超声波探伤技术在建筑钢结构检测中的应用

卜青青

与其他种类的建筑结构体系相比，钢结构的建筑体系本身具有柔韧度高、抗震性强等特性，所以，钢结构体系被广泛应用于当今的各种建筑中。对于建筑钢结构构件而言，两种材料之间完整的焊接加工是保证其质量的关键因素，尤其是焊缝内部的质量高低直接决定着建筑钢结构构件质量的高低。针对钢结构材料使用情况，现阶段超声波探伤技术是确保钢结构工程质量的主要方法之一，因为超声波探伤技术能够无损地进行结构构件内部的探测，探测出材料焊缝内部出现的质量缺陷问题，为人们提供准确有效的信息。

一、焊接缺陷种类及其影响

钢结构大部分是由门式刚架体系和网架空间结构体系组成的，而门式刚架体系是建筑施工中经常用到的一种结构。而这种钢结构在拼接的过程中主要以对接式焊缝和T型焊缝为常见焊接方式。但是每一种的焊接方式都有利有弊，其中最常见出现的问题有以下几种。

1.对接式焊缝的不足

对接式焊缝相对于T型焊缝来讲相对简单容易，对接式焊缝是将两块母材料焊接在一起，所以为了更好地将两块材料焊接起来，必须寻求一定的坡口进行工作。但是由于受技术人员专业素质、材料质量等因素影响，经常会出现坡口的角度寻求不恰当导致焊缝对接处出现气泡或者未融合的现象，或者受天气、环境等的影响出现渗透度不够，这都会造成焊缝质量的缺陷。

2.T型焊缝的不足

T型焊缝经常在水利施工中使用和见到，其是由专门的两大板组成，并且由于每种焊接缝的承受能力不同，所以施工人员在焊接的过程中必须注意其承受重力的位置、方式等因素，根据实际情况采取不同级别的焊缝。相对于其他类别的焊缝而言，T型焊缝在施工过程中的程序更为复杂，对施工人员的专业性要求比较高，由于各种因素的影响，其焊缝质量出现缺陷的概率更大。焊接过程中操作不规范也是造成焊缝质量不合格的重要原因，例如，焊接的坡口角太小或者夹角太小都会导致焊缝出现焊接不合格的现象。当然，还有在焊接过程中出现气泡或者焊接处出现裂缝等都是造成T型焊缝质量欠缺的重要原因。

3.焊缝质量缺陷出现的影响

钢结构材料与其他结构的材料相比有很大的优势，因此大部分建筑中都广泛地采用钢结构材料。但是，对钢结构建筑材料而言，两段材料之间的连接方式仍然以焊接为主。但是，焊接技术对于施工人员的专业技术要求较高，甚至受温度、天气、环境等因素影响，焊缝质量无法得到保障，最终影响整个建筑工程的质量。

二、超声波探伤的优势

超声波在工作的过程中一般是通过各种探头的工作，判断焊缝出现裂缝的位置，从而采取积极有效的补救措施。而对于建筑行业来讲，由于建筑材料的特殊性能，要求超声波根据建筑钢材料的不同，使用不同种类的探头。技术人员在检测过程中也应该采用不同的方法和角度进行探测，这样才能更准确有效地判断出裂缝的位置。

由于超声波通过不同介质时会产生不同的反应，人们根据这样的原理，对超声波返回的不同的信息进行分析，以此来判断钢结构体系可能出现的问题。超声波探伤技术和其他技术不同点还在于其有着不受时间、光线等因素影响的特点，所以建筑行业利用它来反馈钢结构焊接缝在焊接过程中出现的问题，排除其他因素造成的可能性，准确地指出存在缺陷的位置。

三、超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

1.超声波探伤的基本要求

首先，超声波探测技术对于技术人员的专业要求较高。超声探测人员都应该是专业的技术人员，有合格的资格证书，同时还应具备丰富的工作经验。在工作分工上要求每个人员都应专注在自己的工作内容上，并实行责任制的方式要求每一个员工承担起相应的责任，这有助于技术人员更好地承担责任和认真工作。

其次，选择准确有效的超声探测面。对于超声探测来讲，不同的探测面会导致不同的探测结果，所以在选择超声探测面的时候必须根据钢结构材料的性能、形状等来选择合适的探测面，只有这样才能全面、准确地探测出焊缝衔接处可能出现的问题。

再次，做好提前准备。对于专业的技术人员来讲，对整个工作过程的熟悉是更好地完成本项工作的前提。所以对于专业焊接人员来说，其必须提前了解清楚材料的性能特点，并且尽量考虑到影响因素，仔细分析结构图纸，根据钢结构材料的具体特点，选取不同的工作角度和工作方式。当然技术人员可以提前擦洗材料表面出现的尘土、油污等物质，打磨材料表面，为下一步的工作做好充分的准备。这都是更好进行探测工作的重要前提。

最后，找准超声波探头的角度。一般而言，影响超声波工作效率的因素除了探头的工作频率之外，还有超声波探头的角度。每一个钢结构材料的厚度和坡口都是不一样的，只有当技术人员选择正确的探测角度，才能结合材料的厚度和性能更准确地探测出问题所在。

2.影响超声波探测的因素

虽然超声波探伤技术相对于其他技术而言有一定的抗干扰性，但是其工作仍然会受到一些因素影响。主要有：

（1）材料因素。需要探测的材料表面的光滑、干净程度都能影响探测工作的开展，因为干净光滑的材料表面更有利于探测头在上面工作。除此之外，超声波在传播的过程中还会受到空气等的影响，空气中的温度、湿度、杂质等，会干扰到探头信号及其方向的传播。所以，在正式工作之前应该模拟工作温度和环境，并排除可能的影响因素。

（2）仪器因素。超声波在工作过程中也对自身的水平程度、探头角度等有严格的要求，如果探头角度或者水平角度出现偏差，那么探测的结果会受到一定的影响。

（3）方法因素。在选择好材料、做好各项准备工作之后，探测使用的方法也至关重要。在整个探测过程中，由于不同材料、不同质量、不同厚度的原因，技术人员应该选择不同的探测方法，这样才能够具体问题具体分析，更好地探测出材料内部可能出现裂痕和裂痕的长度。并且技术人员在使用探头时也会采取不同的方式，都是影响超声波探伤的重要原因。

3.超声波探伤的具体使用

超声波最突出的优点就是其具有准确的方向性，不会因为外界的因素轻易改变方向。所以超声波在钢结构的探伤工作中被广泛应用。当一束超声波发出之后，遇到焊接缺陷的地方就会很快将反射波传送回来，人们就可以通过传过来的声波来判断焊缝的质量缺陷，并及时采取相应的解决措施。

（1）焊缝质量缺陷分析

一般情况下超声波是无法对焊缝质量缺陷做出准确无误的判断的，只有专业技术人员通过超声波传来的声波信息才能分析出焊缝是否出现质量缺陷，再结合实际的焊接技术、钢结构材料的厚度等因素，判断焊缝缺陷的具体位置。钢结构探伤在检测中使用较多的探伤技术就是超声波探伤技术，这种技术不仅能够保证及时全面地探测出材料焊缝中出现的质量问题，而且能够为技术人员采取措施提供一定的信息。

（2）超声波探测的过程

超声波探伤一般分为初探、精探两个过程。初探的过程较快，是对探测角度、方位的一个确定，在初探过程中首先应该确定钢结构焊缝中有无质量缺陷，并提前判断出应该使用哪几种方法结合才能更好地进行探测。精探则相比初探来讲速度较慢，在初探的基础上改变之前不合适的探测方式和探测角度，记录下收回的声波信息进行细致分析，与之前的信息进行比较最后做出准确地判断。

四、结束语

对建筑行业而言，钢结构的广泛应用对建筑行业质量的提升产生了重要的影响。因此，钢结构质量的高低严重影响整个建筑物的质量，其中最重要的问题之一就是钢结构中的焊接问题，焊接是钢结构材料拼接在一起的关键技术。但是由于焊接技术容易受到环境、温度、技术等因素的影响，导致焊接缝的质量成为建筑行业关注的重要问题之一。而超声波探伤技术正好可以利用抗干扰能力强，定位准确等优势来探测钢结构中的焊缝质量缺陷，更好地保证建筑工程质量。