超聲波探傷技術在建筑鋼結構檢測中的應用

卜青青

與其他種類的建筑結構體系相比，鋼結構的建筑體系本身具有柔韌度高、抗震性強等特性，所以，鋼結構體系被廣泛應用于當今的各種建筑中。對于建筑鋼結構構件而言，兩種材料之間完整的焊接加工是保證其質量的關鍵因素，尤其是焊縫內部的質量高低直接決定著建筑鋼結構構件質量的高低。針對鋼結構材料使用情況，現階段超聲波探傷技術是確保鋼結構工程質量的主要方法之一，因為超聲波探傷技術能夠無損地進行結構構件內部的探測，探測出材料焊縫內部出現的質量缺陷問題，為人們提供準確有效的信息。

一、焊接缺陷種類及其影響

鋼結構大部分是由門式剛架體系和網架空間結構體系組成的，而門式剛架體系是建筑施工中經常用到的一種結構。而這種鋼結構在拼接的過程中主要以對接式焊縫和T型焊縫為常見焊接方式。但是每一種的焊接方式都有利有弊，其中最常見出現的問題有以下幾種。

1.對接式焊縫的不足

對接式焊縫相對于T型焊縫來講相對簡單容易，對接式焊縫是將兩塊母材料焊接在一起，所以為了更好地將兩塊材料焊接起來，必須尋求一定的坡口進行工作。但是由于受技術人員專業素質、材料質量等因素影響，經常會出現坡口的角度尋求不恰當導致焊縫對接處出現氣泡或者未融合的現象，或者受天氣、環境等的影響出現滲透度不夠，這都會造成焊縫質量的缺陷。

2.T型焊縫的不足

T型焊縫經常在水利施工中使用和見到，其是由專門的兩大板組成，并且由于每種焊接縫的承受能力不同，所以施工人員在焊接的過程中必須注意其承受重力的位置、方式等因素，根據實際情況采取不同級別的焊縫。相對于其他類別的焊縫而言，T型焊縫在施工過程中的程序更為復雜，對施工人員的專業性要求比較高，由于各種因素的影響，其焊縫質量出現缺陷的概率更大。焊接過程中操作不規范也是造成焊縫質量不合格的重要原因，例如，焊接的坡口角太小或者夾角太小都會導致焊縫出現焊接不合格的現象。當然，還有在焊接過程中出現氣泡或者焊接處出現裂縫等都是造成T型焊縫質量欠缺的重要原因。

3.焊縫質量缺陷出現的影響

鋼結構材料與其他結構的材料相比有很大的優勢，因此大部分建筑中都廣泛地采用鋼結構材料。但是，對鋼結構建筑材料而言，兩段材料之間的連接方式仍然以焊接為主。但是，焊接技術對于施工人員的專業技術要求較高，甚至受溫度、天氣、環境等因素影響，焊縫質量無法得到保障，最終影響整個建筑工程的質量。

二、超聲波探傷的優勢

超聲波在工作的過程中一般是通過各種探頭的工作，判斷焊縫出現裂縫的位置，從而采取積極有效的補救措施。而對于建筑行業來講，由于建筑材料的特殊性能，要求超聲波根據建筑鋼材料的不同，使用不同種類的探頭。技術人員在檢測過程中也應該采用不同的方法和角度進行探測，這樣才能更準確有效地判斷出裂縫的位置。

由于超聲波通過不同介質時會產生不同的反應，人們根據這樣的原理，對超聲波返回的不同的信息進行分析，以此來判斷鋼結構體系可能出現的問題。超聲波探傷技術和其他技術不同點還在于其有著不受時間、光線等因素影響的特點，所以建筑行業利用它來反饋鋼結構焊接縫在焊接過程中出現的問題，排除其他因素造成的可能性，準確地指出存在缺陷的位置。

三、超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用

1.超聲波探傷的基本要求

首先，超聲波探測技術對于技術人員的專業要求較高。超聲探測人員都應該是專業的技術人員，有合格的資格證書，同時還應具備豐富的工作經驗。在工作分工上要求每個人員都應專注在自己的工作內容上，并實行責任制的方式要求每一個員工承擔起相應的責任，這有助于技術人員更好地承擔責任和認真工作。

其次，選擇準確有效的超聲探測面。對于超聲探測來講，不同的探測面會導致不同的探測結果，所以在選擇超聲探測面的時候必須根據鋼結構材料的性能、形狀等來選擇合適的探測面，只有這樣才能全面、準確地探測出焊縫銜接處可能出現的問題。

再次，做好提前準備。對于專業的技術人員來講，對整個工作過程的熟悉是更好地完成本項工作的前提。所以對于專業焊接人員來說，其必須提前了解清楚材料的性能特點，并且盡量考慮到影響因素，仔細分析結構圖紙，根據鋼結構材料的具體特點，選取不同的工作角度和工作方式。當然技術人員可以提前擦洗材料表面出現的塵土、油污等物質，打磨材料表面，為下一步的工作做好充分的準備。這都是更好進行探測工作的重要前提。

最后，找準超聲波探頭的角度。一般而言，影響超聲波工作效率的因素除了探頭的工作頻率之外，還有超聲波探頭的角度。每一個鋼結構材料的厚度和坡口都是不一樣的，只有當技術人員選擇正確的探測角度，才能結合材料的厚度和性能更準確地探測出問題所在。

2.影響超聲波探測的因素

雖然超聲波探傷技術相對于其他技術而言有一定的抗干擾性，但是其工作仍然會受到一些因素影響。主要有：

（1）材料因素。需要探測的材料表面的光滑、干凈程度都能影響探測工作的開展，因為干凈光滑的材料表面更有利于探測頭在上面工作。除此之外，超聲波在傳播的過程中還會受到空氣等的影響，空氣中的溫度、濕度、雜質等，會干擾到探頭信號及其方向的傳播。所以，在正式工作之前應該模擬工作溫度和環境，并排除可能的影響因素。

（2）儀器因素。超聲波在工作過程中也對自身的水平程度、探頭角度等有嚴格的要求，如果探頭角度或者水平角度出現偏差，那么探測的結果會受到一定的影響。

（3）方法因素。在選擇好材料、做好各項準備工作之后，探測使用的方法也至關重要。在整個探測過程中，由于不同材料、不同質量、不同厚度的原因，技術人員應該選擇不同的探測方法，這樣才能夠具體問題具體分析，更好地探測出材料內部可能出現裂痕和裂痕的長度。并且技術人員在使用探頭時也會采取不同的方式，都是影響超聲波探傷的重要原因。

3.超聲波探傷的具體使用

超聲波最突出的優點就是其具有準確的方向性，不會因為外界的因素輕易改變方向。所以超聲波在鋼結構的探傷工作中被廣泛應用。當一束超聲波發出之后，遇到焊接缺陷的地方就會很快將反射波傳送回來，人們就可以通過傳過來的聲波來判斷焊縫的質量缺陷，并及時采取相應的解決措施。

（1）焊縫質量缺陷分析

一般情況下超聲波是無法對焊縫質量缺陷做出準確無誤的判斷的，只有專業技術人員通過超聲波傳來的聲波信息才能分析出焊縫是否出現質量缺陷，再結合實際的焊接技術、鋼結構材料的厚度等因素，判斷焊縫缺陷的具體位置。鋼結構探傷在檢測中使用較多的探傷技術就是超聲波探傷技術，這種技術不僅能夠保證及時全面地探測出材料焊縫中出現的質量問題，而且能夠為技術人員采取措施提供一定的信息。

（2）超聲波探測的過程

超聲波探傷一般分為初探、精探兩個過程。初探的過程較快，是對探測角度、方位的一個確定，在初探過程中首先應該確定鋼結構焊縫中有無質量缺陷，并提前判斷出應該使用哪幾種方法結合才能更好地進行探測。精探則相比初探來講速度較慢，在初探的基礎上改變之前不合適的探測方式和探測角度，記錄下收回的聲波信息進行細致分析，與之前的信息進行比較最后做出準確地判斷。

四、結束語

對建筑行業而言，鋼結構的廣泛應用對建筑行業質量的提升產生了重要的影響。因此，鋼結構質量的高低嚴重影響整個建筑物的質量，其中最重要的問題之一就是鋼結構中的焊接問題，焊接是鋼結構材料拼接在一起的關鍵技術。但是由于焊接技術容易受到環境、溫度、技術等因素的影響，導致焊接縫的質量成為建筑行業關注的重要問題之一。而超聲波探傷技術正好可以利用抗干擾能力強，定位準確等優勢來探測鋼結構中的焊縫質量缺陷，更好地保證建筑工程質量。