超声波探伤技术在建筑钢结构检测中的应用

2020-02-15

江西建材 2020年5期

江西省钢结构网架质量检验中心，江西抚州 344000

在钢结构的超声波探伤过程中，当超声波束从钢结构的表面穿过工件内部时，当遇到焊接缺陷和钢结构的底面时会分别产生反射波，从而使得脉冲波形出现在荧光屏上。检查人员可以有效地发现并及时安排施工单位对发现焊缝缺陷并及时安排施工单位对存在问题的焊缝进行返修处理，从根本上保证钢结构的安全性能，提高工程项目的质量以及安全性［1］。

1 建筑钢结构超声波探伤原理

超声波探伤是通过向工件中发射超声波，超声波在工件传播遇到缺陷传播特性改变，检测变化下的超声波，并进行处理分析，根据接收波的特征评价工件内部存在缺陷的特性。建筑钢结构超声波探伤的优点是可以在不破坏工件的情况下检出缺陷同时操作简单快捷。在现场超声探伤检测中可以有效的发现焊缝存在的缺陷，有效的记录缺陷的深度、长度为现场施工焊缝返修提供技术保障。在焊缝超声探伤可以发现气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷。建筑钢结构超声波探伤推荐选用数字式超声检测仪，不建议使用模拟式超声检测仪［2］。

2 建筑钢结构超声波检测技术的应用

钢结构超声检测主要有超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测和涡流检测，此外还有TOFD 检测、相控阵检测、导波检测等。在这其中超声检测（UT）属于操作应用最广泛方便的检测方式。建筑钢结构超声波探伤是通过电能转化为机械振动发射超声波，通过探头接收信号进行放大，来获得被检工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小。为了使得超声波探伤应用在钢结构检查中发挥积极作用，必须实现四个方面。第一，探伤人员必须掌握相关专业的知识，对焊缝的种类和焊缝存在的缺陷了解，有必要选择具有超声UT Ⅱ人员来操作超声设备并分析脉冲结果。同时在与施工单位签订委托协议明确检测的比例，制定对应工程的作业指导书。第二，是合理的对探伤面进行选择，在进行超声测试之前，对探伤面进行打磨使探伤面的粗超度符合检测需求。第三，是合理选择探头的角度及频率，为有效地检查钢结构焊缝缺陷，应该尽可能根据钢结构建筑焊缝的板厚选择合理的探头［3］。第四点，探伤用耦合剂选择流动性、黏度和附着力适当，易清洗的耦合剂，超声波探伤的耦合剂也应该充分考虑建筑工程用量大实际情况，选择来源广，价格便宜的耦合剂。

3 超声波探伤技术在钢结构对接焊缝中的应用

在测试钢结构的对接焊缝之前，首先要了解被测工件的材料，结构及焊接的坡口形状进行测算，测量工件厚度，并全面了解用于此工作的焊接方法和类型。适当调整超声波探伤仪并设置DAC 曲线，以确保超声波探伤仪的灵敏度。这样可以更快，更准确地检测钢结构中的内部缺陷。在检测工作进行的过程中，观察屏幕上显示的回波信号并做好相关记录位置。锯齿型扫描法可以很容易地发现钢结构的对接问题，并及时发现纵向缺陷。钢结构中的热影响焊缝更容易出现水平缺陷，此时可以通过并行扫描的方法来检测。当检测焊缝的中心线等时，可以同时检测沿焊缝边缘的两个方向。可以应用多种超声波探伤方法，并且这些方法可以组合使用。在检查过程中，扫描速度不得超过150mm/s。在现场检测中可以用以上的方法进行初探，初探工作完成后，可以根据发现的缺陷进行仔细的探伤。当检测到焊缝中心线的时候，可以同时沿着焊缝的缝边分别从两个方向展开检测。可以应用多种超声波探伤的方式并且将多种方式结合起来使用效果更佳。在检测工作开展的时候，扫描速度不得超过150mm/s 的速度，此外还需要确保探头之间有符合规定的距离，探头的宽度必须要有1/10 的重叠。以上所说的方针就是首次开展的初探工作，当完成初探工作以后，则可以进行精探检测。精探检测方法与初探检测方法几乎相同，但速度相对较慢实施分为三个主要步骤［4］：（1）确定检测目标和回声的位置。钢结构内部缺陷的位置可以通过DAC 曲线上回波信号分布的位置来确定。如果波形信号超出DAC 曲线的范围，则有必要确定钢结构是否具有危险缺陷。如果存在危险的缺陷则需要调整探头的角度，以便顺利进行超声波探伤；（2）通过确定回声信号缺陷在DAC 曲线的第二和第三区域中的位置，可以通过屏幕线上的回声信号的峰值位置来定位实际缺陷的位置；（3）定量分析钢结构内部缺陷，将有效分析数据保存起来。