鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)研究

林余雷

摘 要：隨著當(dāng)前我國城市化進(jìn)程的穩(wěn)步推進(jìn)，各種高層建筑拔地而起，建筑結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)不僅僅只是再局限于鋼筋混凝土這一種。鋼結(jié)構(gòu)作為一種新型化的建筑結(jié)構(gòu)形式，有著十分顯著的結(jié)構(gòu)特性。鋼構(gòu)材料有著高強(qiáng)度的特性，可以有效承受較大的載負(fù)荷，且抗震性能優(yōu)異，進(jìn)行制作安裝之時(shí)也有著十分典型的高效化優(yōu)勢，將之應(yīng)用于高層建筑的施工建設(shè)過程中優(yōu)勢價(jià)值將會(huì)體現(xiàn)的更加顯著。但同時(shí)也應(yīng)認(rèn)識(shí)到要確保整體建筑結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到較高的安全性，就必須針對鋼結(jié)構(gòu)的焊縫質(zhì)量加強(qiáng)安全檢測，本文將重點(diǎn)就鋼結(jié)構(gòu)工程的焊縫無損檢測技術(shù)展開相關(guān)的研究工作。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)工程 焊縫 無損檢測技術(shù)

中圖分類號：TU758.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0043-02

基于目前的建筑鋼結(jié)構(gòu)處理工作中，焊接現(xiàn)已成為鋼結(jié)構(gòu)連接最為重要的一項(xiàng)工藝手段，且已經(jīng)被大量應(yīng)用到了各類鋼結(jié)構(gòu)元件內(nèi)。因此，就做好焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)工作意義重大。在實(shí)際的焊接質(zhì)量檢驗(yàn)過程中，對于焊縫缺陷開展檢測工作現(xiàn)已成為一項(xiàng)核心主體工作，考慮到在焊接施工時(shí)有可能會(huì)面臨著眾多的質(zhì)量缺陷，而且還有可能會(huì)遭受大載荷壓力、應(yīng)力拉車、金屬疲勞等因素的影響，因此，就做好對鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫的無損檢測工作有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 無損檢測技術(shù)概述

無損檢測的發(fā)展經(jīng)歷了無損探傷、無損檢測、無損評價(jià)這3個(gè)發(fā)展階段。無損探傷即為對缺陷的探查與發(fā)現(xiàn)；無損檢測則是在無損探傷的基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定缺陷位置、性質(zhì)、大小及狀態(tài)；無損評價(jià)的內(nèi)涵更為廣泛，其要求對被檢對象要掌握以更加全面、準(zhǔn)確的綜合性信息，以評估被檢對象的運(yùn)行狀況與壽命。無損檢測即為在對被檢測對象的應(yīng)用性不會(huì)造成影響的基礎(chǔ)上，應(yīng)用超聲、紅外、射線、電磁等技術(shù)手段與設(shè)備來對其進(jìn)行物理、化學(xué)參數(shù)，以及缺陷檢測、無損檢測是開展工業(yè)生產(chǎn)所必須要應(yīng)用到的一項(xiàng)工具手段。針對鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫實(shí)施無損傷檢測，可將鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中所存在著的各項(xiàng)缺陷問題及時(shí)找出，是保障鋼結(jié)構(gòu)工程安全性的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。

在目前的鋼結(jié)構(gòu)工程無損傷施工領(lǐng)域中，超聲波探傷是最常用到的一種技術(shù)手段，其主要是通過超聲波來對材料內(nèi)的缺陷進(jìn)行探測。據(jù)有關(guān)物理試驗(yàn)研究表明，超聲波在同種類型的均勻介質(zhì)內(nèi)，會(huì)以直線形式并按照完全相同的速度進(jìn)行傳播，超聲波則是由單種類型介質(zhì)向另外一類介質(zhì)進(jìn)行傳播，由此便會(huì)形成折射或反射現(xiàn)象。超聲波探傷便是基于此項(xiàng)理論基礎(chǔ)，來把超聲儀器探頭所產(chǎn)生出的高頻率超聲波發(fā)射箱被檢測對象，再通過超聲波儀器接收經(jīng)過反射或折射回來的超聲波，同時(shí)將其顯示于屏幕之上，并通過專業(yè)人員開展分析、判斷，以確定出缺陷類型及程度。

2 超聲波無損檢測要求

依據(jù)GBT 11345-2013《焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》及GBT 29712-2013《焊縫無損檢測超聲檢測驗(yàn)收等級》的要求，針對一、二及焊縫內(nèi)部質(zhì)量需開展超聲波探傷檢測，所檢測的比例是分別為焊縫全長與1/5。針對手工電弧焊，統(tǒng)一制造企業(yè)的焊工焊接水平難免會(huì)有一定的差別，隨機(jī)抽出一部分構(gòu)件的1/5實(shí)施焊縫檢測往往無法準(zhǔn)確地反映出整批焊縫質(zhì)量。

3 鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波無損檢測技術(shù)研究

3.1 檢測掃描影響因素

3.1.1 儀器因素

檢測掃描儀器方面的影響因素主要是會(huì)受到自身水平線的干擾，這同時(shí)也會(huì)對目前的缺陷定位產(chǎn)生直接性的影響。若儀器本身的水平線性難以滿足于測量要求，則缺陷與定位誤差便會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重干擾，從而將會(huì)導(dǎo)致定位失誤乃至于是測量失效現(xiàn)象的發(fā)生。另外，儀器本身的水平刻度精度也可能會(huì)產(chǎn)生一定的干擾現(xiàn)象，在開展測量作業(yè)時(shí)，基線比例通常是按照所對應(yīng)的儀器示波屏上層水平刻度值來實(shí)施調(diào)控的。也可理解為一旦儀器本身的水平刻度產(chǎn)生嚴(yán)重偏差現(xiàn)象，則缺陷定位誤差便會(huì)產(chǎn)生出十分明顯的擴(kuò)大趨勢，由此也便會(huì)使得測量結(jié)果受到嚴(yán)重影響。

3.1.2 探頭因素

（1）最常見到的便是聲速偏離狀況，不論是在垂直入社亦或是傾斜入社檢測構(gòu)建時(shí)，均需假定目前的波束軸線與在探頭晶片構(gòu)建下所形成幾何中心均會(huì)呈現(xiàn)出重合趨勢，然而真實(shí)情況卻是此兩者的重合難度極大。若真實(shí)的聲束軸線與探頭幾何中心軸線存在著較大的偏離角時(shí)，則對于缺陷定位所產(chǎn)生出的精度便會(huì)表現(xiàn)出明顯的下降態(tài)勢。

（2）探頭雙峰現(xiàn)象也較為常見，通常而言，單個(gè)探頭所發(fā)射出的超聲波聲場僅會(huì)產(chǎn)生出單個(gè)核心聲束，在遠(yuǎn)場區(qū)軸線上所出現(xiàn)的聲壓級別最高，然而若是探頭本身存在著一定的質(zhì)量缺陷問題，亦或是因遭受外力影響而受損，則在開展聲波探測之時(shí)便會(huì)產(chǎn)生出兩個(gè)主聲束。一旦檢測出缺陷問題，則很難判斷出究竟是哪一聲束出現(xiàn)了缺陷，相應(yīng)的也便無法對缺陷位置做出準(zhǔn)確定位。

3.2 缺陷定位

在開展鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲檢測之時(shí)需先對缺陷位置予以定位確定。通常在進(jìn)行超聲檢測定位之時(shí)大都是采用的水平調(diào)整方法來對被檢測目標(biāo)區(qū)域的掃描速度實(shí)施調(diào)控處理，在具體檢測之時(shí)需在熒光屏上將缺陷位置與1、2、3次返回超聲波所對應(yīng)的位置進(jìn)行比對分析，利用此種方式便可基本將缺陷所處區(qū)域大致確定出來，即可確定焊縫是位于上端、終端還是下端。若缺陷位置所返回的超聲波位于目前的二次波位置附近，則該缺陷現(xiàn)象即為表面缺陷；而若是缺陷信號存在于1、2次返回超聲波的中間區(qū)域，亦或是2、3次返回超聲波的中間區(qū)域，則該問題便是位于整體焊縫的中部區(qū)域；若整體缺陷信號處在1次返回超聲波亦或是3次返回超聲波處，則該缺陷情況即處在近端底層區(qū)域。若表明目前經(jīng)由超聲檢測后發(fā)現(xiàn)缺陷信號恰好處在1次返回超聲波亦或是3次返回超聲波附近，則可基本確定出此類缺陷問題即為底端缺陷現(xiàn)象。另外，對于目前的焊接超聲波反射干擾現(xiàn)象也應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注。

3.3 缺陷波形識(shí)別

3.3.1 氣孔缺陷

獨(dú)立氣孔回波高度相對較低，整體波形會(huì)有十分顯著的穩(wěn)定變化趨勢，不論是由何種方向上實(shí)施探測，整體反射波高程基本一致。然而檢測人員只要稍不注意將探頭移動(dòng)一小段距離，則反射波便會(huì)消失。在灘頭實(shí)施定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)之時(shí)，便可觀察到明顯的波高變化現(xiàn)象。

3.3.2 夾渣缺陷

點(diǎn)狀?yuàn)A渣回波信號與點(diǎn)狀氣孔有著極高的相似性，然而條狀?yuàn)A渣回?fù)苄盘柾ǔ６紩?huì)表現(xiàn)為鋸齒狀，此類缺陷最為突出的一項(xiàng)缺點(diǎn)即為反射率偏低，波幅也相對較低，其波形類似于樹枝狀。若探測方向出現(xiàn)不同點(diǎn)情況，則反射波幅亦或產(chǎn)生不同結(jié)果。

3.3.3 未熔合缺陷

在探頭平移的過程中，波形相對較為穩(wěn)固。在開展兩側(cè)探測之時(shí)，反射波幅便會(huì)形成一種差異化的構(gòu)件刑事，有時(shí)僅可在單個(gè)側(cè)面開展探測工作。

4 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前的無損檢測技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，可供選擇的技術(shù)類型多種多樣，其中超聲波無損檢測技術(shù)是其中應(yīng)用最為普遍的一種。但需引起注意的是，在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中超聲波無損檢測技術(shù)所需采取的人為操作環(huán)節(jié)較多，因而，在檢測缺陷定性與定量結(jié)構(gòu)評定方面均會(huì)受制于人為主觀因素影響，尤其是會(huì)受到個(gè)人探測技術(shù)熟練性與專業(yè)知識(shí)水平的影響。目前超聲波探傷檢測技術(shù)的精度水平還有待進(jìn)一步提升，這也應(yīng)是廣大技術(shù)人員所必須予以重點(diǎn)解決的一項(xiàng)挑戰(zhàn)難題。

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