超聲波檢測技術在建筑鋼結構焊縫檢測中的應用

文章來源：廣州市安普檢測技術服務有限公司

摘要：鋼結構因其優越的力學性能和使用性能，在我國的建筑中得到了越來越多的使用，但是當我們使用鋼結構時，面臨的一個關鍵技術也是核心難題就是怎么樣才能將鋼結構焊接好，使之受力均勻，外形美觀，經久耐用，通常焊縫出現的缺陷是一個難以避免的難題，因此怎么樣實現檢測建筑鋼結構是可以高效準確找出焊接中所存在的問題非常重要。隨著技術的發展，將超聲波運用在建筑鋼結構焊接的檢測是一個非常適合的方法。廣州市安普檢測技術有限公司對超聲波探傷檢測在建筑鋼結構的應用做一個詳細的講解。

隨著目前建筑業的超高速的發展，鋼結構應為輕質，施工周期短和優美外觀，在建筑得到了大量的使用。在鋼結構的專業領域內通常將屈服強度大于1380MPa結構型鋼采用降低回火溫度的技術，從而可以使鋼的抗拉強度到達1600MPa-1900MPa.20世紀50年代之后，他們先后又研制了具有多種低合金和中合金制備而成的超高強度鋼，列：我們比較熟悉的300M、D6AC和H-11等鋼型。在1960年國外又先后成功推出馬氏體時效鋼，并隨著技術的不斷革新相繼又向世界推出18NI馬氏體時效鋼系列。在20世紀70年代中期，美國研制一種抗拉強度到達2200MPa,且還具備高純度的HP310鋼，于此同時法國也研制了一種抗拉強度大于1850MPA的新型35MCD16鋼結構，與以前研發出鋼相比較其斷裂韌度和抗應力腐蝕的各方面性能都具有明顯的提升和改善。

由上可知鋼的性能在不斷更新和改進，表現出來的性能也越來越好。由于科技的發展，人們對鋼材品質也是要求越來越高，因此鋼材的發展可謂是日新月異。但是發展同時我們一直面臨的一個同樣的問題，就是在鋼材的使用過程之中我們經常要用到焊接技術。但是焊接極容易出現差錯，常會出現很多致命的缺陷，造成鋼材的使用質量下降。影響焊接質量的因素很多，列：焊接工藝和周圍環境的影像都會對焊接質量照成很大的影響。在焊接過程中我們通常見到的焊接問題有：內部夾渣、內部出現氣孔、焊料的未融合、鋼構件未焊透等，但單個氣孔不會對焊縫整體強度構成太大威脅。

超聲波探傷檢測在鋼結構的運用

目前我國用于鋼結構無損探傷的方法有很多，主要有以下5種：

1.磁粉檢測 (MT)：磁場作用，檢測出表面及近表面的缺陷。

2.滲透檢測（PT）:毛細管作用，表面開口缺陷。

3.渦流檢測（ET）:電磁感應作用，表面及近表面缺陷，壓力容器。

4.超聲波檢測（UT）:超聲波反射原理：內部缺陷，對面積型缺陷（裂紋、未融合）較為敏感。

5.射線照射（RT）:射線衰減原理：內部缺陷，對體積型缺陷（氣孔、夾渣）較為敏感。

其中超聲檢測在實際的應用過程中最為普遍。超聲波因其自身的特性所以經常被用在建筑鋼結構中的探傷檢測中，因其波長很短，所以穿透力很強，能夠在不同介質中進行傳播，若是碰到不同類型的介質的分界面，超聲波會自動發生折射、反射、繞射現象或者進行波形轉換。另外，超聲波的方向性很好，它可以在漆黑的環境中準確找到想要觀測的目標。因此無損檢測工程師人員可以通過定向發射，準確的發現焊縫中的缺陷。除超聲檢測外，在建筑鋼結構的檢測中，我們通常也會使用反射法對鋼結構進行探傷，在檢測過程中，無損檢測工程師可以通過反射回波的聲壓高低準確好檢測焊縫缺陷。通常施工中建議超聲波探傷采用2-5MHZ探頭，2-2.5MHZ性價比高，而且探頭角度的選擇也很多類型。

焊縫中常見的缺陷類型及超聲波探傷識別：

1.     氣孔：在焊接過程中，由于焊接溶池處于高溫狀態，此時若吸入了氣體或治過程產生一部分氣體，且不能在接縫冷卻凝固前排除到外部環境當中，就會在焊縫金屬結構內部出現氣孔。當利用超聲波對氣孔檢測時，單個氣孔呈現的波形穩定，但是氣孔比較密集，探頭呈現出的波形將會波瀾起伏，因此可以進行氣孔的探傷。

2.     夾渣

若是我們焊接之后內部存在熔渣或其他夾雜物，在會在焊縫形成夾渣，常常夾渣的分布都是沒有固定規律的，。其形狀為點狀和條狀不一。點狀的夾渣對焊縫整體強度影響不是太大，回波信號常常呈現鋸齒狀，探頭移動，波幅也會立馬變化。

3.     未焊透

若是焊接過程中金屬沒有被完全熔透，就會出現未焊透的病害。未焊透病害通常出現在焊縫中心線上，具有長度長的特點，若是在焊縫上對探頭沿著中心線移動時，在未焊透部位的反射波形比較平穩，完好的地方，反射波變化幅度較大。

4.     未融合

在焊接過程中所用的填充金屬沒有母體材料完全融合，這種現象我們稱之為未融合現象，當探頭在未融合部位進行平移時波形通常較為平穩。如是波形變化較大時，甚至是忽高忽低時，表明內部出現未融合。

5.     裂紋

若是在焊縫與母材的熱量影像的區域之內，在焊接過程當中或者焊接之后會出現局部縫隙，通常我們將這種現象稱為裂紋，在進行超聲波檢測時，出現的波形通常是波幅寬且回波波峰高，當探頭在這個區域來回移動反射波會出現反復的上下起伏現象。

結論

超聲波探傷檢測在建筑鋼結構檢測中使用，將極大程度上提高它的精確度與高效性，超聲波憑借其自身獨特的相關性能，可以高精度的對焊縫完成之后鋼結構進行測。針對不同類型的焊接缺陷問題，探頭在焊縫上移動會接收到不同形狀與高低的回波，從而可以判斷病害類型。

（此文章來自“愛學術”，僅作為廣州市安普檢測技術服務有限公司的網絡推廣用途，我們尊重原創）

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