邱德文

摘 要：超聲波檢測(cè)是無損檢測(cè)中的一種，因其設(shè)備便于攜帶、造價(jià)低廉、操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度不斷提高等優(yōu)點(diǎn)，使超聲檢測(cè)技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用。超聲檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫中的應(yīng)用，能夠提高焊縫的焊接水平，保證焊接質(zhì)量。對(duì)此，文章主要對(duì)超聲波檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)橋梁；焊縫；超聲波檢測(cè)；應(yīng)用

隨著我國(guó)交通的日益繁重，大中型橋梁建設(shè)的不斷增加，由于快速施工和結(jié)構(gòu)安全的需要，鋼結(jié)構(gòu)在橋梁中得到前所未有的青睞。但是，在鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工過程中，其焊接工藝技術(shù)水平直接影響著橋梁的施工質(zhì)量，無損檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用，可以為鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接工藝提供保障。對(duì)此，為保證橋梁施工和運(yùn)營(yíng)的安全，企業(yè)應(yīng)加大超聲波無損檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁的應(yīng)用力度，為鋼結(jié)構(gòu)橋梁的成橋驗(yàn)收提供可靠的憑證。

一、超聲無損檢測(cè)概述

目前，廣泛使用的數(shù)字式超聲波探傷通常是利用發(fā)射法對(duì)被測(cè)物體如鋼板、焊縫等發(fā)射超聲，再利用其反射來獲取被測(cè)對(duì)象內(nèi)部的缺陷信息并經(jīng)過處理形成圖像。其中透射法是在被測(cè)對(duì)象兩側(cè)放置兩個(gè)探頭，對(duì)超聲分別進(jìn)行發(fā)射和接收，然后分析超聲穿透物體之后的變化，從而確定物體內(nèi)部是否存在缺陷。

二、鋼結(jié)構(gòu)橋梁的超聲檢測(cè)方法

超聲波檢測(cè)技術(shù)從檢測(cè)方式上可以分為脈沖反射法和穿透檢測(cè)法等方法。下面著重介紹了脈沖反射超聲檢測(cè)：

一般來說，脈沖反射法只需要一個(gè)探頭進(jìn)行檢測(cè)，既可以發(fā)射，又可以接收超聲波。當(dāng)要檢測(cè)的焊件沒有缺陷時(shí)，探頭可以接收到檢測(cè)的焊件上表面反射的始波和下表面反射的底波。當(dāng)焊件存在缺陷時(shí)，在始波和底波之間就會(huì)有缺陷波的顯示，我們利用缺陷波在時(shí)基軸上的位置就可以明確的知道缺陷在焊件中的位置，而缺陷波的高度是取決于其對(duì)超聲束的反射面積的，一旦有缺陷波出現(xiàn)，底波高度就會(huì)下降。當(dāng)焊件中存在大于聲束界面的較大缺陷時(shí)，全部的聲能就被缺陷所反射，探頭只能夠接收到始波和缺陷波，底波因此消失。

三、橋梁鋼結(jié)構(gòu)的缺陷

在橋梁的鋼結(jié)構(gòu)建筑中，為了提高鋼結(jié)構(gòu)根部區(qū)域的截面的抗剪承載能力，所以在設(shè)計(jì)施工的時(shí)候會(huì)增設(shè)腹板下彎鋼束，而下彎鋼束在拉伸的時(shí)候，沿鋼束方向的縱向就容易出現(xiàn)裂縫。在長(zhǎng)期的使用中，由于橋梁鋼結(jié)構(gòu)混凝土承受的拉應(yīng)力超過混凝土能夠承受的拉應(yīng)力的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)受力裂縫。除此之外，混凝土在后期的使用中由于溫度變化、收縮以及施工措施不當(dāng)?shù)纫矔?huì)產(chǎn)生裂縫。一些橋梁在拆模后，橋梁的腹板上容易出現(xiàn)蜂窩、空洞以及鋼筋外露等現(xiàn)象。

四、鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫超聲檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

（一）在鋼結(jié)構(gòu)焊接裂縫中的運(yùn)用

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)中焊縫裂縫的檢測(cè)是采用斜探頭橫波探傷裝置來檢測(cè)的，超聲波波速斜向射入，通過觀察反射回來的聲波和聲波往返的時(shí)間來判斷是否存在傷脈沖，同樣觀察有無傷脈沖來判斷鋼結(jié)構(gòu)是否存在焊縫，如果橋梁鋼結(jié)構(gòu)中存在焊接裂縫，可以根據(jù)探頭在試件上的位置和傷脈沖與始脈沖和底脈沖之間距離的關(guān)系來確定焊接裂縫缺陷的大小和位置。在焊接裂縫檢測(cè)探傷中，首先掃查檢測(cè)處，檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的焊接處有沒有橫向或者縱向的裂縫缺陷，然后使用斜平行和平行掃查來對(duì)焊縫區(qū)可能存在的斜向或者斜橫向是否存在缺陷，最后進(jìn)行精探，方法和初探一樣，但是探傷的速度要更慢。

（二）在鋼結(jié)構(gòu)未熔合問題中的運(yùn)用

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)中未熔合的問題，片狀的缺陷與裂紋缺陷比較類似，波形比較明顯，回波高峰較大，并且波幅也比較寬，有的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)多峰的現(xiàn)象，當(dāng)探頭在水平方向水平移動(dòng)的時(shí)候，顯示屏上會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的波形，轉(zhuǎn)動(dòng)探頭的時(shí)候，波峰會(huì)出現(xiàn)上下的錯(cuò)動(dòng)。對(duì)于未熔合缺陷，有的時(shí)候只能從一側(cè)檢測(cè)到，有的時(shí)候又可以從兩側(cè)探測(cè)到，但是從兩側(cè)探測(cè)到的時(shí)候反射的波幅是不一樣的。

（三）在鋼結(jié)構(gòu)未焊透問題中的運(yùn)用

鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)未焊透的缺陷會(huì)表現(xiàn)出非常大的破壞力，所以在利用超聲波探傷技術(shù)探傷的時(shí)候，反射率較高，產(chǎn)生的波幅也較高，這個(gè)時(shí)候通過平移探頭會(huì)顯示出比較穩(wěn)定的波形，在焊縫的兩側(cè)進(jìn)行探傷時(shí)可以得到大致相同的反射波幅。如果焊縫出現(xiàn)未焊透的問題，接頭的機(jī)械性也會(huì)因此受到影響，在未焊透的接口處的缺口或者端部就會(huì)形成應(yīng)力的集中點(diǎn)，這是一種比較大的危害，鋼結(jié)構(gòu)在開始使用后就會(huì)出現(xiàn)裂紋。為了避免這種情況，在焊接時(shí)，就應(yīng)該合理選擇焊接工藝，同時(shí)選擇合理的裝配間隙、坡口形式等，盡量避免未焊透問題的出現(xiàn)。

（四）在鋼結(jié)構(gòu)氣孔問題中的運(yùn)用

如果鋼結(jié)構(gòu)中存在氣孔，那么氣孔的回波就會(huì)比較低，從氣孔的不同方向檢測(cè)產(chǎn)生的波形大致是一樣的，但是波形會(huì)隨著探頭的移動(dòng)而消失。在檢測(cè)顯示屏上，當(dāng)顯示出一簇反射波的時(shí)候就說明在這個(gè)檢測(cè)的部位存在密集的氣孔，同時(shí)，不同大小或者數(shù)量的氣孔都會(huì)影響波形的高度，如果移動(dòng)探頭反射波就會(huì)彼此起落。鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氣孔主要是因?yàn)楹笚l藥皮的脫落以及焊芯的腐蝕等，另外，焊條藥皮的變質(zhì)以及焊絲在使用之后沒有除銹都會(huì)引起氣孔問題，為橋梁鋼結(jié)構(gòu)造成巨大的危害。

五、結(jié)語

目前，我國(guó)的檢測(cè)水平已基本滿足檢測(cè)市場(chǎng)的需求。在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，現(xiàn)代超聲檢測(cè)技術(shù)正向著智能化、自動(dòng)化、圖像化、數(shù)字化、小型化、系列化、多功能化、信息化、交叉領(lǐng)域的前沿方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代質(zhì)量對(duì)無損檢測(cè)的要求。因此，深入分析超聲檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用，對(duì)保證橋梁焊接質(zhì)量有重要意義。

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