超聲波探傷技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用

江西省鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架質(zhì)量檢驗(yàn)中心，江西 撫州 344000

在鋼結(jié)構(gòu)的超聲波探傷過程中，當(dāng)超聲波束從鋼結(jié)構(gòu)的表面穿過工件內(nèi)部時(shí)，當(dāng)遇到焊接缺陷和鋼結(jié)構(gòu)的底面時(shí)會(huì)分別產(chǎn)生反射波，從而使得脈沖波形出現(xiàn)在熒光屏上。檢查人員可以有效地發(fā)現(xiàn)并及時(shí)安排施工單位對發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷并及時(shí)安排施工單位對存在問題的焊縫進(jìn)行返修處理，從根本上保證鋼結(jié)構(gòu)的安全性能，提高工程項(xiàng)目的質(zhì)量以及安全性［1］。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷原理

超聲波探傷是通過向工件中發(fā)射超聲波，超聲波在工件傳播遇到缺陷傳播特性改變，檢測變化下的超聲波，并進(jìn)行處理分析，根據(jù)接收波的特征評價(jià)工件內(nèi)部存在缺陷的特性。建筑鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷的優(yōu)點(diǎn)是可以在不破壞工件的情況下檢出缺陷同時(shí)操作簡單快捷。在現(xiàn)場超聲探傷檢測中可以有效的發(fā)現(xiàn)焊縫存在的缺陷，有效的記錄缺陷的深度、長度為現(xiàn)場施工焊縫返修提供技術(shù)保障。在焊縫超聲探傷可以發(fā)現(xiàn)氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等缺陷。建筑鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷推薦選用數(shù)字式超聲檢測儀，不建議使用模擬式超聲檢測儀［2］。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)超聲檢測主要有超聲檢測、射線檢測、磁粉檢測、滲透檢測和渦流檢測，此外還有TOFD 檢測、相控陣檢測、導(dǎo)波檢測等。在這其中超聲檢測（UT）屬于操作應(yīng)用最廣泛方便的檢測方式。建筑鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷是通過電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)發(fā)射超聲波，通過探頭接收信號(hào)進(jìn)行放大，來獲得被檢工件內(nèi)部有無缺陷及缺陷位置和大小。為了使得超聲波探傷應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)檢查中發(fā)揮積極作用，必須實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面。第一，探傷人員必須掌握相關(guān)專業(yè)的知識(shí)，對焊縫的種類和焊縫存在的缺陷了解，有必要選擇具有超聲UT Ⅱ人員來操作超聲設(shè)備并分析脈沖結(jié)果。同時(shí)在與施工單位簽訂委托協(xié)議明確檢測的比例，制定對應(yīng)工程的作業(yè)指導(dǎo)書。第二，是合理的對探傷面進(jìn)行選擇，在進(jìn)行超聲測試之前，對探傷面進(jìn)行打磨使探傷面的粗超度符合檢測需求。第三，是合理選擇探頭的角度及頻率，為有效地檢查鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷，應(yīng)該盡可能根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)建筑焊縫的板厚選擇合理的探頭［3］。第四點(diǎn)，探傷用耦合劑選擇流動(dòng)性、黏度和附著力適當(dāng)，易清洗的耦合劑，超聲波探傷的耦合劑也應(yīng)該充分考慮建筑工程用量大實(shí)際情況，選擇來源廣，價(jià)格便宜的耦合劑。

3 超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)對接焊縫中的應(yīng)用

在測試鋼結(jié)構(gòu)的對接焊縫之前，首先要了解被測工件的材料，結(jié)構(gòu)及焊接的坡口形狀進(jìn)行測算，測量工件厚度，并全面了解用于此工作的焊接方法和類型。適當(dāng)調(diào)整超聲波探傷儀并設(shè)置DAC 曲線，以確保超聲波探傷儀的靈敏度。這樣可以更快，更準(zhǔn)確地檢測鋼結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部缺陷。在檢測工作進(jìn)行的過程中，觀察屏幕上顯示的回波信號(hào)并做好相關(guān)記錄位置。鋸齒型掃描法可以很容易地發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的對接問題，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)縱向缺陷。鋼結(jié)構(gòu)中的熱影響焊縫更容易出現(xiàn)水平缺陷，此時(shí)可以通過并行掃描的方法來檢測。當(dāng)檢測焊縫的中心線等時(shí)，可以同時(shí)檢測沿焊縫邊緣的兩個(gè)方向。可以應(yīng)用多種超聲波探傷方法，并且這些方法可以組合使用。在檢查過程中，掃描速度不得超過150mm/s。在現(xiàn)場檢測中可以用以上的方法進(jìn)行初探，初探工作完成后，可以根據(jù)發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行仔細(xì)的探傷。當(dāng)檢測到焊縫中心線的時(shí)候，可以同時(shí)沿著焊縫的縫邊分別從兩個(gè)方向展開檢測。可以應(yīng)用多種超聲波探傷的方式并且將多種方式結(jié)合起來使用效果更佳。在檢測工作開展的時(shí)候，掃描速度不得超過150mm/s 的速度，此外還需要確保探頭之間有符合規(guī)定的距離，探頭的寬度必須要有1/10 的重疊。以上所說的方針就是首次開展的初探工作，當(dāng)完成初探工作以后，則可以進(jìn)行精探檢測。精探檢測方法與初探檢測方法幾乎相同，但速度相對較慢實(shí)施分為三個(gè)主要步驟［4］：（1）確定檢測目標(biāo)和回聲的位置。鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的位置可以通過DAC 曲線上回波信號(hào)分布的位置來確定。如果波形信號(hào)超出DAC 曲線的范圍，則有必要確定鋼結(jié)構(gòu)是否具有危險(xiǎn)缺陷。如果存在危險(xiǎn)的缺陷則需要調(diào)整探頭的角度，以便順利進(jìn)行超聲波探傷；（2）通過確定回聲信號(hào)缺陷在DAC 曲線的第二和第三區(qū)域中的位置，可以通過屏幕線上的回聲信號(hào)的峰值位置來定位實(shí)際缺陷的位置；（3）定量分析鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷，將有效分析數(shù)據(jù)保存起來。

4 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用是國家大力推行綠色建筑業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果，也是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然趨勢。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以促進(jìn)國家建筑業(yè)的快速發(fā)展，有效保證中國建筑工程的質(zhì)量，滿足建筑業(yè)高空間大跨度的新要求。鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和可靠性顯得尤為重要。超聲波探傷技術(shù)為鋼結(jié)構(gòu)建筑工程質(zhì)量安全提供技術(shù)保障。