鋼結構橋梁焊縫超聲檢測技術應用探討

邱德文

摘 要：超聲波檢測是無損檢測中的一種，因其設備便于攜帶、造價低廉、操作簡單、自動化程度不斷提高等優點，使超聲檢測技術在產品質量的檢測中得到廣泛的應用。超聲檢測技術在鋼結構橋梁焊縫中的應用，能夠提高焊縫的焊接水平，保證焊接質量。對此，文章主要對超聲波檢測技術在鋼結構橋梁焊縫中的應用進行了研究。

關鍵詞：鋼結構橋梁；焊縫；超聲波檢測；應用

隨著我國交通的日益繁重，大中型橋梁建設的不斷增加，由于快速施工和結構安全的需要，鋼結構在橋梁中得到前所未有的青睞。但是，在鋼結構橋梁施工過程中，其焊接工藝技術水平直接影響著橋梁的施工質量，無損檢測技術在鋼結構橋梁焊縫檢測中的應用，可以為鋼結構橋梁焊接工藝提供保障。對此，為保證橋梁施工和運營的安全，企業應加大超聲波無損檢測技術在鋼結構橋梁的應用力度，為鋼結構橋梁的成橋驗收提供可靠的憑證。

一、超聲無損檢測概述

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

二、鋼結構橋梁的超聲檢測方法

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

一般來說，脈沖反射法只需要一個探頭進行檢測，既可以發射，又可以接收超聲波。當要檢測的焊件沒有缺陷時，探頭可以接收到檢測的焊件上表面反射的始波和下表面反射的底波。當焊件存在缺陷時，在始波和底波之間就會有缺陷波的顯示，我們利用缺陷波在時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超聲束的反射面積的，一旦有缺陷波出現，底波高度就會下降。當焊件中存在大于聲束界面的較大缺陷時，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、橋梁鋼結構的缺陷

在橋梁的鋼結構建筑中，為了提高鋼結構根部區域的截面的抗剪承載能力，所以在設計施工的時候會增設腹板下彎鋼束，而下彎鋼束在拉伸的時候，沿鋼束方向的縱向就容易出現裂縫。在長期的使用中，由于橋梁鋼結構混凝土承受的拉應力超過混凝土能夠承受的拉應力的時候就會出現受力裂縫。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等也會產生裂縫。一些橋梁在拆模后，橋梁的腹板上容易出現蜂窩、空洞以及鋼筋外露等現象。

四、鋼結構橋梁焊縫超聲檢測技術應用

（一）在鋼結構焊接裂縫中的運用

對于鋼結構中焊縫裂縫的檢測是采用斜探頭橫波探傷裝置來檢測的，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構是否存在焊縫，如果橋梁鋼結構中存在焊接裂縫，可以根據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系來確定焊接裂縫缺陷的大小和位置。在焊接裂縫檢測探傷中，首先掃查檢測處，檢測鋼結構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焊縫區可能存在的斜向或者斜橫向是否存在缺陷，最后進行精探，方法和初探一樣，但是探傷的速度要更慢。

（二）在鋼結構未熔合問題中的運用

對于鋼結構中未熔合的問題，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，有的時候還會出現多峰的現象，當探頭在水平方向水平移動的時候，顯示屏上會出現穩定的波形，轉動探頭的時候，波峰會出現上下的錯動。對于未熔合缺陷，有的時候只能從一側檢測到，有的時候又可以從兩側探測到，但是從兩側探測到的時候反射的波幅是不一樣的。

（三）在鋼結構未焊透問題中的運用

鋼結構出現未焊透的缺陷會表現出非常大的破壞力，所以在利用超聲波探傷技術探傷的時候，反射率較高，產生的波幅也較高，這個時候通過平移探頭會顯示出比較穩定的波形，在焊縫的兩側進行探傷時可以得到大致相同的反射波幅。如果焊縫出現未焊透的問題，接頭的機械性也會因此受到影響，在未焊透的接口處的缺口或者端部就會形成應力的集中點，這是一種比較大的危害，鋼結構在開始使用后就會出現裂紋。為了避免這種情況，在焊接時，就應該合理選擇焊接工藝，同時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。

（四）在鋼結構氣孔問題中的運用

如果鋼結構中存在氣孔，那么氣孔的回波就會比較低，從氣孔的不同方向檢測產生的波形大致是一樣的，但是波形會隨著探頭的移動而消失。在檢測顯示屏上，當顯示出一簇反射波的時候就說明在這個檢測的部位存在密集的氣孔，同時，不同大小或者數量的氣孔都會影響波形的高度，如果移動探頭反射波就會彼此起落。鋼結構出現氣孔主要是因為焊條藥皮的脫落以及焊芯的腐蝕等，另外，焊條藥皮的變質以及焊絲在使用之后沒有除銹都會引起氣孔問題，為橋梁鋼結構造成巨大的危害。

五、結語

目前，我國的檢測水平已基本滿足檢測市場的需求。在科學技術的推動下，現代超聲檢測技術正向著智能化、自動化、圖像化、數字化、小型化、系列化、多功能化、信息化、交叉領域的前沿方向發展，以滿足現代質量對無損檢測的要求。因此，深入分析超聲檢測技術在鋼結構橋梁中的應用，對保證橋梁焊接質量有重要意義。

參考文獻：

[1]黃榮攀.鋼結構橋梁焊縫超聲檢測技術應用探討[J].福建建材，2015，12：24-25.

[2]鄭雪.鋼結構焊縫缺陷的無損檢測技術應用[J].四川水泥，2016，

01：22-23.