鋼結構無損檢測中的超聲探傷技術應用

張　佳（揚州亞遠無損檢測有限公司,江蘇　揚州　225000）

鋼結構無損檢測中的超聲探傷技術應用

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，建筑行業取得了十分巨大的進步，而鋼結構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展的質量，對鋼結構的工程質量進行必要的檢驗能夠及時地發現并解決問題，盡可能地減少損失，具有十分重要的意義。本文通過分析鋼結構的自身缺陷，對超聲探傷技術及其原理進行了較為詳細的闡述，并針對探傷儀波形表現的不同情況所對應的鋼結構缺陷進行了詳細的分析。

鋼結構；無損檢測技術；超聲探傷

1　引言

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

2　鋼結構的缺陷

盡管鋼結構有著許多其他材料不可替代的優點，但是也存在著諸多的缺陷，嚴重影響著結構的質量，主要包括以下幾個方面：

2.1鋼結構設計缺陷

針對當前我國鋼結構設計現狀，由于從事相關設計的專業人員相對較少，且經驗比較少，在實際設計過程中會過分的依賴數據計算，能夠參考的設計經驗比較少，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，導致了鋼結構的可靠性相對較低，這主要是人為因素導致的。

2.2鋼結構材質缺陷

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量造成一定的影響，主要表現為各種形式的裂痕，在選擇材料的時候需要嚴格進行嚴格的監督審核。

2.3鋼結構連接缺陷

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

3　超聲探傷技術的簡介和原理

超聲探傷技術顧名思義，就是利用超聲波來對鋼結構進行探傷檢測，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，所以檢測結果相對比較準確和可靠，具備很廣闊的發展前景。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。根據設備運行產生的波形式的不同，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。

超聲探傷技術的應用主要是為了檢測鋼結構中是否存在氣泡、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，設備產生超聲波，通過探頭發射出來，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出缺陷的回波，進而通過相關計算獲得缺陷的深度及大小。

4　儀器波形表現的不同情況及對應的鋼結構缺陷

在實際探傷過程中，根據設備所顯示的波形狀況，能夠對鋼結構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，對缺陷進行適當的處理，保證鋼結構的安全和穩固，相關分析如下：

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，證明鋼結構內部存在氣孔，且為單個氣孔。如果波形呈現簇狀，且將探頭定于某點進行轉動時，波形會出現此起彼落的情況，說明內部存在密集氣孔。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生的，在實際操作過程中，為了減少氣孔的出現，需要對焊條進行適當的烘焙，并選擇適當的電流進行焊接，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，且波峰數量較多，移動探頭會頻繁出現反射波，將探頭進行原位置轉動波峰出現上線錯開的情況，說明結構存在焊接裂縫。焊接裂縫的出現是由母材及焊縫熱影響區域散熱不均勻而引起的。在實際焊接操作過程中，為避免出現焊接裂縫，需要選擇恰當的焊接工藝參數和操作程序，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定，在進行兩側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，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定，對焊縫兩側進行探傷能夠得到大致相同的反射波幅度，說明結構存在未焊透的狀況，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　結束語

對鋼結構進行超聲無損探傷，能夠及時地發現鋼結構體系中存在的安全隱患，進而能夠采取適當的措施排除問題，保證鋼結構體系的穩定性，這對于當前我國建筑行業的安全迅速發展有十分重要的意義。從目前來看，超聲探傷技術正朝著檢測設備自動化，數據處理智能化、信息融合化的方向發展，具有十分廣闊的發展前景。

[1]張勁松,賈強,趙峰.無損檢測技術工程應用[A].特種混凝土新技術研究進展及工程應用——“第二屆全國特種混凝土技術及工程應用”學術交流會暨中國土木工程學會混凝土質量專業委員會2011年年會論文集[C].2011.

[2]何春凱,張仁瑜.建設工程無損檢測技術發展報告[A].“發展綠色技術，建設節約結構”——第十四屆全國混凝土及預應力混凝土學術會議論文集[C].2007.

[3]任黎明.建設工程質量監督與控制之無損檢測[J].甘肅科技縱橫,2009(03).