超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用淺議

張春陽

廈門市萬科房地產有限公司（361000）

超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用淺議

張春陽

廈門市萬科房地產有限公司（361000）

隨著我國社會與經濟的不斷發展，建筑行業乘著城市化建設的春風，在不斷發展的同時，建筑技術也有了突破創新。文章對超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用進行探討，以期當今社會建筑質量得到更好的控制。

超聲波探傷；建筑鋼結構；檢測應用

0 引言

在建筑中鋼材作為主要施工材料，在許多建筑結構中均作為主要結構形式，因此建筑鋼結構質量的好壞，不僅直接影響到建筑質量，而且也關系到建筑施工安全以及建筑企業的經濟收益。為了使我國建筑鋼結構質量得到有效保障，對超聲波探傷對鋼結構檢測相關應用的探討刻不容緩。

1 建筑鋼結構焊縫類型和內部缺陷

當今建筑鋼結構系統主要分為網架空間和門式剛架兩種。隨著建筑業的不斷發展以及人們對建筑質量要求的提升，使得在當今建筑鋼結構中門式剛架結構系統應用的較為廣泛。建筑鋼結構焊縫類型主要有二：一是T型焊縫。T型焊縫是依據焊縫形狀而得名，在建筑材料中將兩母材料依據T型進行焊接，則稱為T型焊接。二是對接焊縫。在建筑鋼結構中的對接焊縫主要指在同一平面，將需要焊接的兩母材料邊緣對齊，并沿著對其邊緣施行焊接操作的施工工藝，則稱為對接焊縫。建筑結構焊接作為建筑工程較為主要的施工技術形式，應通過在焊接前對焊接材料接頭位置預留符合施工工藝標準的坡口的方法，使得焊接工藝得以保證質量，而當今建筑鋼結構焊縫坡口主要有T型連接、薄板、中厚板以及厚板等形式。

雖然，當今社會建筑工藝有了很大的發展與進步,但是在建筑鋼結構焊接工藝具體落實過程中，仍存在一些內部缺陷。引起建筑鋼結構焊接工藝缺陷的原因主要有三：一是外部環境因素。由于建筑鋼結構焊接通常需要在施工場地外部施行操作，而受風力、濕度、溫度以及坡口區域清潔程度等外部因素影響，導致建筑鋼結構焊接工藝質量將受到影響。二是操作人員因素。建筑鋼結構焊接工藝是通過操作人員得以落實的，因此，施工人員的工作態度是否謹慎、焊接水平的高低，均會影響焊接工藝質量。在建筑企業中存在許多焊接技術人員無證上崗、操作粗心大意以及焊工質量意識差的現象,嚴重阻礙焊接工藝實現高質量目標。在外部環境因素與人為因素的影響下，造成鋼結構焊縫內部缺陷情況在建筑工程中屢見不鮮，嚴重影響工程效率以及建筑質量。鋼結構焊縫缺陷主要有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合以及未焊透等情況。

2 超聲波探傷方法原理和分類

超聲波探傷是經由可從一個截面進入到另一個截面的，可穿透金屬材料深處的超聲，通過分析鋼鐵內部截面邊緣聲波放射情況，從而對零部件以及內部結構缺陷進行有效判斷的鋼鐵結構檢測方法。由于超聲波束可深入鋼鐵結構內部，當存在零部件缺陷現象時，就會出現反射波并形成脈沖波形，技術人員通過分析熒光屏上脈沖波形狀可準確推斷出故障大小以及具體位置，從而為鋼鐵結構的修理以及養護提供有效依據。

超聲波探傷方法主要優勢有：定位準確、指向性強且會在傳播過程中出現散射以及衰減情況；在異構鋼結構中可出現波形轉換、折射以及反射情況，從而通過不同形式缺陷反射波使探測更加高效、準確；超聲波探傷方法中產生的能量相較于聲波較大；利用超聲波探傷方法在建筑鋼結構中應用的誤差較小且探測深度較廣，對鋼結構中分層、裂紋、氣孔以及夾渣等缺陷，均可在全部或部分反射作用下得以全部探出。通過對超聲波探傷波形進行分析，并結合差異性特點，使得對超聲波探傷儀分有A、B、C三類，且A類超聲波脈沖反射探傷儀應用較多。

3 超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用

為了使超聲波探傷在鋼結構檢測的應用得以發揮積極作用，應做到四個方面：一是人員素質應符合超聲波探傷技術需求。為了確保超聲波探傷技術得到有效應用，應選擇具有相關檢測方法等級資格證的專業技術性人員對超聲波儀器進行操作，對脈沖結果進行分析。此外，為了約束技術檢測人員的檢測行為，有關建筑部門應同檢測技術人員簽訂相關合同，從而明確責任與義務，確保超聲波探傷高效準確。二是科學選擇探傷面。超聲波探傷施行前對探傷面的選擇尤為重要，關系到探傷結果的準確性，因此相關技術人員應連同施工負責人，對鋼結構焊接工藝、內部結構質量等情況進行充分分析，從而在比較容易發生故障、故障可能延伸方向以及缺陷可能發生的位置設定探傷面，使得探傷更加清晰、高效。三是選定探頭角度與頻率。為了使建筑鋼結構檢測得到高效落實，應盡可能選取大頻率超聲波，并在較為常用的4 MHz探頭下進行探傷，而探頭角度則主要依據焊縫坡口形狀、預計缺陷類型以及施工材料厚度等工程實際情況，對探頭角度予以科學選擇。根據當今社會建筑鋼材使用情況，推薦使用β60°、β68°為探頭角度設定值，并采用β72°對鋼網架桿的板材進行探傷。四是科學選取耦合劑。針對耦合劑的選取主要依據：所選擇的施工材料對人員并不會產生危害；符合耦合劑發揮積極作用的科學選擇，即具有合適流動性、優秀透聲性，從而可發揮最大探傷功效；超聲波探傷的應用與建筑工程資金能力相符，并秉持低價原則來選取既高效又經濟的耦合劑。

針對建筑鋼結構內部焊縫缺陷的應用主要依據焊縫類型分為兩方面：

1）對接焊縫探傷

在初探中將DAC曲線探傷靈敏度調制6 db左右，并在示波屏五分之一處設為評定線，另外設置4 db為補償增益值，利用寫平、平行以及鋸齒形為主要探傷形式，利用快速掃查使斜探頭焊縫進行檢查,并對回波信號在示波屏中的反映進行跟蹤關注，并對波幅超出評定線位置的探傷處進行標注，為缺陷定量測長相應工作提供基礎。對焊接縫進行初探結束后，應按照四個步驟進行精探：一是根據目標缺陷最大回波值來對建筑鋼結構中缺陷位置進行判斷。二是依據缺陷目標點對具體缺陷位置進行精確。根據最大回波出現的垂直與水平距離的雙重判定，從而明確缺陷位置是在結構內側亦或是外側。針對內部焊縫存在缺陷，應結合K值與垂直距離來判定缺陷點，而若存在外部缺陷，則可排除缺陷存在于焊縫之中，結合回波與垂直、水平距離進行判定即可。三是記錄缺陷測量長度。四是對建筑鋼結構檢測結果進行校對與檢驗，從而避免出現缺陷漏檢而影響工程質量的現象。

2）對T型縫進行探傷

針對T型縫探傷形式主要有：對腹板一側利用斜探頭進行探傷，對靠近焊縫位置利用直探頭進行探傷，對一次波翼板外端一側利用斜刺探頭進行探傷，對二次波翼板外部一側運用K1斜探頭進行探傷；由于建筑鋼結構中氣孔、夾渣、未焊透、未熔合以及裂紋等缺陷，對超聲波探傷靈敏度要求較高，因此應對波幅曲線、探測器距離等探傷外部準備工作進行精細調試，促使缺陷在靈敏度較高的探傷下可充分體現出來。此外，應注意地波、焊接外回波以及缺陷波區別，從而達到科學判定缺陷屬性目的[1]。

4 結論

綜上所述，在建筑企業中由于鋼結構應用較為廣泛，因此鋼結構質量是否過關直接關系到整個建筑物的質量。焊接作為鋼結構建筑工程中較為常用的使用手段，因外部環境以及人員技術水平等影響，導致焊接質量參差不齊，存在極大安全隱患，而超聲波探傷因具有定位準、指向強以及檢測高效優勢，值得在建筑鋼結構中普遍應用。為了確保超聲探傷的應用可發揮積極作用，應在充分考慮工程實際情況的同時，選擇優質技術性人才對超聲波探傷進行操控，從而確保超聲波探傷達到保證工程質量目的。

[1]劉偉杰.探析超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用[J].建筑工程技術與設計,2014(12)：723.