超声波探伤在钢结构检测中的应用

李想

摘要：随着我国科学技术的飞速发展，焊接技术也取得了长足的进步，在目前的管道安装和维护中，大跨度网架结构等方面都应用到了焊接技术中。在不同的情况下，对焊接工艺的要求也存在一定的差异。在焊接过程中，采用探伤技术可以检查焊接材料是否存在缺陷，从而有效提高焊接质量。本文分析研究了超声波探伤技术在钢结构焊接过程中的应用，对钢结构的质量及相关技术的发展具有重要意义。

关键词：超声波检测;钢结构检测;应用分析研究

1、超声波探伤技术概述

各种先进技术不断融入到建筑工程钢结构检测中，超声波探伤技术的应用范围不断扩大。超声波探伤技术的实施可以实现对建筑工程整体结构形态的有效控制，在一定程度上提高建筑工程的施工质量。超声波检测技术在具体实施过程中具有安全性高、实用步骤少的特点，超声波检测仪器主要由探伤仪、探伤仪等组成，可以采用超声波结构与质量检测相结合的方法进行传输，且超声波种类较多、较常见的油面波，纵波和横波等，每种超声波检测标准都有一定的差异，超声波探伤原理的主要应用是利用介质进行波形的传播，是超声波探头的主要功能，并实现对材料的检测，如果建筑材料出现破损裂缝，导致超声波在反射过程中不同于其他波的传播，并将传播结果显示在屏幕上，通过分析回波的差异可以判断建筑材料的质量。超声波探伤技术在建筑工程质量检测中具有十分重要的应用意义。

2、建筑钢结构超声波探伤原理

超声波探伤是通过超声波向工件的传播，超声波在工件中传播时遇到缺陷传播特性的变化，检测超声波的变化，并进行加工分析，根据接收到的波的特性评价工件的内部缺陷。钢结构超声检测的优点是可以在不破坏工件的情况下检测缺陷，操作简单、快速。现场超声波探伤可以有效地发现焊缝缺陷，有效地记录缺陷的深度和长度，为现场施工的焊缝修补提供技术支持。焊缝超声波检查可发现气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等缺陷。建议采用数字式超声波探伤仪代替模拟式超声波探伤仪对建筑钢结构进行超声波探伤。

3、无损检测中超声波探伤技术的缺陷等级评定

在等级评定过程中，主要从无损检测技术规范分析、焊缝计数方法、抽样检验合格判定三个方面对等级进行评定。

其中，超声波探伤技术的无损检测技术需要严格遵守无损检测技术规程。一般来说，焊缝内部有不同的等级，损伤也不同。一般情况下，1级焊缝的探伤率要求为100%，每种探伤材料要求无损伤。同时，二次焊探伤比例为20%。一般情况下，焊缝由工厂制造，现场安装的焊缝百分比应根据相同的类型和焊接条件计算。探伤长度不应小于2cm或小于一条焊缝，以满足当前无损检测的要求。同时，焊缝的工艺方法需要以10cm焊缝为临界值。在工厂制造焊缝的过程中，如果超过10cm，则每个焊缝记录为一个。这样，通过分段计数，可以将不同的长度分为四个部分，通常每3厘米设置一个焊缝。最后，在抽样的过程中，可以对单针材料进行检测，当检测每批材料需要合格时，如果不合格率超过5%，那么整批材料都将进行开发，同时对两侧的不合格材料增加焊缝，如果你方不合格率超过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检验。

4、钢结构缺陷

4.1钢结构的设计缺陷

现从钢结构的设计可以看出，由于缺乏设计方面的专业人员，也缺乏经验，在设计工作的具体实施过程中，对于数据依赖性较大的计算工作，可以利用设计经验较少、人工干预能力确实很强，到目前为止，与低成本相比严重，使得钢结构的可靠性较低，上述现象存在的主要原因是人为因素造成的。

4.2钢结构材料缺陷

钢结构材料较多，由于不同元素所占比例不同，从而影响钢结构材料的性能，在冶炼钢材之前，由于工艺设备的限制，需要在轧钢和冶炼过程中做好原材料的选择，影响钢材质量的主要表现是钢材存在裂纹，面对这种情况，有必要对材料进行严格的监督检查。

4.3钢结构的连接缺陷

建筑的钢结构体系是各种不同形式的钢制品的组合。它主要采用焊接

方法连接钢结构的不同系统。这样可以有效地节省连接空间，保证结构的刚性连接。但由于受焊接环境和焊接工艺水平的影响，干式结构内部结构受损，钢结构内部存在气孔和夹渣，导致钢结构稳定性差。

5、超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

5.1箱梁柱连接焊缝超声波探伤

通过对多层建筑钢结构构件的受力分析，可以看出箱形柱的受力最大。然而，箱形柱受焊接工艺低、监理不善等因素的影响，导致部分钢结构箱形柱在收缩应力作用下容易出现双向缺陷，造成分层撕裂。施工企业若在该部位进行梁、柱等焊缝的焊接，会因焊缝重叠而导致层流撕裂的扩展，从而严重威胁钢结构的安全。因此，要求施工企业通过超声波探伤来避免这一问题。但受箱柱厚度过大等因素影响，无论是正面探伤还是反面探伤都是测量层状撕裂深度，因此这就要求施工单位必须改进箱柱与梁的焊缝工艺，如板与挡板之间采用单面暗焊缝，盖板与柱、梁的焊缝必须统一，不仅有利于超声波检测的开展，同时可以提高钢结构的质量。

5.2对接焊缝超声波探伤方法

对接焊缝超声波探伤一般采用斜向法。焊缝超声波探伤的其他接头形式，可参照对接焊缝探伤方法。所使用的扫描方法应满足超声波发射束覆盖焊缝整个横截面的要求。焊缝扫描方法主要分为平行、锯齿和斜平行。在扫描过程中，应实时关注波形屏幕上显示的信号。如果回波信号幅值过大，超过评价线，则应将其定义为可疑回波，并及时标记相应的焊缝位置，为后续工作打下基础。（1）初步研究。首先，应采用锯齿扫描法检查检测部位，以确定是否存在纵向或斜向纵向裂纹。其次，采用平行和斜向平行扫描法检查热影响区、熔合区和焊接区是否出现横向或斜向横向裂纹;（2）精制剂。与初始勘探相比，精度勘探的速度低于初始勘探。首先，我们应该仔细检测初始标记位置，确定缺陷的最高回波，并记录好固定长度和定位等数据。其次，缺陷的大小、类型和位置可以通过基本检测方法确定，如环绕、角度和前后。（3）测试。初探和精细勘探成果的核查速度较快，采用的方法与初探和精细勘探基本相同。

5.3带垫板的超声波探伤技术

使用该技术时，应将探伤声波作为参考波发射，既能检测材料耦合情况，又能掩盖垫板缺陷造成的负面影响。如果荧光屏（示波屏）显示焊盘反射声波的波宽和波高，通常意味着钢根部出现缺陷，应及时处理。然后检测人员对拉探头进行第二次操作，在此过程中必须特别注意超声波在遇到定位焊或其他焊盘时会产生反射声波，因此检测人员应结合实际筛选。

6结论

综上所述，随着科学技术的飞速发展，超声波探伤技术已经相对完善，发展到现在已经具备了开展超声波探伤工作的综合设备。目前，超声波探伤技术不仅可以提高被测物体的质量，检测被测物体的缺陷，而且可以为经济发展提供一定的支持。在工程建设过程中，设备的使用可以有效提高工程建设的质量，因此在未来的发展过程中，我们应该不断改进和创新技术，对设备进行不断的研发。同时，开发适合海洋和石油环境的探伤设备，从而进一步提高探伤工作质量，促进我国经济的快速发展。

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