探討超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用分析

嚴景文

摘要：現如今，鋼結構材料有著突出的性能，應用于現在的各種建筑物當中，也深受廣大人們的喜愛，但是在鋼結構材料的使用中也遇到了一些難以解決的問題，就是在焊接的時候，會出現焊縫缺陷等情況發生。怎樣才能夠在鋼結構的檢查中更準確快速地找到問題所在？運用超聲波技術就可以很好的解決這一問題，在文章中就詳細的介紹了這些。

關鍵詞：超聲波技術；建筑；鋼結構檢測

鋼結構材料之所以在建筑中得到廣泛的應用，就是因為鋼結構材料有很好的耐壓性、柔韌性、抗震性等諸多優點，比較常見的建筑物有體育館、工廠及居民樓這類建筑物。但是鋼結構在焊接時，難免會出現一些問題，比如，焊縫缺陷就是較常見的現象，對于這種現象展開深刻的調查具有極其重要的作用與體現，根據常見的焊接缺陷來進行深刻的調查與研究。

1 焊接缺陷的類型及影響

1.1 焊接類型及焊接內部缺陷

鋼結構分為門式剛架體系和網架空間結構體系，其中門式剛架體系最為常見。常見的焊縫類型有對接焊縫與 T 型焊縫兩種類型。將兩母材放在同一平面，讓其一端對齊，焊接出來的焊縫稱為對接焊縫；T 型焊接則是將兩母材以 T 形擺放，焊接出來的焊縫稱之為 T 型焊接。但是要想保證兩母材在焊接時能夠完美的結合，就要在焊接之前將接頭處展開適當的坡口，這樣才能達到焊接的標準，在焊接裂縫是最常見的幾種坡口較多的有薄板、中厚板、厚板、T 型連接等。

1.2 比較普遍的內部缺陷

在焊接的時候會受到很多的外界環境的影響，比如，天氣、技術等諸多因素的影響，因此，鋼結構在焊接時偶爾會出現內部缺陷這類情況。

1.3 焊接缺陷的影響

鋼結構材料的各方面性能與強度都隨著時代的進步在不斷的更新，那些質量優秀的鋼結構材料都被廣泛地應用到了各種建筑物當中，但是，鋼結構材料主要的連接方式還是焊接，焊接仍然是一個重要的步驟，同時也是極其容易出現錯誤的地方。無論是老技術人員還是新技術人員都會或多或少的出現一些低級的錯誤。在焊接的時候，焊接會受到環境天氣的影響，所以很容易出現質量方面的問題，最常見的問題有夾渣、氣孔、未融合、未焊透等多種問題，一般要是只是單個氣孔或者是點狀夾渣不會對焊縫整體強度構成非常大的影響，如果構成了群狀氣孔或是出現不規則的形狀夾渣或是未融合現象，問題就會極其嚴重，甚至導致整個鋼結構材料的整體強度及整體質量下降。

2 超聲波技術探傷原理及應用

2.1 超聲波技術的原理

超聲波在使用的時候通常采用 2-5 兆赫茲探頭，而且探頭的角度也有很多講究，根據建筑鋼材料的不同，大多數的時候采用 K2.0或 K2.5 這兩種。在進行超聲波探傷的同時，根據不同材料、不同厚度來進行檢測的方法也大不相同。通過判斷目標的缺陷位置來選擇相應的檢測方法，與此同時排除錯誤的缺陷。可以根據超聲波最大程度的測量，通過水平與垂直的信息來判斷缺陷的具體情況。

2.2 超聲波探傷的應用

超聲波探傷的原理是在經過不同介質時超聲波會產生的一系列反應。因為超聲波產生的波長很短，而且穿透力也非常好，它可以在各種介質中進行傳播，如果遇到不同的介質的時候他就會發生反應，將所探測到的信息傳送回來。除此之外，超聲波可以不限環境的影響，即使在夜里也能準確無誤的找出原因，因為超聲波具有很好的方向性，向一個方向發射，可以精準的找到焊接缺陷所在之處。一般用超聲波反射法來探傷，經常應用于建筑鋼結構檢驗當中，它可以向一個方向發出超聲波遇到焊接缺陷就會將波反射回來，通過超聲波聲壓的高低來判斷出焊接裂縫的長度，是一種十分方便快捷的方法。

3 超聲波探傷的實際應用方法

3.1 超聲波探傷的主要要求

3.1.1 對人員的各項素質要求。超聲波探傷的人員要有相應的資格證，才可以進行一系列的超聲波檢測，而且只能在同一技術工作上進行工作，如果技術方面出現了問題就要承擔起自己應付的責任。

3.1.2 超聲波探傷面的選擇。可以依據鋼結構的材質、形狀及焊接技術等因素，來大致判斷經常出現缺陷的具體位置，并根據缺陷有可能伸展發展的方向及焊縫要求驗收的等級來選取超聲波探傷面。

3.1.3 超聲波探頭頻率及角度。在穿透能力允許的條件下，超聲波探頭頻率選取的越大越好。一般選擇 4 兆赫茲上下的探頭。探頭角度的選取一般都是看鋼結構材料的厚度及缺陷坡口的樣式估計可能出現的缺陷類型提供選取材料，由于鋼結構材料的厚度一般比較小，所以經常使用 60 度與 80 度的探頭，但是由于鋼網架桿的板材纖薄，一般會選用 72 度的探頭。

3.1.4 對于耦合劑的選取。在選擇耦合劑的時候，一定要有良好的透聲效果和恰當的流動特性，最重要是它不會對相應的施工材料以及施工技術工人造成安全隱患，并且它的成本很低，可以用低價錢來進行換取。

3.2 內部焊接缺陷的應用

在使用補充金屬與母材的熱影響區，在焊接的時候有可能出現局部缺陷的現象，把這種現象稱為焊接缺陷。超聲波探測將聲波傳出，通過返回波幅的寬度來對其進行判斷，如果波的高度大，則說明裂縫的長度很大，在探頭經過多次反射的同時波幅也隨之變化，隨著探頭上下波動，對應的波峰也會出現上下錯動的現象。

4 典型缺陷的分析

超聲波探傷一般不用對焊接缺陷做出百分之百的估測，而且在許多的實際應用檢測當中表明，使用聲束方向來結合不同方向的轉動及環境檢驗，檢驗出發射回來的波來看出路線及動態波形的變化特征，與此同時，將焊接技術、接頭結構及鋼結構材料等完美的融合，這樣可以準確的判斷出焊接缺陷的性質和類型，可以通過這個方法來判斷它的缺陷程度。超聲波探傷廣泛的應用于城市建筑中，在鋼結構材料的檢測中起到了非常明顯的幫助，因為超聲波探傷具有獨特的特點，可以很精準的對鋼結構材料焊接裂縫進行檢驗。

5 結束語

總體來說，上述文本中大部分是在研究探討建筑鋼結構材料缺陷的質量檢測所運用到的超聲波探傷技術使用及應用，將較為常見的缺陷類型及制造工藝進行了描述與分析，對鋼結構構件的缺陷這種情況作出了相應的探討與解析。也希望本文中的談論分析，能夠得到廣大建筑工人的認識，從而廣泛流傳。

參考文獻：

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（作者單位：南京方園建設工程材料檢測中心）