超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用淺議

張春陽(yáng)

廈門(mén)市萬(wàn)科房地產(chǎn)有限公司（361000）

超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用淺議

張春陽(yáng)

廈門(mén)市萬(wàn)科房地產(chǎn)有限公司（361000）

隨著我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)乘著城市化建設(shè)的春風(fēng)，在不斷發(fā)展的同時(shí)，建筑技術(shù)也有了突破創(chuàng)新。文章對(duì)超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，以期當(dāng)今社會(huì)建筑質(zhì)量得到更好的控制。

超聲波探傷；建筑鋼結(jié)構(gòu)；檢測(cè)應(yīng)用

0 引言

在建筑中鋼材作為主要施工材料，在許多建筑結(jié)構(gòu)中均作為主要結(jié)構(gòu)形式，因此建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的好壞，不僅直接影響到建筑質(zhì)量，而且也關(guān)系到建筑施工安全以及建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。為了使我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到有效保障，對(duì)超聲波探傷對(duì)鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)相關(guān)應(yīng)用的探討刻不容緩。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫類(lèi)型和內(nèi)部缺陷

當(dāng)今建筑鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要分為網(wǎng)架空間和門(mén)式剛架兩種。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)建筑質(zhì)量要求的提升，使得在當(dāng)今建筑鋼結(jié)構(gòu)中門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)用的較為廣泛。建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫類(lèi)型主要有二：一是T型焊縫。T型焊縫是依據(jù)焊縫形狀而得名，在建筑材料中將兩母材料依據(jù)T型進(jìn)行焊接，則稱為T(mén)型焊接。二是對(duì)接焊縫。在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的對(duì)接焊縫主要指在同一平面，將需要焊接的兩母材料邊緣對(duì)齊，并沿著對(duì)其邊緣施行焊接操作的施工工藝，則稱為對(duì)接焊縫。建筑結(jié)構(gòu)焊接作為建筑工程較為主要的施工技術(shù)形式，應(yīng)通過(guò)在焊接前對(duì)焊接材料接頭位置預(yù)留符合施工工藝標(biāo)準(zhǔn)的坡口的方法，使得焊接工藝得以保證質(zhì)量，而當(dāng)今建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫坡口主要有T型連接、薄板、中厚板以及厚板等形式。

雖然，當(dāng)今社會(huì)建筑工藝有了很大的發(fā)展與進(jìn)步,但是在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝具體落實(shí)過(guò)程中，仍存在一些內(nèi)部缺陷。引起建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝缺陷的原因主要有三：一是外部環(huán)境因素。由于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接通常需要在施工場(chǎng)地外部施行操作，而受風(fēng)力、濕度、溫度以及坡口區(qū)域清潔程度等外部因素影響，導(dǎo)致建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝質(zhì)量將受到影響。二是操作人員因素。建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝是通過(guò)操作人員得以落實(shí)的，因此，施工人員的工作態(tài)度是否謹(jǐn)慎、焊接水平的高低，均會(huì)影響焊接工藝質(zhì)量。在建筑企業(yè)中存在許多焊接技術(shù)人員無(wú)證上崗、操作粗心大意以及焊工質(zhì)量意識(shí)差的現(xiàn)象,嚴(yán)重阻礙焊接工藝實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量目標(biāo)。在外部環(huán)境因素與人為因素的影響下，造成鋼結(jié)構(gòu)焊縫內(nèi)部缺陷情況在建筑工程中屢見(jiàn)不鮮，嚴(yán)重影響工程效率以及建筑質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷主要有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合以及未焊透等情況。

2 超聲波探傷方法原理和分類(lèi)

超聲波探傷是經(jīng)由可從一個(gè)截面進(jìn)入到另一個(gè)截面的，可穿透金屬材料深處的超聲，通過(guò)分析鋼鐵內(nèi)部截面邊緣聲波放射情況，從而對(duì)零部件以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行有效判斷的鋼鐵結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法。由于超聲波束可深入鋼鐵結(jié)構(gòu)內(nèi)部，當(dāng)存在零部件缺陷現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)反射波并形成脈沖波形，技術(shù)人員通過(guò)分析熒光屏上脈沖波形狀可準(zhǔn)確推斷出故障大小以及具體位置，從而為鋼鐵結(jié)構(gòu)的修理以及養(yǎng)護(hù)提供有效依據(jù)。

超聲波探傷方法主要優(yōu)勢(shì)有：定位準(zhǔn)確、指向性強(qiáng)且會(huì)在傳播過(guò)程中出現(xiàn)散射以及衰減情況；在異構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)中可出現(xiàn)波形轉(zhuǎn)換、折射以及反射情況，從而通過(guò)不同形式缺陷反射波使探測(cè)更加高效、準(zhǔn)確；超聲波探傷方法中產(chǎn)生的能量相較于聲波較大；利用超聲波探傷方法在建筑鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的誤差較小且探測(cè)深度較廣，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中分層、裂紋、氣孔以及夾渣等缺陷，均可在全部或部分反射作用下得以全部探出。通過(guò)對(duì)超聲波探傷波形進(jìn)行分析，并結(jié)合差異性特點(diǎn)，使得對(duì)超聲波探傷儀分有A、B、C三類(lèi)，且A類(lèi)超聲波脈沖反射探傷儀應(yīng)用較多。

3 超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用

為了使超聲波探傷在鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)的應(yīng)用得以發(fā)揮積極作用，應(yīng)做到四個(gè)方面：一是人員素質(zhì)應(yīng)符合超聲波探傷技術(shù)需求。為了確保超聲波探傷技術(shù)得到有效應(yīng)用，應(yīng)選擇具有相關(guān)檢測(cè)方法等級(jí)資格證的專業(yè)技術(shù)性人員對(duì)超聲波儀器進(jìn)行操作，對(duì)脈沖結(jié)果進(jìn)行分析。此外，為了約束技術(shù)檢測(cè)人員的檢測(cè)行為，有關(guān)建筑部門(mén)應(yīng)同檢測(cè)技術(shù)人員簽訂相關(guān)合同，從而明確責(zé)任與義務(wù)，確保超聲波探傷高效準(zhǔn)確。二是科學(xué)選擇探傷面。超聲波探傷施行前對(duì)探傷面的選擇尤為重要，關(guān)系到探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)連同施工負(fù)責(zé)人，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝、內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量等情況進(jìn)行充分分析，從而在比較容易發(fā)生故障、故障可能延伸方向以及缺陷可能發(fā)生的位置設(shè)定探傷面，使得探傷更加清晰、高效。三是選定探頭角度與頻率。為了使建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)得到高效落實(shí)，應(yīng)盡可能選取大頻率超聲波，并在較為常用的4 MHz探頭下進(jìn)行探傷，而探頭角度則主要依據(jù)焊縫坡口形狀、預(yù)計(jì)缺陷類(lèi)型以及施工材料厚度等工程實(shí)際情況，對(duì)探頭角度予以科學(xué)選擇。根據(jù)當(dāng)今社會(huì)建筑鋼材使用情況，推薦使用β60°、β68°為探頭角度設(shè)定值，并采用β72°對(duì)鋼網(wǎng)架桿的板材進(jìn)行探傷。四是科學(xué)選取耦合劑。針對(duì)耦合劑的選取主要依據(jù)：所選擇的施工材料對(duì)人員并不會(huì)產(chǎn)生危害；符合耦合劑發(fā)揮積極作用的科學(xué)選擇，即具有合適流動(dòng)性、優(yōu)秀透聲性，從而可發(fā)揮最大探傷功效；超聲波探傷的應(yīng)用與建筑工程資金能力相符，并秉持低價(jià)原則來(lái)選取既高效又經(jīng)濟(jì)的耦合劑。

針對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部焊縫缺陷的應(yīng)用主要依據(jù)焊縫類(lèi)型分為兩方面：

1）對(duì)接焊縫探傷

在初探中將DAC曲線探傷靈敏度調(diào)制6 db左右，并在示波屏五分之一處設(shè)為評(píng)定線，另外設(shè)置4 db為補(bǔ)償增益值，利用寫(xiě)平、平行以及鋸齒形為主要探傷形式，利用快速掃查使斜探頭焊縫進(jìn)行檢查,并對(duì)回波信號(hào)在示波屏中的反映進(jìn)行跟蹤關(guān)注，并對(duì)波幅超出評(píng)定線位置的探傷處進(jìn)行標(biāo)注，為缺陷定量測(cè)長(zhǎng)相應(yīng)工作提供基礎(chǔ)。對(duì)焊接縫進(jìn)行初探結(jié)束后，應(yīng)按照四個(gè)步驟進(jìn)行精探：一是根據(jù)目標(biāo)缺陷最大回波值來(lái)對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)中缺陷位置進(jìn)行判斷。二是依據(jù)缺陷目標(biāo)點(diǎn)對(duì)具體缺陷位置進(jìn)行精確。根據(jù)最大回波出現(xiàn)的垂直與水平距離的雙重判定，從而明確缺陷位置是在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)亦或是外側(cè)。針對(duì)內(nèi)部焊縫存在缺陷，應(yīng)結(jié)合K值與垂直距離來(lái)判定缺陷點(diǎn)，而若存在外部缺陷，則可排除缺陷存在于焊縫之中，結(jié)合回波與垂直、水平距離進(jìn)行判定即可。三是記錄缺陷測(cè)量長(zhǎng)度。四是對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行校對(duì)與檢驗(yàn)，從而避免出現(xiàn)缺陷漏檢而影響工程質(zhì)量的現(xiàn)象。

2）對(duì)T型縫進(jìn)行探傷

針對(duì)T型縫探傷形式主要有：對(duì)腹板一側(cè)利用斜探頭進(jìn)行探傷，對(duì)靠近焊縫位置利用直探頭進(jìn)行探傷，對(duì)一次波翼板外端一側(cè)利用斜刺探頭進(jìn)行探傷，對(duì)二次波翼板外部一側(cè)運(yùn)用K1斜探頭進(jìn)行探傷；由于建筑鋼結(jié)構(gòu)中氣孔、夾渣、未焊透、未熔合以及裂紋等缺陷，對(duì)超聲波探傷靈敏度要求較高，因此應(yīng)對(duì)波幅曲線、探測(cè)器距離等探傷外部準(zhǔn)備工作進(jìn)行精細(xì)調(diào)試，促使缺陷在靈敏度較高的探傷下可充分體現(xiàn)出來(lái)。此外，應(yīng)注意地波、焊接外回波以及缺陷波區(qū)別，從而達(dá)到科學(xué)判定缺陷屬性目的[1]。

4 結(jié)論

綜上所述，在建筑企業(yè)中由于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，因此鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量是否過(guò)關(guān)直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的質(zhì)量。焊接作為鋼結(jié)構(gòu)建筑工程中較為常用的使用手段，因外部環(huán)境以及人員技術(shù)水平等影響，導(dǎo)致焊接質(zhì)量參差不齊，存在極大安全隱患，而超聲波探傷因具有定位準(zhǔn)、指向強(qiáng)以及檢測(cè)高效優(yōu)勢(shì)，值得在建筑鋼結(jié)構(gòu)中普遍應(yīng)用。為了確保超聲探傷的應(yīng)用可發(fā)揮積極作用，應(yīng)在充分考慮工程實(shí)際情況的同時(shí)，選擇優(yōu)質(zhì)技術(shù)性人才對(duì)超聲波探傷進(jìn)行操控，從而確保超聲波探傷達(dá)到保證工程質(zhì)量目的。

[1]劉偉杰.探析超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2014(12)：723.