張　佳（揚(yáng)州亞遠(yuǎn)無(wú)損檢測(cè)有限公司,江蘇　揚(yáng)州　225000）

鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)中的超聲探傷技術(shù)應(yīng)用

張佳
（揚(yáng)州亞遠(yuǎn)無(wú)損檢測(cè)有限公司,江蘇揚(yáng)州225000）

隨著我國(guó)城市化水平的不斷提升，建筑行業(yè)取得了十分巨大的進(jìn)步，而鋼結(jié)構(gòu)在這一過(guò)程中扮演著十分重要的角色，起著骨干支撐的作用，決定著我國(guó)社會(huì)主義發(fā)展的質(zhì)量，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量進(jìn)行必要的檢驗(yàn)?zāi)軌蚣皶r(shí)地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，盡可能地減少損失，具有十分重要的意義。本文通過(guò)分析鋼結(jié)構(gòu)的自身缺陷，對(duì)超聲探傷技術(shù)及其原理進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述，并針對(duì)探傷儀波形表現(xiàn)的不同情況所對(duì)應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

鋼結(jié)構(gòu)；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；超聲探傷

1　引言

在現(xiàn)代建筑體系中，鋼結(jié)構(gòu)作為重要的承重支撐結(jié)構(gòu)體系，以其諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各類建筑中，尤其是大體量建筑，這對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求也十分嚴(yán)格，一旦質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此，在施工過(guò)程中，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)是十分必要的。超聲探傷技術(shù)作為一種現(xiàn)代化技術(shù)，以其操作方便、檢驗(yàn)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中，下面筆者將針對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的闡述和分析。

2　鋼結(jié)構(gòu)的缺陷

盡管鋼結(jié)構(gòu)有著許多其他材料不可替代的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著諸多的缺陷，嚴(yán)重影響著結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷

針對(duì)當(dāng)前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，由于從事相關(guān)設(shè)計(jì)的專業(yè)人員相對(duì)較少，且經(jīng)驗(yàn)比較少，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)過(guò)分的依賴數(shù)據(jù)計(jì)算，能夠參考的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)比較少，人工干預(yù)的能力相對(duì)不足。而且目前存在過(guò)分追求低造價(jià)的情況，導(dǎo)致了鋼結(jié)構(gòu)的可靠性相對(duì)較低，這主要是人為因素導(dǎo)致的。

2.2鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)缺陷

鋼材的分類有多種，因?yàn)槠涓鞣N元素所占的比例不同而使得鋼材的性能質(zhì)量不同，在冶煉之前需要對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇。在冶煉和軋制過(guò)程中由于工藝設(shè)備等方面的原因也會(huì)對(duì)鋼材的質(zhì)量造成一定的影響，主要表現(xiàn)為各種形式的裂痕，在選擇材料的時(shí)候需要嚴(yán)格進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督審核。

2.3鋼結(jié)構(gòu)連接缺陷

建筑物的鋼結(jié)構(gòu)體系是由各種形式的鋼產(chǎn)品的組合體，主要是以焊接的方式來(lái)進(jìn)行連接的。焊接能夠有效地節(jié)省材料，極大地節(jié)約連接空間，有效地保證結(jié)構(gòu)的剛性連接，但受到焊接環(huán)境和焊接工藝水平的影響，會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的完好性造成損壞，產(chǎn)生氣孔、夾渣、裂縫等等，這會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

3　超聲探傷技術(shù)的簡(jiǎn)介和原理

超聲探傷技術(shù)顧名思義，就是利用超聲波來(lái)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行探傷檢測(cè)，是無(wú)損檢測(cè)的重要方法，具備很廣泛的適用范圍。超聲探傷設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用條件不是特別苛刻，安全性能好，由于超聲波穿透能力強(qiáng)，所以檢測(cè)結(jié)果相對(duì)比較準(zhǔn)確和可靠，具備很廣闊的發(fā)展前景。整套超聲探傷設(shè)備主要包括超聲探傷儀、耦合劑、探頭、標(biāo)準(zhǔn)試塊等部分。根據(jù)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的波形式的不同，可以將機(jī)械波分為縱波、橫波、板波和表面波等，其中橫波和縱波為常用波形。

超聲探傷技術(shù)的應(yīng)用主要是為了檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)中是否存在氣泡、縮孔、夾渣、焊接裂縫、不同部件的熔合連接狀況，同時(shí)還能夠測(cè)定鑄件的厚度。其主要原理如下：超聲波的頻率都在20000MHz以上，具備很強(qiáng)的穿透能力，設(shè)備產(chǎn)生超聲波，通過(guò)探頭發(fā)射出來(lái)，聲波就會(huì)在被檢驗(yàn)部件中以一定的速率傳播，當(dāng)遇到諸如氣孔、夾渣等異面介質(zhì)的時(shí)候，超聲波就會(huì)有一部分被反射回來(lái)，通過(guò)接收器的處理，能夠在示波屏幕上呈現(xiàn)出缺陷的回波，進(jìn)而通過(guò)相關(guān)計(jì)算獲得缺陷的深度及大小。

4　儀器波形表現(xiàn)的不同情況及對(duì)應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)缺陷

在實(shí)際探傷過(guò)程中，根據(jù)設(shè)備所顯示的波形狀況，能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)缺陷的形式進(jìn)行較為準(zhǔn)確的了解和判斷，進(jìn)而采取有效措施，對(duì)缺陷進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，保證鋼結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)固，相關(guān)分析如下：

4.1氣孔問(wèn)題

如果設(shè)備顯示回波高度較低且比較穩(wěn)定，從不同的方向進(jìn)行探測(cè)，反射波的高度大致相同，且移動(dòng)探頭波形就會(huì)消失，證明鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在氣孔，且為單個(gè)氣孔。如果波形呈現(xiàn)簇狀，且將探頭定于某點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，波形會(huì)出現(xiàn)此起彼落的情況，說(shuō)明內(nèi)部存在密集氣孔。氣孔是在進(jìn)行焊接時(shí)，由于高溫熔池吸收的氣體過(guò)多，在冷卻之前沒(méi)有完全溢出而產(chǎn)生的，在實(shí)際操作過(guò)程中，為了減少氣孔的出現(xiàn)，需要對(duì)焊條進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮姹?，并選擇適當(dāng)?shù)碾娏鬟M(jìn)行焊接，降低焊接速度。

4.2焊接裂縫問(wèn)題

如果設(shè)備顯示波幅很寬，且高度相對(duì)較高，且波峰數(shù)量較多，移動(dòng)探頭會(huì)頻繁出現(xiàn)反射波，將探頭進(jìn)行原位置轉(zhuǎn)動(dòng)波峰出現(xiàn)上線錯(cuò)開(kāi)的情況，說(shuō)明結(jié)構(gòu)存在焊接裂縫。焊接裂縫的出現(xiàn)是由母材及焊縫熱影響區(qū)域散熱不均勻而引起的。在實(shí)際焊接操作過(guò)程中，為避免出現(xiàn)焊接裂縫，需要選擇恰當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù)和操作程序，禁止采用過(guò)大電流焊接，同時(shí)要在焊縫接頭處搭接10—15mm，并注意在焊接過(guò)程中保證焊件的固定。

4.3未熔合問(wèn)題

如果在平移探頭時(shí)設(shè)備顯示的波形比較穩(wěn)定，在進(jìn)行兩側(cè)探測(cè)時(shí)反射波的幅度不同，說(shuō)明各個(gè)金屬層之間沒(méi)有完全融合在一起。為了解決此問(wèn)題，在實(shí)際操作過(guò)程中需要對(duì)焊接面進(jìn)行必要的加工和處理，清楚存在的雜質(zhì)，保證焊接面的整潔。

4.4未焊透問(wèn)題

如果在進(jìn)行探傷過(guò)程中，平移探頭所顯示的波形較穩(wěn)定，對(duì)焊縫兩側(cè)進(jìn)行探傷能夠得到大致相同的反射波幅度，說(shuō)明結(jié)構(gòu)存在未焊透的狀況，這是因?yàn)椴煌考慕佑|部位的金屬?zèng)]有完全熔透。在實(shí)際焊接過(guò)程中，需要掌握好焊接溫度，適當(dāng)延長(zhǎng)焊接時(shí)間，使接觸面充分熔透。

5　結(jié)束語(yǔ)

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行超聲無(wú)損探傷，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)體系中存在的安全隱患，進(jìn)而能夠采取適當(dāng)?shù)拇胧┡懦龁?wèn)題，保證鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性，這對(duì)于當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)的安全迅速發(fā)展有十分重要的意義。從目前來(lái)看，超聲探傷技術(shù)正朝著檢測(cè)設(shè)備自動(dòng)化，數(shù)據(jù)處理智能化、信息融合化的方向發(fā)展，具有十分廣闊的發(fā)展前景。

[1]張勁松,賈強(qiáng),趙峰.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)工程應(yīng)用[A].特種混凝土新技術(shù)研究進(jìn)展及工程應(yīng)用——“第二屆全國(guó)特種混凝土技術(shù)及工程應(yīng)用”學(xué)術(shù)交流會(huì)暨中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)混凝土質(zhì)量專業(yè)委員會(huì)2011年年會(huì)論文集[C].2011.

[2]何春凱,張仁瑜.建設(shè)工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展報(bào)告[A].“發(fā)展綠色技術(shù)，建設(shè)節(jié)約結(jié)構(gòu)”——第十四屆全國(guó)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2007.

[3]任黎明.建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督與控制之無(wú)損檢測(cè)[J].甘肅科技縱橫,2009(03).