超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用

摘 要 鋼結(jié)構(gòu)憑借其優(yōu)質(zhì)的性能在現(xiàn)代建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)使用時的一個技術(shù)重點(diǎn)與技術(shù)難題便是焊接過程，而焊縫出現(xiàn)缺陷也是常有的狀況，如何能夠?qū)崿F(xiàn)建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測時準(zhǔn)確找出問題所在，超聲波是一個絕佳的選擇。本文將對超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用展開探討。 　　關(guān)鍵詞 超聲波；建筑；鋼結(jié)構(gòu)；探傷 　　中圖分類號TU39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）100-0153-02 　　1建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫類型及焊縫內(nèi)部缺陷 　　隨著當(dāng)代建筑技術(shù)的日新月異，鋼結(jié)構(gòu)在建筑中使用的越來越頻繁。高強(qiáng)度鋼一般是指屈服強(qiáng)度大于1380MPa的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。20世紀(jì)40年代中期，美國用AISI4340結(jié)構(gòu)鋼通過降低回火溫度，使鋼的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1600MPa～1900MPa。50年代以后，相繼研制成功多種低合金和中合金超高強(qiáng)度鋼，如300M、D6AC和H一11鋼等。60年代研制成功馬氏體時效鋼，逐步形成18Ni馬氏體時效鋼系列，70年代中期，美國研制成功高純度HP310鋼，抗拉強(qiáng)度達(dá)到2200MPa。法國研制的35NCDl6鋼，抗拉強(qiáng)度大于1850MPa，而斷裂韌度和抗應(yīng)力腐蝕性能都有明顯的改進(jìn)。80年代初，美國研制成功AFl410二次硬化型超高強(qiáng)度鋼，在抗拉強(qiáng)度為1860MPa時，鋼的斷裂韌度達(dá)到160MPa·以上，AFl410鋼是目前航空和航天工業(yè)部門正在推廣應(yīng)用的一種新材料（本段數(shù)據(jù)較為詳實(shí)）。 　　鋼結(jié)構(gòu)的性能在不斷更新，這些質(zhì)量越來越優(yōu)質(zhì)的鋼材也讓建筑行業(yè)有了飛速發(fā)展，然而，作為主要的鋼結(jié)構(gòu)連接方式，焊接不僅是一個重要環(huán)節(jié)，也是容易出差錯的地方。焊接過程經(jīng)常會出現(xiàn)大大小小的缺陷，由于受到焊接工藝以及周圍環(huán)境的影響，鋼結(jié)構(gòu)焊縫不可能沒有一點(diǎn)問題，常見的內(nèi)部缺陷有夾渣、氣孔、未融合、未焊透等，通常如果只是單個氣孔或者是點(diǎn)狀夾渣不會對焊縫整體強(qiáng)度構(gòu)成太大影響，一旦形成群狀氣孔或者產(chǎn)生不規(guī)則狀的夾渣或者未焊透以及未融合現(xiàn)象，問題就會嚴(yán)重很多，甚至?xí)�直接降低焊縫的整體強(qiáng)度。 　　2 超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用 　　目前常用的鋼結(jié)構(gòu)無損探傷主要有如下途徑：超聲檢測（UT）、射線檢測（RT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）和渦流檢測（ET）等五種檢測方法，其中應(yīng)用最廣操作最方便的要屬超聲檢測了。產(chǎn)生波在建筑中的探傷原理主要是基于其自身的特性，由于超聲波波長很短，且穿透力十分強(qiáng)，超聲波可以在不同介質(zhì)中傳播，一旦碰到不同介質(zhì)的分界面它會自動發(fā)送折射、反射、繞射以及波形轉(zhuǎn)換。此外，超聲波具有很好的方向性，可以在黑暗環(huán)境中準(zhǔn)確的找到目標(biāo)，通過定向發(fā)射，能夠很好的發(fā)現(xiàn)被檢測焊縫存在缺陷的地方。在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中，通常會使用反射法來進(jìn)行探傷，通過對反射回波的聲壓的高低能夠很好的檢測出缺陷的大小，是一種十分使用的檢測方式。超聲波探傷中一般建議使用2-5MHz探頭，而2-2.5MHz相對是最為適宜的，而探頭角度的選擇也有講解，根據(jù)鋼材的特性，通常建議使用K2.0（β600）或K2.5（β700）。在采用超聲波探傷時，針對不同板材厚度采用的檢驗(yàn)等級與檢驗(yàn)方式也不一樣。A級檢驗(yàn)針對母材厚度〉50mm時，檢驗(yàn)方式為單面單側(cè)進(jìn)行；B級檢驗(yàn)針對母材厚度〉100mm時，采取單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)；當(dāng)焊縫母材厚度≥100mm，窄間隙焊縫母材厚度≥40mm時，通常需要采用C級檢驗(yàn)，會采用雙面雙側(cè)的方式進(jìn)行檢驗(yàn)（已添加數(shù)據(jù)）。 　　3 焊縫中常見缺陷的類型及其在超聲探傷中的識別 　　3.1氣孔 　　當(dāng)焊接過程中焊接熔池還處在高溫階段時，這時如果吸收了氣體或者相應(yīng)冶金過程產(chǎn)生了一定量的氣體，這些氣體如果不能在冷卻凝固前及時溢出那么后期就會在焊縫金屬內(nèi)形成氣孔或空穴。當(dāng)采用超聲波檢測氣孔時，單個氣孔形成的波形會較為穩(wěn)定，并且回波高度低，氣孔一旦十分密集，探頭定向移動就會立刻產(chǎn)生波形此起彼伏的現(xiàn)象，從而達(dá)到探傷的目的。 　　3.2夾渣 　　焊接后如果焊縫內(nèi)有金屬熔渣或者非金屬夾雜物，那么就會在焊縫形成夾渣，通常它都是不規(guī)則分布，有點(diǎn)狀也有條狀。點(diǎn)狀夾渣對于焊縫的整體強(qiáng)度沒有太大影響，用超聲波探測時波幅也不高。條狀夾渣影響則會更大，探測時的回波信號通常會呈鋸齒狀，探頭一旦進(jìn)行平移，波幅會立刻有變化。 　　3.3未焊透 　　如果焊接接頭部分金屬沒有完全熔透，就會出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象。未焊透通常多發(fā)于焊縫中心線上，并且長度較長，當(dāng)探頭在焊縫中心線上平移時，未焊透部分反射回的波形會較為穩(wěn)定，在焊縫兩側(cè)進(jìn)行同樣的檢測，反射波幅變化也不會太大。 　　3.4未融合 　　當(dāng)使用的填充金屬與母材間未能完全熔合，或者填充金屬層之間的熔合不透徹，這都是常見的未融合現(xiàn)象。當(dāng)探頭在未熔合區(qū)域平移時波形通常較為穩(wěn)定，如果移到兩側(cè)，反射波幅則會有較大變化，有時甚至只能從一側(cè)探到。 　　3.5裂紋 　　如果在焊縫或母材的熱影響區(qū)域內(nèi)，在焊接過程中或者焊后出現(xiàn)局部破裂的縫隙，這通常可以稱為裂紋。裂紋回波的波幅寬，并且回波高度大，當(dāng)探頭在其上經(jīng)過時會連續(xù)出現(xiàn)反射波并且伴隨著波幅的變化，隨著探頭轉(zhuǎn)動波峰還會出現(xiàn)上下錯動的現(xiàn)象。 　　4結(jié)論 　　超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中確實(shí)有非常有效的幫助，憑借其自身獨(dú)具的相關(guān)特性能夠很準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對于鋼結(jié)構(gòu)焊縫的檢測。針對不同類型的問題，探頭平移時都會收到不同特征與性質(zhì)的回波，采用超聲波無損探傷對焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢測能夠更好的確保鋼結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量與工程強(qiáng)度。 　　參考文獻(xiàn) 　　[1]盧琴玉.超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用[J].福建建材，2011（4）. 　　[2]周路云.鋼質(zhì)無縫氣瓶超聲波自動化檢測系統(tǒng)研究[J].無損探傷，2011（4）. 　　[3]鮑宗川.建筑鋼結(jié)構(gòu)常見焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的思考[A].西南地區(qū)第十屆NDT學(xué)術(shù)交流會論文集[C]，2009.

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