快速發(fā)現(xiàn)存在于鋼結(jié)構(gòu)中的缺陷，然后對相應(yīng)問題展開分析，從而增強(qiáng)建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。希望本次的相關(guān)研究可以為以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。