超声波探伤技术在钢结构探测中的应用

超声波探伤技术在钢结构探测中的应用

徐冲  ,陈振宇

淮安市建筑工程质量检测中心有限公司   

摘要：随着我国建筑业的快速发展，大量采用了轻量化、高工业化和高抗震性能的钢材。对于钢结构来说，焊接是最重要的一种施工方法，它的焊缝的品质会直接关系到建筑钢结构工程的建设品质，所以，如何做好建筑钢结构的探测，确保其品质，是一个重要的工作。以超声波探伤工作实际为依据，对其检痕理论进行了简要地概括，之后，对钢结构焊缝类型、内部缺陷及其使用要求进行了深入的探讨，在此基础上，最终，以该理论为依据，给出了应用方法。

关键词：超声波探伤；钢结构；应用；焊缝探测

引言

超声波探伤是一种特殊的探测方法，它可以利用仪器发出声波经构件探测表面耦合剂在其中传播，因此，装置探针会收到声波，然后会碰到构件底面、缺陷等反射波，并将其波幅高度、位置等显示在荧光幕。用于缺陷探测的超声是高频的、脉动的、具有一定的振动特性的弹性波，其频率可从数百kHz到数十亿Hz不等。在有关计算方法的基础上，通过在荧光屏上的反应波信息，可以计算出元件缺陷的大小、位置等，从而让公司的管理人员可以对钢结构的焊缝进行精确的把握，这对于公司可以快速地找到焊缝中存在的问题，并对其进行针对性的处理具有一定的帮助。在超声测试中，使用的超声对人类几乎是没有危害的，它不会产生与辐射探测一样的安全风险，因此它的测试是既可以进行的又可以是安全的。

一、超声波探伤技术的概念

所谓的超声检伤技术，就是在进行探测时，通过超声来探测到材料的深层，在超声从一个断面到另外一个断面的时候，会在断面的接触处产生一次折射，然后通过折射的信息传播的特征，来判断断面中的缺陷。

在超声波传播的过程中，如果出现了一个问题，可以在其中产生一个脉冲波，然后对这个问题进行了分析和研究，就可以精确地确定出了物质中的一个问题。在现代科技飞速发展的今天，对缺陷进行探测的方法也日趋完善，从而为探测提供了便利和精确的条件。此外，采用超声探测技术比常规的检验方式更为简便，可以有效地防止因复杂的工序造成的错误，大大地提升了检验工作的工作效果。

在此基础上，提出了基于模糊聚类方法。按照其工作机理的差异，超声探测技术可以被划分成三种类型：脉冲反射法、穿透法和谐振法，在对钢结构进行的测试中，使用便携式探测器来进行超声的测试工作。

二、超声波探伤的优势

在进行超声作业的时候，通常是利用多种探测手段，来确定焊接部位是否存在裂纹，以便能够及时地进行修复。而在建筑业中，因为建材的特性，所以需要针对建材的不同，采用的是各种类型的超声波。技术工作者在对裂纹进行探查时，还应当采取多种方式、多种视角，以便对裂纹的定位更为精确、高效。

因为超声在各种介质中传播时，所引起的响应是不一样的，所以，我们就可以利用这种原则，对各种情况下的超声传回的信号进行分析，从而确定是否存在缺陷。超声探测技术与其他技术的区别还在于，其不受时间、光线等因素的影响，因此，在施工中，被用于对钢结构焊缝在焊接的时候产生的问题进行反馈，消除其他因素的可能，精确地指明问题的所在。

三、焊接缺陷种类及其影响

3.1对接式焊缝的不足

与T型焊缝相比，对接式焊缝比较简单，因为对接式焊缝是将两个母材焊接在一处，因此，要将两个材料更好地进行连接，就需要寻找一些斜口。然而，因为技术人员的专业素质和材料质量等原因，常常会发生斜坡的角度选择不当，从而在焊接的衔接部位产生泡沫或者没有进行熔化的情况，或者因为天气、环境等的原因，使得其渗透性不足，这些都会引起焊接质量的问题。

3.2T型焊缝的不足

T形焊缝是水利工程中常用的一种，它是由两块特殊的钢板构成的，而且，因为每个焊点的承载力都不一样，因此，在进行焊点的时候，要考虑到它承载重力的位置、方式等因素，要按照具体的条件来选择相应的等级。与其他类型的焊接相比，T形焊接的焊接工序更加繁琐，需要更多的技术含量，而且受多种原因的影响，焊接质量产生问题的可能性也更大。

3.3焊缝质量缺陷出现的影响

由于与其他结构的不同，它具有巨大的优越性，所以在大多数的建筑物中被大量使用。然而对于钢材类建材，目前主要采用的还是焊接方法。然而，由于焊接技术需要有很高的技术含量，而且还会受到温度、天气、环境等因素的影响，因此，不能保证焊缝的品质，最后会对整体的建设项目产生很大的影响。

四、超声波探伤在建筑钢结构探测中的应用

4.1超声波探伤的基本要求

首先，超声探伤技术对探伤技术的技术人员有很高的专业性。超声探伤人员必须是具有相应资质和相关工作经历的职业技术人员。在工作分工方面，对每一位工作人员都应该关注自己的工作，并采取责任制的方法，对每一位工作人员都要负起对应的责任，从而帮助技术人员更好地负起责任，并进行认真工作。

其次，选用正确、高效的超声探伤方法。在超声探伤中，由于探测面的不同，探测效果也会不一样，因此，在选取超声探伤面的时，要结合钢结构材料的性能、形状等，来选取适当的探测面，才能全面准确地探伤出焊接接头的缺陷。

最后，确定了超声探测器的最佳位置。通常，除测针的工作频率外，测针的角度也是对超声探伤效果的重要影响。每个钢架的材质不同，其表面的凹槽也不同，因此，如果工程师能够选用合适的探伤视角，就可以将材质的材质与材质的特性相融合，从而更加精确地探伤出问题。

4.2影响超声波探测的因素

尽管超声波探伤技术具有较强的抗干扰素力，但在实际应用中也会遇到许多问题。其中包括：

(1）物质层面的影响。被探测物表面的平整度和清洁程度对探测效果有很大的影响，清洁光滑的物体表面更便于探测。另外，在声波的传递中，还会受大气等的影响，大气中的温度、湿度、杂质等，都会对探针信号及其方向的传递产生影响。因此，在进行工作前，必须对工作的温度、条件进行仿真，并进行各种可能的干扰。

(2）仪表要素。在工作的时候，对于自己的的水平程度、探头角度等都有很高的要求，会对探测的效果产生很大的影响。

(3）研究手段的影响。除了材料的选择和各种预备工作外，探测的方式也很关键。在探测的全流程中，因为不同的材料，质量，厚度等因素的影响，技术人员要根据不同的探测方式，进行不同的探测，以达到对材料中裂纹的准确探测，以及裂纹的长短的目的。此外，技术人员在对测针进行应用时，也会采用各种方法，这些都会对超声探测产生影响。

4.3超声波探伤的具体使用

(1）焊接质量缺陷的分析，通常来说，用超声波并不能准确地判定焊接质量缺陷，而是由专门的技术人员根据超声波传递过来的声音信号，来判断焊接质量缺陷的存在，然后根据焊接工艺、钢结构的材质等，来确定焊接质量缺陷的确切位置。在钢结构探测中，最常用的探测技术就是超声探测技术，它既可以确保对材料焊接过程中存在的质量问题进行及时、全面的探测，又可以为技术人员提出相应的对策。

(2）超声探测的程序超声探测通常：初步探测和详细探测。初探是一个快速的步骤，它是一个对探测角度、方位的一个确定，在这个步骤中，首先要确定的就是钢结构的焊缝中是否存在质量问题，并在此之前就可以决定要采用什么样的方法来进行探测。相对于初探来说，精探的速度要相对缓慢一些，以初探为基础，对之前不适合的探测方式和探测角度进行修改，将收回的声波信息记录下来，并对其进行详细的分析，与之前的数据进行对比，最终得出一个正确的结论。

结束语

对于建筑业来说，钢材的大量使用对提高建筑业的品质起着举足轻重的作用。而在这一过程中，钢筋混凝土构件的连接是制约钢筋混凝土构件整体性能的一个主要因素，而钢筋混凝土构件的连接又是钢筋混凝土构件连接的核心技术。然而，在施工过程中，焊缝的质量往往会受到环境、温度和工艺等因素的制约。而超声探测技术刚好可以充分发挥其抗干扰素力强大，位置精确等优点，对钢结构中的焊接质量进行探测，从而更好地保障了建设工程的品质。

参考文献

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[3]王素云.超声波探伤技术在钢结构焊接中的实际应用[J].江西建材，2019（20）：104.