鋼結構無損檢測中超聲波探傷技術的應用

王荷

摘 要 鋼結構無損檢測中超聲波探傷技術具有非常重要的應用價值，但是還需要在實際應用中進行持續優化改進。而要想充分發揮超聲波探傷技術的優勢作用，還需要全面把握其應用要點。對此，本文結合鋼結構無損檢測實際，簡要闡述了超聲波檢測技術的概念內涵與應用現狀，指明了其具體的應用范圍，并探討了其在焊縫檢測中的應用要點，希望能夠為相關主體提供有益借鑒與指導。

關鍵詞 鋼結構無損檢測 超聲波探傷技術 超聲波檢測

中圖分類號：TF7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）10-0058-02

目前，鋼結構已經被廣泛應用于現代建筑領域，其質量與建筑工程的整體質量存在密切關聯，若是鋼結構質量有問題，且在施工過程中未能及時發現，就會對工程建設埋下巨大隱患。超聲波檢測技術作為當前工程檢測的主流，具有非常顯著的應用優勢，并在鋼結構檢測中得到了日益廣泛的普及。但客觀來講，超聲波探傷技術的應用也有著嚴格要求，如何全面把握應用要點，也是相關人員需要重點思考與實踐的重點。

1 基本概述

超聲波無損探傷技術的原理就是利用超聲檢測儀對被檢測對象產生具有發射和透射功能的超聲波，頻率范圍通常在1-5兆赫茲，能夠對鋼結構金屬材料焊縫中的缺陷進行檢測，如裂紋、未熔合、未焊透等，同時能夠有效判定缺陷所處的位置。超聲波無損探傷技術具有設備簡便、檢測效率高、結果精準等優勢，是當前自動化檢測的代表性技術。另外，超聲波無損探傷檢測，對檢測對象的要求相對較低，在材料屬性、制造工藝、規模大小等方面沒有太多局限，所以被廣泛應用于建筑無損檢測領域。當然，超聲波無損探傷技術也存在一定的局限，就是不適用于形狀復雜、表面粗糙、粗晶材料的檢測。還有就是，超聲波無損探傷技術主要分為兩類，包括手工探傷和自動化探傷，前者具有可操作性強、適用范圍廣的優勢，但也存在耗時較長、用工較多的缺點。但因國內鋼材生產企業對鋼材坯料無損探傷重視度較低，所以在鋼結構生產環節基本以人工探傷為主。但對于建筑企業來講，為確保建筑工程質量，除了加強鋼結構生產環節的檢測把關外，還應該通過人工探傷與自動化探傷的有機結合，對鋼結構質量進行獨立檢測，最大程度地消除鋼結構質量風險。當然，這種結合正在受到越來越多的關注，并開始應用于所有鋼結構檢測領域，有著十分廣闊的發展前景。

2 鋼結構無損檢測中超聲波探傷技術的應用范圍

2.1 鋼結構焊接檢測

在鋼結構焊接中，超聲波無損探傷技術有著非常重要的應用價值，通過對焊接施工質量的檢測，能夠有效判定鋼結構焊縫等級，進而為后續施工提供一定依據。目前，我國已經出臺了相應的焊縫等級分類標準和檢測方法，施工企業只需根據相關標準實施檢測，對鋼結構焊接質量進行客觀評估，并做好后續質量管理即可，而這也是建筑施工質量管理的重要面向[1]。

2.2 壓力管道強度檢測

超聲波無損探傷技術在壓力管道強度檢測領域也有著重要的應用價值，通過檢測能夠全面了解壓力管道的結構缺陷、焊接方法、受力狀態等，進而判定其是否滿足設計標準和施工要求，最為重要的是，通過具體強度檢測能夠為后續強度施工提供可靠依據。

2.3 壓力容器厚度檢測

除了在上述領域的應用外，超聲波無損探傷技術還可以應用于壓力容器厚度檢測，就是通過對檢測對象材質結構、空間狀態等信息的分析，準確把握壓力容器厚度，進而明確相關部位的質量風險，也是提高施工質量的重要手段。

3 鋼結構無損檢測中超聲波探傷技術的應用要點

3.1 充分做好準備工作

3.1.1 注重專業隊伍建設

檢測人員必須具備足夠的專業能力才能確保檢測結果的精準性，這就要求檢測人員必須持有專業證書，同時把握相關專業知識，全面了解金屬材料和焊接知識，能熟練使用超聲波檢測設備，精準識別超聲波形，了解相關標準和規范，這是確保檢測技術高效應用的根本前提[2]。

3.1.2 確保儀器設備質量

超聲檢測儀和試塊必須符合國家既定標準，即《A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件》（JB/T 10061-1999）和《無損檢測超聲檢測用試塊》（GB/T 23905-2009）。同時要依據《無損檢測A型脈沖反射式超聲檢測系統工作性能測試方法》（JB/T 9214-2010）的相關標準做好儀器性能與系統性能的測試，確保測試結果符合相關標準。

3.1.3 確保耦合劑合理選用

耦合劑作為重要的填充劑，不僅能夠提高超聲波透射率，而且能夠起到潤滑作用，提高探討移動效率，同時降低磨損率。在超聲無損探傷檢測中，要盡量選擇具有較強流動性、透聲性，且價格低廉、安全性高的耦合劑，如機油、化學漿糊等。

3.1.4 做好焊縫準備

在實施超聲波無損探傷檢測之前，要對被檢測對象進行全面清理，必要時要進行打磨處理，以確保鋼結構焊縫兩側探頭移動區寬度1.25p范圍內表面粗糙度在0.5mm以下，同時考慮焊縫與試塊聲能性能存在的差異，一般通過提高4分貝的方法實施表面補償，或根據《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》（GB/T 11345-2013）附錄F，對聲能傳輸損失差值進行有效測定。但要指出的是，焊縫檢測時的溫度與試塊調節儀上的溫度差值最好別超過15℃，同時要確保耦合劑的統一[3]。

3.1.5 合理調節儀器設備

在對鋼結構實施檢測前，要對檢測設備實施合理調節。首先，在 CSK-IA試塊上獲取直徑50mm、100mm弧面的最高反射回波作基線調節，對聲速、零偏和探頭前沿進行全面測定。其次，在CSK-IA 試塊上獲取φ50mm圓孔的最高反射回波，然后對探頭折射角度進行測定。最后，在RB試塊上獲取三個及以上深度的φ3mm×40mm橫孔反射體的最高反射回波，并依此制定DAC曲線，同時要保證最深反射體深度大于兩倍母材厚度。在完成DAC曲線制作后，還要結合檢測標準中規定的檢測靈敏度標準，分別將評定線、定量線和判廢線分別設為-14分貝、-6分貝和0分貝。

3.2 做好焊縫內部缺陷的全面掃查

當鋼結構焊縫外觀檢測合格，以及焊接時間達標后，才能對鋼結構焊縫內部結構進行全面檢測，具體可以分為初步掃查、精細掃查和復核掃查。掃查要根據B級檢測等級相關標準實施，借助斜探頭在焊縫單面雙側實施檢測，當條件不夠時，可以采用兩個斜探頭進行單面、單側的逐一檢測。

3.2.1 初步掃查

在確保探頭靈敏度的基礎上，將斜探頭放在焊縫一側，與焊縫長度走向垂直進行鋸齒狀的反復檢測，以實現單面雙側的初步掃查，掃查寬度最少要在1.25p以上，同時檢測速度要合理，避免出現掃查遺漏區域，同時反復檢測的時候要重疊10%的探頭寬度。在檢測過程中要觀察屏顯，若是發現高于評定線的回波信號，就要進行及時標記，為后續精細掃查提供可靠依據。另外，之所以要做鋸齒狀檢測，是為了檢測出內部縱向存在的缺陷，當然，若是需要對橫向缺陷進行檢測，就要實施平行或斜平行掃查。

3.2.2 精細掃查

在對鋼結構焊縫進行精細掃查的時候，需要依據初步掃查環節的標記信號展開，就是對標記位置進行多角度、多方向、多層次的全面掃查，并結合焊縫結構尺寸信息進行真假判定。在排除所有偽顯示后，找出欠缺最高反射回波，并對其幅度、位置進行記錄，采用6分貝法或端點峰值法對所標記長度進行測量，同時做好記錄。重復上述流程對所有初步掃查環節的標記實施檢測。

3.2.3 復核掃查

通常來講，通過上述兩個環節的掃查后，能夠較為全面、精準地獲得檢測結果，但對于個別異常或疑難反射回波，則需要進行復核掃查。復核掃查能夠通過更換檢測人員、豐富探頭角度、轉變掃查面等方式來實現，是對內部缺陷的進一步驗證與確定，如果在復核掃查后還不能解決相關疑難信息，那么就要采用射線檢測的方法實施驗證，以確保檢測結果的精準性[4]。

3.3 超聲檢測結果客觀評級與判定

根據缺欠最高反射回波幅度高低與指示長度長短信息，及《鋼結構焊接規范》（GB 50661-2011）的憑借規定，可將鋼結構焊縫超聲無損探傷結果分成四個級別，不同級別所對應的質量程度不同，其中I-IV級，分別是質量由高到底的排序。通過檢測結果與既定標準的對照，能夠客觀合理地對鋼結構質量進行判定。根據《鋼結構工程施工質量驗收標準》（GB 50205-2020）的規定，一級鋼結構質量檢測結果評級為I級或II級時就屬于質量合格，而評級為III級或IV時則屬于質量不合格。二級鋼結構質量檢測結果評級為I級、II級或III級時則屬于質量合格，評級為IV級時則屬于質量不合格。一旦檢測結果判定為不合格，就需要進行更換或返修，并根據原檢測標準和流程實施復檢。若是采取的是抽樣檢驗，那么還要結合《鋼結構焊接規范》（GB 50661-2011）相關規定，對檢驗批實施結果判定[5]。

綜上所述，超聲波無損探傷技術在鋼結構質量檢測中有著非常重要的應用價值，具有精準性強、操作簡單、成本較低等優勢。本文結合具體檢測實踐和工作經驗，重點歸納總結了鋼結構無損探傷檢測技術的應用要點，希望能夠進一步提高相關技術的應用水平，為鋼結構施工提供全面保障。

參考文獻：

[1] 張明，田濤.無損檢測技術在鋼結構廠房檢測中的應用[J].機電工程技術，2021，50（07）：256-258.

[2] 龐錦浩.無損檢測技術在建筑工程檢測中的應用分析[J].中國建筑金屬結構，2021（07）：88-89.

[3] 邱明華.鋼結構在既有建筑室內增層改造中的應用[J].中國建筑裝飾裝修，2021（06）：190-192.

[4] 曹廣越.無損檢測技術在水利工程質量檢測中的應用[J].水利技術監督，2021（04）：40-44，132.

[5] 康文剛.超聲波無損檢測技術在樁基工程中的應用[J].交通世界，2020（30）：21-22.