超聲波探傷在鋼結構檢測中的應用

李想

摘要：隨著我國科學技術的飛速發展，焊接技術也取得了長足的進步，在目前的管道安裝和維護中，大跨度網架結構等方面都應用到了焊接技術中。在不同的情況下，對焊接工藝的要求也存在一定的差異。在焊接過程中，采用探傷技術可以檢查焊接材料是否存在缺陷，從而有效提高焊接質量。本文分析研究了超聲波探傷技術在鋼結構焊接過程中的應用，對鋼結構的質量及相關技術的發展具有重要意義。

關鍵詞：超聲波檢測;鋼結構檢測;應用分析研究

1、超聲波探傷技術概述

各種先進技術不斷融入到建筑工程鋼結構檢測中，超聲波探傷技術的應用范圍不斷擴大。超聲波探傷技術的實施可以實現對建筑工程整體結構形態的有效控制，在一定程度上提高建筑工程的施工質量。超聲波檢測技術在具體實施過程中具有安全性高、實用步驟少的特點，超聲波檢測儀器主要由探傷儀、探傷儀等組成，可以采用超聲波結構與質量檢測相結合的方法進行傳輸，且超聲波種類較多、較常見的油面波，縱波和橫波等，每種超聲波檢測標準都有一定的差異，超聲波探傷原理的主要應用是利用介質進行波形的傳播，是超聲波探頭的主要功能，并實現對材料的檢測，如果建筑材料出現破損裂縫，導致超聲波在反射過程中不同于其他波的傳播，并將傳播結果顯示在屏幕上，通過分析回波的差異可以判斷建筑材料的質量。超聲波探傷技術在建筑工程質量檢測中具有十分重要的應用意義。

2、建筑鋼結構超聲波探傷原理

超聲波探傷是通過超聲波向工件的傳播，超聲波在工件中傳播時遇到缺陷傳播特性的變化，檢測超聲波的變化，并進行加工分析，根據接收到的波的特性評價工件的內部缺陷。鋼結構超聲檢測的優點是可以在不破壞工件的情況下檢測缺陷，操作簡單、快速。現場超聲波探傷可以有效地發現焊縫缺陷，有效地記錄缺陷的深度和長度，為現場施工的焊縫修補提供技術支持。焊縫超聲波檢查可發現氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等缺陷。建議采用數字式超聲波探傷儀代替模擬式超聲波探傷儀對建筑鋼結構進行超聲波探傷。

3、無損檢測中超聲波探傷技術的缺陷等級評定

在等級評定過程中，主要從無損檢測技術規范分析、焊縫計數方法、抽樣檢驗合格判定三個方面對等級進行評定。

其中，超聲波探傷技術的無損檢測技術需要嚴格遵守無損檢測技術規程。一般來說，焊縫內部有不同的等級，損傷也不同。一般情況下，1級焊縫的探傷率要求為100%，每種探傷材料要求無損傷。同時，二次焊探傷比例為20%。一般情況下，焊縫由工廠制造，現場安裝的焊縫百分比應根據相同的類型和焊接條件計算。探傷長度不應小于2cm或小于一條焊縫，以滿足當前無損檢測的要求。同時，焊縫的工藝方法需要以10cm焊縫為臨界值。在工廠制造焊縫的過程中，如果超過10cm，則每個焊縫記錄為一個。這樣，通過分段計數，可以將不同的長度分為四個部分，通常每3厘米設置一個焊縫。最后，在抽樣的過程中，可以對單針材料進行檢測，當檢測每批材料需要合格時，如果不合格率超過5%，那么整批材料都將進行開發，同時對兩側的不合格材料增加焊縫，如果你方不合格率超過3%，可能是整批材料不符合要求，其余所有不符合要求的材料需重新檢驗。

4、鋼結構缺陷

4.1鋼結構的設計缺陷

現從鋼結構的設計可以看出，由于缺乏設計方面的專業人員，也缺乏經驗，在設計工作的具體實施過程中，對于數據依賴性較大的計算工作，可以利用設計經驗較少、人工干預能力確實很強，到目前為止，與低成本相比嚴重，使得鋼結構的可靠性較低，上述現象存在的主要原因是人為因素造成的。

4.2鋼結構材料缺陷

鋼結構材料較多，由于不同元素所占比例不同，從而影響鋼結構材料的性能，在冶煉鋼材之前，由于工藝設備的限制，需要在軋鋼和冶煉過程中做好原材料的選擇，影響鋼材質量的主要表現是鋼材存在裂紋，面對這種情況，有必要對材料進行嚴格的監督檢查。

4.3鋼結構的連接缺陷

建筑的鋼結構體系是各種不同形式的鋼制品的組合。它主要采用焊接

方法連接鋼結構的不同系統。這樣可以有效地節省連接空間，保證結構的剛性連接。但由于受焊接環境和焊接工藝水平的影響，干式結構內部結構受損，鋼結構內部存在氣孔和夾渣，導致鋼結構穩定性差。

5、超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用

5.1箱梁柱連接焊縫超聲波探傷

通過對多層建筑鋼結構構件的受力分析，可以看出箱形柱的受力最大。然而，箱形柱受焊接工藝低、監理不善等因素的影響，導致部分鋼結構箱形柱在收縮應力作用下容易出現雙向缺陷，造成分層撕裂。施工企業若在該部位進行梁、柱等焊縫的焊接，會因焊縫重疊而導致層流撕裂的擴展，從而嚴重威脅鋼結構的安全。因此，要求施工企業通過超聲波探傷來避免這一問題。但受箱柱厚度過大等因素影響，無論是正面探傷還是反面探傷都是測量層狀撕裂深度，因此這就要求施工單位必須改進箱柱與梁的焊縫工藝，如板與擋板之間采用單面暗焊縫，蓋板與柱、梁的焊縫必須統一，不僅有利于超聲波檢測的開展，同時可以提高鋼結構的質量。

5.2對接焊縫超聲波探傷方法

對接焊縫超聲波探傷一般采用斜向法。焊縫超聲波探傷的其他接頭形式，可參照對接焊縫探傷方法。所使用的掃描方法應滿足超聲波發射束覆蓋焊縫整個橫截面的要求。焊縫掃描方法主要分為平行、鋸齒和斜平行。在掃描過程中，應實時關注波形屏幕上顯示的信號。如果回波信號幅值過大，超過評價線，則應將其定義為可疑回波，并及時標記相應的焊縫位置，為后續工作打下基礎。（1）初步研究。首先，應采用鋸齒掃描法檢查檢測部位，以確定是否存在縱向或斜向縱向裂紋。其次，采用平行和斜向平行掃描法檢查熱影響區、熔合區和焊接區是否出現橫向或斜向橫向裂紋;（2）精制劑。與初始勘探相比，精度勘探的速度低于初始勘探。首先，我們應該仔細檢測初始標記位置，確定缺陷的最高回波，并記錄好固定長度和定位等數據。其次，缺陷的大小、類型和位置可以通過基本檢測方法確定，如環繞、角度和前后。（3）測試。初探和精細勘探成果的核查速度較快，采用的方法與初探和精細勘探基本相同。

5.3帶墊板的超聲波探傷技術

使用該技術時，應將探傷聲波作為參考波發射，既能檢測材料耦合情況，又能掩蓋墊板缺陷造成的負面影響。如果熒光屏（示波屏）顯示焊盤反射聲波的波寬和波高，通常意味著鋼根部出現缺陷，應及時處理。然后檢測人員對拉探頭進行第二次操作，在此過程中必須特別注意超聲波在遇到定位焊或其他焊盤時會產生反射聲波，因此檢測人員應結合實際篩選。

6結論

綜上所述，隨著科學技術的飛速發展，超聲波探傷技術已經相對完善，發展到現在已經具備了開展超聲波探傷工作的綜合設備。目前，超聲波探傷技術不僅可以提高被測物體的質量，檢測被測物體的缺陷，而且可以為經濟發展提供一定的支持。在工程建設過程中，設備的使用可以有效提高工程建設的質量，因此在未來的發展過程中，我們應該不斷改進和創新技術，對設備進行不斷的研發。同時，開發適合海洋和石油環境的探傷設備，從而進一步提高探傷工作質量，促進我國經濟的快速發展。

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