超聲波探傷技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用

卜青青

與其他種類的建筑結(jié)構(gòu)體系相比，鋼結(jié)構(gòu)的建筑體系本身具有柔韌度高、抗震性強(qiáng)等特性，所以，鋼結(jié)構(gòu)體系被廣泛應(yīng)用于當(dāng)今的各種建筑中。對(duì)于建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，兩種材料之間完整的焊接加工是保證其質(zhì)量的關(guān)鍵因素，尤其是焊縫內(nèi)部的質(zhì)量高低直接決定著建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量的高低。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料使用情況，現(xiàn)階段超聲波探傷技術(shù)是確保鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的主要方法之一，因?yàn)槌暡ㄌ絺夹g(shù)能夠無損地進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的探測，探測出材料焊縫內(nèi)部出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷問題，為人們提供準(zhǔn)確有效的信息。

一、焊接缺陷種類及其影響

鋼結(jié)構(gòu)大部分是由門式剛架體系和網(wǎng)架空間結(jié)構(gòu)體系組成的，而門式剛架體系是建筑施工中經(jīng)常用到的一種結(jié)構(gòu)。而這種鋼結(jié)構(gòu)在拼接的過程中主要以對(duì)接式焊縫和T型焊縫為常見焊接方式。但是每一種的焊接方式都有利有弊，其中最常見出現(xiàn)的問題有以下幾種。

1.對(duì)接式焊縫的不足

對(duì)接式焊縫相對(duì)于T型焊縫來講相對(duì)簡單容易，對(duì)接式焊縫是將兩塊母材料焊接在一起，所以為了更好地將兩塊材料焊接起來，必須尋求一定的坡口進(jìn)行工作。但是由于受技術(shù)人員專業(yè)素質(zhì)、材料質(zhì)量等因素影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)坡口的角度尋求不恰當(dāng)導(dǎo)致焊縫對(duì)接處出現(xiàn)氣泡或者未融合的現(xiàn)象，或者受天氣、環(huán)境等的影響出現(xiàn)滲透度不夠，這都會(huì)造成焊縫質(zhì)量的缺陷。

2.T型焊縫的不足

T型焊縫經(jīng)常在水利施工中使用和見到，其是由專門的兩大板組成，并且由于每種焊接縫的承受能力不同，所以施工人員在焊接的過程中必須注意其承受重力的位置、方式等因素，根據(jù)實(shí)際情況采取不同級(jí)別的焊縫。相對(duì)于其他類別的焊縫而言，T型焊縫在施工過程中的程序更為復(fù)雜，對(duì)施工人員的專業(yè)性要求比較高，由于各種因素的影響，其焊縫質(zhì)量出現(xiàn)缺陷的概率更大。焊接過程中操作不規(guī)范也是造成焊縫質(zhì)量不合格的重要原因，例如，焊接的坡口角太小或者夾角太小都會(huì)導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)焊接不合格的現(xiàn)象。當(dāng)然，還有在焊接過程中出現(xiàn)氣泡或者焊接處出現(xiàn)裂縫等都是造成T型焊縫質(zhì)量欠缺的重要原因。

3.焊縫質(zhì)量缺陷出現(xiàn)的影響

鋼結(jié)構(gòu)材料與其他結(jié)構(gòu)的材料相比有很大的優(yōu)勢(shì)，因此大部分建筑中都廣泛地采用鋼結(jié)構(gòu)材料。但是，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑材料而言，兩段材料之間的連接方式仍然以焊接為主。但是，焊接技術(shù)對(duì)于施工人員的專業(yè)技術(shù)要求較高，甚至受溫度、天氣、環(huán)境等因素影響，焊縫質(zhì)量無法得到保障，最終影響整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。

二、超聲波探傷的優(yōu)勢(shì)

超聲波在工作的過程中一般是通過各種探頭的工作，判斷焊縫出現(xiàn)裂縫的位置，從而采取積極有效的補(bǔ)救措施。而對(duì)于建筑行業(yè)來講，由于建筑材料的特殊性能，要求超聲波根據(jù)建筑鋼材料的不同，使用不同種類的探頭。技術(shù)人員在檢測過程中也應(yīng)該采用不同的方法和角度進(jìn)行探測，這樣才能更準(zhǔn)確有效地判斷出裂縫的位置。

由于超聲波通過不同介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng)，人們根據(jù)這樣的原理，對(duì)超聲波返回的不同的信息進(jìn)行分析，以此來判斷鋼結(jié)構(gòu)體系可能出現(xiàn)的問題。超聲波探傷技術(shù)和其他技術(shù)不同點(diǎn)還在于其有著不受時(shí)間、光線等因素影響的特點(diǎn)，所以建筑行業(yè)利用它來反饋鋼結(jié)構(gòu)焊接縫在焊接過程中出現(xiàn)的問題，排除其他因素造成的可能性，準(zhǔn)確地指出存在缺陷的位置。

三、超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用

1.超聲波探傷的基本要求

首先，超聲波探測技術(shù)對(duì)于技術(shù)人員的專業(yè)要求較高。超聲探測人員都應(yīng)該是專業(yè)的技術(shù)人員，有合格的資格證書，同時(shí)還應(yīng)具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。在工作分工上要求每個(gè)人員都應(yīng)專注在自己的工作內(nèi)容上，并實(shí)行責(zé)任制的方式要求每一個(gè)員工承擔(dān)起相應(yīng)的責(zé)任，這有助于技術(shù)人員更好地承擔(dān)責(zé)任和認(rèn)真工作。

其次，選擇準(zhǔn)確有效的超聲探測面。對(duì)于超聲探測來講，不同的探測面會(huì)導(dǎo)致不同的探測結(jié)果，所以在選擇超聲探測面的時(shí)候必須根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)材料的性能、形狀等來選擇合適的探測面，只有這樣才能全面、準(zhǔn)確地探測出焊縫銜接處可能出現(xiàn)的問題。

再次，做好提前準(zhǔn)備。對(duì)于專業(yè)的技術(shù)人員來講，對(duì)整個(gè)工作過程的熟悉是更好地完成本項(xiàng)工作的前提。所以對(duì)于專業(yè)焊接人員來說，其必須提前了解清楚材料的性能特點(diǎn)，并且盡量考慮到影響因素，仔細(xì)分析結(jié)構(gòu)圖紙，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)材料的具體特點(diǎn)，選取不同的工作角度和工作方式。當(dāng)然技術(shù)人員可以提前擦洗材料表面出現(xiàn)的塵土、油污等物質(zhì)，打磨材料表面，為下一步的工作做好充分的準(zhǔn)備。這都是更好進(jìn)行探測工作的重要前提。

最后，找準(zhǔn)超聲波探頭的角度。一般而言，影響超聲波工作效率的因素除了探頭的工作頻率之外，還有超聲波探頭的角度。每一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)材料的厚度和坡口都是不一樣的，只有當(dāng)技術(shù)人員選擇正確的探測角度，才能結(jié)合材料的厚度和性能更準(zhǔn)確地探測出問題所在。

2.影響超聲波探測的因素

雖然超聲波探傷技術(shù)相對(duì)于其他技術(shù)而言有一定的抗干擾性，但是其工作仍然會(huì)受到一些因素影響。主要有：

（1）材料因素。需要探測的材料表面的光滑、干凈程度都能影響探測工作的開展，因?yàn)楦蓛艄饣牟牧媳砻娓欣谔綔y頭在上面工作。除此之外，超聲波在傳播的過程中還會(huì)受到空氣等的影響，空氣中的溫度、濕度、雜質(zhì)等，會(huì)干擾到探頭信號(hào)及其方向的傳播。所以，在正式工作之前應(yīng)該模擬工作溫度和環(huán)境，并排除可能的影響因素。

（2）儀器因素。超聲波在工作過程中也對(duì)自身的水平程度、探頭角度等有嚴(yán)格的要求，如果探頭角度或者水平角度出現(xiàn)偏差，那么探測的結(jié)果會(huì)受到一定的影響。

（3）方法因素。在選擇好材料、做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作之后，探測使用的方法也至關(guān)重要。在整個(gè)探測過程中，由于不同材料、不同質(zhì)量、不同厚度的原因，技術(shù)人員應(yīng)該選擇不同的探測方法，這樣才能夠具體問題具體分析，更好地探測出材料內(nèi)部可能出現(xiàn)裂痕和裂痕的長度。并且技術(shù)人員在使用探頭時(shí)也會(huì)采取不同的方式，都是影響超聲波探傷的重要原因。

3.超聲波探傷的具體使用

超聲波最突出的優(yōu)點(diǎn)就是其具有準(zhǔn)確的方向性，不會(huì)因?yàn)橥饨绲囊蛩剌p易改變方向。所以超聲波在鋼結(jié)構(gòu)的探傷工作中被廣泛應(yīng)用。當(dāng)一束超聲波發(fā)出之后，遇到焊接缺陷的地方就會(huì)很快將反射波傳送回來，人們就可以通過傳過來的聲波來判斷焊縫的質(zhì)量缺陷，并及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施。

（1）焊縫質(zhì)量缺陷分析

一般情況下超聲波是無法對(duì)焊縫質(zhì)量缺陷做出準(zhǔn)確無誤的判斷的，只有專業(yè)技術(shù)人員通過超聲波傳來的聲波信息才能分析出焊縫是否出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，再結(jié)合實(shí)際的焊接技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)材料的厚度等因素，判斷焊縫缺陷的具體位置。鋼結(jié)構(gòu)探傷在檢測中使用較多的探傷技術(shù)就是超聲波探傷技術(shù)，這種技術(shù)不僅能夠保證及時(shí)全面地探測出材料焊縫中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，而且能夠?yàn)榧夹g(shù)人員采取措施提供一定的信息。

（2）超聲波探測的過程

超聲波探傷一般分為初探、精探兩個(gè)過程。初探的過程較快，是對(duì)探測角度、方位的一個(gè)確定，在初探過程中首先應(yīng)該確定鋼結(jié)構(gòu)焊縫中有無質(zhì)量缺陷，并提前判斷出應(yīng)該使用哪幾種方法結(jié)合才能更好地進(jìn)行探測。精探則相比初探來講速度較慢，在初探的基礎(chǔ)上改變之前不合適的探測方式和探測角度，記錄下收回的聲波信息進(jìn)行細(xì)致分析，與之前的信息進(jìn)行比較最后做出準(zhǔn)確地判斷。

四、結(jié)束語

對(duì)建筑行業(yè)而言，鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用對(duì)建筑行業(yè)質(zhì)量的提升產(chǎn)生了重要的影響。因此，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的高低嚴(yán)重影響整個(gè)建筑物的質(zhì)量，其中最重要的問題之一就是鋼結(jié)構(gòu)中的焊接問題，焊接是鋼結(jié)構(gòu)材料拼接在一起的關(guān)鍵技術(shù)。但是由于焊接技術(shù)容易受到環(huán)境、溫度、技術(shù)等因素的影響，導(dǎo)致焊接縫的質(zhì)量成為建筑行業(yè)關(guān)注的重要問題之一。而超聲波探傷技術(shù)正好可以利用抗干擾能力強(qiáng)，定位準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)來探測鋼結(jié)構(gòu)中的焊縫質(zhì)量缺陷，更好地保證建筑工程質(zhì)量。