張　佳（揚州亞遠無損檢測有限公司,江蘇　揚州　225000）

鋼結(jié)構(gòu)無損檢測中的超聲探傷技術(shù)應用

張佳
（揚州亞遠無損檢測有限公司,江蘇揚州225000）

隨著我國城市化水平的不斷提升，建筑行業(yè)取得了十分巨大的進步，而鋼結(jié)構(gòu)在這一過程中扮演著十分重要的角色，起著骨干支撐的作用，決定著我國社會主義發(fā)展的質(zhì)量，對鋼結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量進行必要的檢驗能夠及時地發(fā)現(xiàn)并解決問題，盡可能地減少損失，具有十分重要的意義。本文通過分析鋼結(jié)構(gòu)的自身缺陷，對超聲探傷技術(shù)及其原理進行了較為詳細的闡述，并針對探傷儀波形表現(xiàn)的不同情況所對應的鋼結(jié)構(gòu)缺陷進行了詳細的分析。

鋼結(jié)構(gòu)；無損檢測技術(shù)；超聲探傷

1　引言

在現(xiàn)代建筑體系中，鋼結(jié)構(gòu)作為重要的承重支撐結(jié)構(gòu)體系，以其諸多優(yōu)點被廣泛應用于各類建筑中，尤其是大體量建筑，這對于鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求也十分嚴格，一旦質(zhì)量出現(xiàn)問題，將會造成嚴重的后果。因此，在施工過程中，對鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量進行檢驗是十分必要的。超聲探傷技術(shù)作為一種現(xiàn)代化技術(shù)，以其操作方便、檢驗準確等優(yōu)點被廣泛應用在鋼結(jié)構(gòu)無損檢測過程中，下面筆者將針對相關(guān)問題進行詳細的闡述和分析。

2　鋼結(jié)構(gòu)的缺陷

盡管鋼結(jié)構(gòu)有著許多其他材料不可替代的優(yōu)點，但是也存在著諸多的缺陷，嚴重影響著結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，主要包括以下幾個方面：

2.1鋼結(jié)構(gòu)設計缺陷

針對當前我國鋼結(jié)構(gòu)設計現(xiàn)狀，由于從事相關(guān)設計的專業(yè)人員相對較少，且經(jīng)驗比較少，在實際設計過程中會過分的依賴數(shù)據(jù)計算，能夠參考的設計經(jīng)驗比較少，人工干預的能力相對不足。而且目前存在過分追求低造價的情況，導致了鋼結(jié)構(gòu)的可靠性相對較低，這主要是人為因素導致的。

2.2鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)缺陷

鋼材的分類有多種，因為其各種元素所占的比例不同而使得鋼材的性能質(zhì)量不同，在冶煉之前需要對原材料進行嚴格的選擇。在冶煉和軋制過程中由于工藝設備等方面的原因也會對鋼材的質(zhì)量造成一定的影響，主要表現(xiàn)為各種形式的裂痕，在選擇材料的時候需要嚴格進行嚴格的監(jiān)督審核。

2.3鋼結(jié)構(gòu)連接缺陷

建筑物的鋼結(jié)構(gòu)體系是由各種形式的鋼產(chǎn)品的組合體，主要是以焊接的方式來進行連接的。焊接能夠有效地節(jié)省材料，極大地節(jié)約連接空間，有效地保證結(jié)構(gòu)的剛性連接，但受到焊接環(huán)境和焊接工藝水平的影響，會對鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的完好性造成損壞，產(chǎn)生氣孔、夾渣、裂縫等等，這會對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重影響。

3　超聲探傷技術(shù)的簡介和原理

超聲探傷技術(shù)顧名思義，就是利用超聲波來對鋼結(jié)構(gòu)進行探傷檢測，是無損檢測的重要方法，具備很廣泛的適用范圍。超聲探傷設備構(gòu)造簡單，使用條件不是特別苛刻，安全性能好，由于超聲波穿透能力強，所以檢測結(jié)果相對比較準確和可靠，具備很廣闊的發(fā)展前景。整套超聲探傷設備主要包括超聲探傷儀、耦合劑、探頭、標準試塊等部分。根據(jù)設備運行產(chǎn)生的波形式的不同，可以將機械波分為縱波、橫波、板波和表面波等，其中橫波和縱波為常用波形。

超聲探傷技術(shù)的應用主要是為了檢測鋼結(jié)構(gòu)中是否存在氣泡、縮孔、夾渣、焊接裂縫、不同部件的熔合連接狀況，同時還能夠測定鑄件的厚度。其主要原理如下：超聲波的頻率都在20000MHz以上，具備很強的穿透能力，設備產(chǎn)生超聲波，通過探頭發(fā)射出來，聲波就會在被檢驗部件中以一定的速率傳播，當遇到諸如氣孔、夾渣等異面介質(zhì)的時候，超聲波就會有一部分被反射回來，通過接收器的處理，能夠在示波屏幕上呈現(xiàn)出缺陷的回波，進而通過相關(guān)計算獲得缺陷的深度及大小。

4　儀器波形表現(xiàn)的不同情況及對應的鋼結(jié)構(gòu)缺陷

在實際探傷過程中，根據(jù)設備所顯示的波形狀況，能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)缺陷的形式進行較為準確的了解和判斷，進而采取有效措施，對缺陷進行適當?shù)奶幚恚ＷC鋼結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)固，相關(guān)分析如下：

4.1氣孔問題

如果設備顯示回波高度較低且比較穩(wěn)定，從不同的方向進行探測，反射波的高度大致相同，且移動探頭波形就會消失，證明鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在氣孔，且為單個氣孔。如果波形呈現(xiàn)簇狀，且將探頭定于某點進行轉(zhuǎn)動時，波形會出現(xiàn)此起彼落的情況，說明內(nèi)部存在密集氣孔。氣孔是在進行焊接時，由于高溫熔池吸收的氣體過多，在冷卻之前沒有完全溢出而產(chǎn)生的，在實際操作過程中，為了減少氣孔的出現(xiàn)，需要對焊條進行適當?shù)暮姹海⑦x擇適當?shù)碾娏鬟M行焊接，降低焊接速度。

4.2焊接裂縫問題

如果設備顯示波幅很寬，且高度相對較高，且波峰數(shù)量較多，移動探頭會頻繁出現(xiàn)反射波，將探頭進行原位置轉(zhuǎn)動波峰出現(xiàn)上線錯開的情況，說明結(jié)構(gòu)存在焊接裂縫。焊接裂縫的出現(xiàn)是由母材及焊縫熱影響區(qū)域散熱不均勻而引起的。在實際焊接操作過程中，為避免出現(xiàn)焊接裂縫，需要選擇恰當?shù)暮附庸に噮?shù)和操作程序，禁止采用過大電流焊接，同時要在焊縫接頭處搭接10—15mm，并注意在焊接過程中保證焊件的固定。

4.3未熔合問題

如果在平移探頭時設備顯示的波形比較穩(wěn)定，在進行兩側(cè)探測時反射波的幅度不同，說明各個金屬層之間沒有完全融合在一起。為了解決此問題，在實際操作過程中需要對焊接面進行必要的加工和處理，清楚存在的雜質(zhì)，保證焊接面的整潔。

4.4未焊透問題

如果在進行探傷過程中，平移探頭所顯示的波形較穩(wěn)定，對焊縫兩側(cè)進行探傷能夠得到大致相同的反射波幅度，說明結(jié)構(gòu)存在未焊透的狀況，這是因為不同部件的接觸部位的金屬沒有完全熔透。在實際焊接過程中，需要掌握好焊接溫度，適當延長焊接時間，使接觸面充分熔透。

5　結(jié)束語

對鋼結(jié)構(gòu)進行超聲無損探傷，能夠及時地發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)體系中存在的安全隱患，進而能夠采取適當?shù)拇胧┡懦龁栴}，保證鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性，這對于當前我國建筑行業(yè)的安全迅速發(fā)展有十分重要的意義。從目前來看，超聲探傷技術(shù)正朝著檢測設備自動化，數(shù)據(jù)處理智能化、信息融合化的方向發(fā)展，具有十分廣闊的發(fā)展前景。

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