鋼結構無損檢測中超聲波探傷技術的應用

鄒芃

（宜昌市建夷建設工程質量檢測中心，湖北宜昌443000）

1 引言

作為現代化的先進技術，無損傷檢測中，超聲波探傷技術的操作相對方便快捷，且檢測準確性較高，已經廣泛應用在建筑工程項目中。可見，本次研究具有現實研究意義。

2 超聲波探傷技術及原理

無損檢測中的超聲波探傷技術，是在科學技術發展下新興的探測技術之一[1]，是無損檢測中的重要技術之一，應用范圍較廣。借助超聲波探測技術可以實現對鋼結構裂紋和夾渣等情況的檢查，從而掌握鋼結構的施工質量。超聲波探傷技術操作過程方便和快捷，安全性能較高。設備構成包括探頭、超聲波探傷儀和耦合劑等，超聲波在介質中傳播時有多種波型，檢驗中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。其技術原理為：借助探頭發射超聲波，在檢驗材料中進行快速傳播，一旦所檢測的材料中有夾渣、氣孔或裂紋現象，部分超聲波會被反射，由超聲波接收器進行接收，顯示在屏幕上，通過對回波的分析和計算，可以明確所檢測材料的具體情況。

3 無損檢測中超聲波探傷技術檢測缺陷等級的評定

3.1 無損檢測的技術規則分析

采用無損檢測中的超聲波探傷技術對鋼結構進行檢測時，需要嚴格遵循無損檢測中的技術規則。通常情況下，焊縫內部缺陷具有不同的等級，表示的探傷情況也不同。一級焊縫要求探傷比例為100%，表示所檢測的材料全數探傷[2]；無損檢測下二級焊縫要求探傷比例約為20%。探傷比例的計數方法應按以下原則確定：（1）對工廠制作焊縫,應按每條得縫計算百分比，且傷長度應不小于200mm，當焊縫長度不足200mm時，前焊縫進行探傷；（2）對現場安裝焊縫，應接同一類型、同一施焊條件的焊縫條數計算百分比，探傷長度應不小于200mm，并應不小于l條焊縫。

3.2 焊縫處的記數方法

采用超聲波探傷技術對缺陷進行檢測時，焊縫處的記數是有一定方法的[3]。記數時，通常以1000mm的焊縫為臨界值。工廠制作焊縫，其長度若未超過1000mm，則每條焊縫為1處；當工廠制作焊縫長度超過1000mm時，可以對其實施分段計處。例如，以1200mm的焊縫為例，可以將該長度的焊縫分為4段，每300mm為1段設置1處焊縫。

3.3 抽樣檢驗合格判定

無損檢測的抽樣檢驗可以分為單批材料檢測和全部材料的抽樣檢驗。對于單批材料的抽樣檢驗，若其抽樣檢驗的不合格率未超過2%，則說明檢驗材料所在的整批材料都合格；若其抽樣檢驗的不合格率超過5%，則說明檢驗材料的所在的整批材料不合格，并需要重新對該批材料進行加倍抽樣檢驗，在抽樣檢驗不合格的材料兩側焊縫位置增加焊縫的延長線。全部材料的抽樣檢驗，若其抽樣檢驗的不合格率未超過3%，則說明所檢驗的整批材料都合格；若其抽樣檢驗的不合格率超過3%，則說明所檢驗的征辟材料都不合格，需要對整批材料加倍檢驗。在抽樣檢驗中，批量驗收不合格時，要將所檢驗批量材料的剩余材料進行加倍檢驗。

4 鋼結構無損檢測中超聲波探傷技術的應用識別

4.1 氣孔與夾渣的識別

氣孔主要是在鋼結構焊接期間，由于焊接熔池的溫度較高，材料對大量氣體和冶金反應氣體進行了吸收，在焊接冷卻凝固前，未及時將吸收的氣體放出，由此在鋼結構金屬焊縫內形成了以氣體為主的空穴。一般來說，氣孔包括密集氣孔和單氣孔，不同的氣孔的特點不同。密集氣孔的反射波為簇狀，回波的高度也是以氣孔大小為依據。單個氣孔呈現的波形相對穩定，應進行不同方向的探測，但探測時不能移動探頭。

夾渣是焊接后，在鋼結構中殘留的非金屬殘留雜質或熔渣。夾渣包括條狀渣和點狀渣，其表面呈現不規則的形態。條狀夾渣的反射率和波幅相對較低，對探頭進行平行移動時，波幅有略微變動。點狀夾渣的回波形態和信號與單個氣孔具有類似性。

4.2 裂紋與未熔合的識別

裂紋是在鋼結構焊接期間或焊接完畢后，因鋼結構過熱導致局部存在破裂的縫隙。通常情況下，裂紋呈現的反射回波高度較高。對超聲探頭進行平行移動時，會在波幅變動的情況下初選連續的反射波。對超聲探頭進行轉動時，其波幅變動不明顯，但其波峰有上下錯動的變化趨勢。未熔合是鋼結構在焊接期間，未與其他填充金屬材料熔合。在此種形勢下，對鋼結構進行探測得到的反射波的特征為，對超聲探頭進行平行移動時，其波形相對穩定，但對鋼結構的兩側探測時，反射的波幅則呈現出不同。

5 結語

在現代建筑工程項目發展進程中，采用先進的科學技術實現對建筑材料質量的檢查是保障工程質量的重要前提。目前，對于建筑工程中常用的鋼結構，普遍采用無損檢測中的超聲波探傷技術進行檢測。利用超聲無損探傷技術，可以快速、及時地發現鋼結構中存在的缺陷，并根據對問題的分析進行解決，從而提高鋼結構在建筑工程施工中的穩定性。針對當前超聲波探傷技術的檢測的現狀，從氣孔、夾渣、裂紋、未熔合的識別，分析超聲波探傷技術在鋼結構無損檢測中的具體應用。希望本次的相關研究可以為日后提高超聲波探傷技術在鋼結構檢測中的應用水平提供建議。