超聲波探傷在鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用

李想

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，焊接技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，在目前的管道安裝和維護(hù)中，大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等方面都應(yīng)用到了焊接技術(shù)中。在不同的情況下，對焊接工藝的要求也存在一定的差異。在焊接過程中，采用探傷技術(shù)可以檢查焊接材料是否存在缺陷，從而有效提高焊接質(zhì)量。本文分析研究了超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的應(yīng)用，對鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：超聲波檢測;鋼結(jié)構(gòu)檢測;應(yīng)用分析研究

1、超聲波探傷技術(shù)概述

各種先進(jìn)技術(shù)不斷融入到建筑工程鋼結(jié)構(gòu)檢測中，超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴大。超聲波探傷技術(shù)的實施可以實現(xiàn)對建筑工程整體結(jié)構(gòu)形態(tài)的有效控制，在一定程度上提高建筑工程的施工質(zhì)量。超聲波檢測技術(shù)在具體實施過程中具有安全性高、實用步驟少的特點，超聲波檢測儀器主要由探傷儀、探傷儀等組成，可以采用超聲波結(jié)構(gòu)與質(zhì)量檢測相結(jié)合的方法進(jìn)行傳輸，且超聲波種類較多、較常見的油面波，縱波和橫波等，每種超聲波檢測標(biāo)準(zhǔn)都有一定的差異，超聲波探傷原理的主要應(yīng)用是利用介質(zhì)進(jìn)行波形的傳播，是超聲波探頭的主要功能，并實現(xiàn)對材料的檢測，如果建筑材料出現(xiàn)破損裂縫，導(dǎo)致超聲波在反射過程中不同于其他波的傳播，并將傳播結(jié)果顯示在屏幕上，通過分析回波的差異可以判斷建筑材料的質(zhì)量。超聲波探傷技術(shù)在建筑工程質(zhì)量檢測中具有十分重要的應(yīng)用意義。

2、建筑鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷原理

超聲波探傷是通過超聲波向工件的傳播，超聲波在工件中傳播時遇到缺陷傳播特性的變化，檢測超聲波的變化，并進(jìn)行加工分析，根據(jù)接收到的波的特性評價工件的內(nèi)部缺陷。鋼結(jié)構(gòu)超聲檢測的優(yōu)點是可以在不破壞工件的情況下檢測缺陷，操作簡單、快速?，F(xiàn)場超聲波探傷可以有效地發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷，有效地記錄缺陷的深度和長度，為現(xiàn)場施工的焊縫修補提供技術(shù)支持。焊縫超聲波檢查可發(fā)現(xiàn)氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等缺陷。建議采用數(shù)字式超聲波探傷儀代替模擬式超聲波探傷儀對建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行超聲波探傷。

3、無損檢測中超聲波探傷技術(shù)的缺陷等級評定

在等級評定過程中，主要從無損檢測技術(shù)規(guī)范分析、焊縫計數(shù)方法、抽樣檢驗合格判定三個方面對等級進(jìn)行評定。

其中，超聲波探傷技術(shù)的無損檢測技術(shù)需要嚴(yán)格遵守?zé)o損檢測技術(shù)規(guī)程。一般來說，焊縫內(nèi)部有不同的等級，損傷也不同。一般情況下，1級焊縫的探傷率要求為100%，每種探傷材料要求無損傷。同時，二次焊探傷比例為20%。一般情況下，焊縫由工廠制造，現(xiàn)場安裝的焊縫百分比應(yīng)根據(jù)相同的類型和焊接條件計算。探傷長度不應(yīng)小于2cm或小于一條焊縫，以滿足當(dāng)前無損檢測的要求。同時，焊縫的工藝方法需要以10cm焊縫為臨界值。在工廠制造焊縫的過程中，如果超過10cm，則每個焊縫記錄為一個。這樣，通過分段計數(shù)，可以將不同的長度分為四個部分，通常每3厘米設(shè)置一個焊縫。最后，在抽樣的過程中，可以對單針材料進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測每批材料需要合格時，如果不合格率超過5%，那么整批材料都將進(jìn)行開發(fā)，同時對兩側(cè)的不合格材料增加焊縫，如果你方不合格率超過3%，可能是整批材料不符合要求，其余所有不符合要求的材料需重新檢驗。

4、鋼結(jié)構(gòu)缺陷

4.1鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計缺陷

現(xiàn)從鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以看出，由于缺乏設(shè)計方面的專業(yè)人員，也缺乏經(jīng)驗，在設(shè)計工作的具體實施過程中，對于數(shù)據(jù)依賴性較大的計算工作，可以利用設(shè)計經(jīng)驗較少、人工干預(yù)能力確實很強，到目前為止，與低成本相比嚴(yán)重，使得鋼結(jié)構(gòu)的可靠性較低，上述現(xiàn)象存在的主要原因是人為因素造成的。

4.2鋼結(jié)構(gòu)材料缺陷

鋼結(jié)構(gòu)材料較多，由于不同元素所占比例不同，從而影響鋼結(jié)構(gòu)材料的性能，在冶煉鋼材之前，由于工藝設(shè)備的限制，需要在軋鋼和冶煉過程中做好原材料的選擇，影響鋼材質(zhì)量的主要表現(xiàn)是鋼材存在裂紋，面對這種情況，有必要對材料進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查。

4.3鋼結(jié)構(gòu)的連接缺陷

建筑的鋼結(jié)構(gòu)體系是各種不同形式的鋼制品的組合。它主要采用焊接

方法連接鋼結(jié)構(gòu)的不同系統(tǒng)。這樣可以有效地節(jié)省連接空間，保證結(jié)構(gòu)的剛性連接。但由于受焊接環(huán)境和焊接工藝水平的影響，干式結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在氣孔和夾渣，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。

5、超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用

5.1箱梁柱連接焊縫超聲波探傷

通過對多層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力分析，可以看出箱形柱的受力最大。然而，箱形柱受焊接工藝低、監(jiān)理不善等因素的影響，導(dǎo)致部分鋼結(jié)構(gòu)箱形柱在收縮應(yīng)力作用下容易出現(xiàn)雙向缺陷，造成分層撕裂。施工企業(yè)若在該部位進(jìn)行梁、柱等焊縫的焊接，會因焊縫重疊而導(dǎo)致層流撕裂的擴展，從而嚴(yán)重威脅鋼結(jié)構(gòu)的安全。因此，要求施工企業(yè)通過超聲波探傷來避免這一問題。但受箱柱厚度過大等因素影響，無論是正面探傷還是反面探傷都是測量層狀撕裂深度，因此這就要求施工單位必須改進(jìn)箱柱與梁的焊縫工藝，如板與擋板之間采用單面暗焊縫，蓋板與柱、梁的焊縫必須統(tǒng)一，不僅有利于超聲波檢測的開展，同時可以提高鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

5.2對接焊縫超聲波探傷方法

對接焊縫超聲波探傷一般采用斜向法。焊縫超聲波探傷的其他接頭形式，可參照對接焊縫探傷方法。所使用的掃描方法應(yīng)滿足超聲波發(fā)射束覆蓋焊縫整個橫截面的要求。焊縫掃描方法主要分為平行、鋸齒和斜平行。在掃描過程中，應(yīng)實時關(guān)注波形屏幕上顯示的信號。如果回波信號幅值過大，超過評價線，則應(yīng)將其定義為可疑回波，并及時標(biāo)記相應(yīng)的焊縫位置，為后續(xù)工作打下基礎(chǔ)。（1）初步研究。首先，應(yīng)采用鋸齒掃描法檢查檢測部位，以確定是否存在縱向或斜向縱向裂紋。其次，采用平行和斜向平行掃描法檢查熱影響區(qū)、熔合區(qū)和焊接區(qū)是否出現(xiàn)橫向或斜向橫向裂紋;（2）精制劑。與初始勘探相比，精度勘探的速度低于初始勘探。首先，我們應(yīng)該仔細(xì)檢測初始標(biāo)記位置，確定缺陷的最高回波，并記錄好固定長度和定位等數(shù)據(jù)。其次，缺陷的大小、類型和位置可以通過基本檢測方法確定，如環(huán)繞、角度和前后。（3）測試。初探和精細(xì)勘探成果的核查速度較快，采用的方法與初探和精細(xì)勘探基本相同。

5.3帶墊板的超聲波探傷技術(shù)

使用該技術(shù)時，應(yīng)將探傷聲波作為參考波發(fā)射，既能檢測材料耦合情況，又能掩蓋墊板缺陷造成的負(fù)面影響。如果熒光屏（示波屏）顯示焊盤反射聲波的波寬和波高，通常意味著鋼根部出現(xiàn)缺陷，應(yīng)及時處理。然后檢測人員對拉探頭進(jìn)行第二次操作，在此過程中必須特別注意超聲波在遇到定位焊或其他焊盤時會產(chǎn)生反射聲波，因此檢測人員應(yīng)結(jié)合實際篩選。

6結(jié)論

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，超聲波探傷技術(shù)已經(jīng)相對完善，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)具備了開展超聲波探傷工作的綜合設(shè)備。目前，超聲波探傷技術(shù)不僅可以提高被測物體的質(zhì)量，檢測被測物體的缺陷，而且可以為經(jīng)濟發(fā)展提供一定的支持。在工程建設(shè)過程中，設(shè)備的使用可以有效提高工程建設(shè)的質(zhì)量，因此在未來的發(fā)展過程中，我們應(yīng)該不斷改進(jìn)和創(chuàng)新技術(shù)，對設(shè)備進(jìn)行不斷的研發(fā)。同時，開發(fā)適合海洋和石油環(huán)境的探傷設(shè)備，從而進(jìn)一步提高探傷工作質(zhì)量，促進(jìn)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周慶峰.鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2018（11）：65.

[2]馬洪燕，耿秋明.鋼結(jié)構(gòu)無損檢測中超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（31）：73.

[3]葉俊民.解析鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損探傷質(zhì)量檢測技術(shù)[J].四川建材，2018，44（02）：20-21.