钢结构无损检测中超声探伤的运用探讨

来源：核心期刊咨询网时间：2019-06-15 11:2512

摘要：摘 要 超声探伤是现阶段各个施工单位经常使用的一种探测技术，尤其是在钢结构的施工过程当中。超声探伤技术不仅能够精确探测出钢结构存在的内部损伤问题，并且能够实现无损检测，不必将钢结构剖开检查，以保证后续施工工作能够顺利进行。基于现阶段超声探伤

　　摘 要 超声探伤是现阶段各个施工单位经常使用的一种探测技术，尤其是在钢结构的施工过程当中。超声探伤技术不仅能够精确探测出钢结构存在的内部损伤问题，并且能够实现无损检测，不必将钢结构剖开检查，以保证后续施工工作能够顺利进行。基于现阶段超声探伤技术的实际应用情况，本文就对这项技术的基本内容和特点进行分析，简要介绍其具体的应用方式，以及相关注意事项。

　　关键词 钢结构;无损检测;超声探伤;应用方式

　　引言

　　城市化发展进程的不断加快，使得建筑施工行业的发展规模也得以不断扩大。现阶段，基于施工工作对结构稳定性以及建筑使用寿命的相关要求，钢结构开始广泛的的应用于施工工作当中。尤其是在房屋建设以及桥梁支撑方面，发挥着重要的作用，而钢结构的质量也就成为施工单位需要重点关注的问题之一。

　　1 超声探伤的基本内容和特点

　　1.1 基本内容

　　超声探伤是基于科学技术的发展进步而诞生的一种新型检测技术，近年来被广泛地应用于建筑施工行业当中。其主要的工作原理就是利用超声波探伤仪，从探头发出一种高频率的声波，以此来直接对钢结构进行缺陷检测工作。当钢结构表面或者内部有缺陷存在时，就会反射出不同的波长，该波长被探头接收后转化为电信号并显示在相应的荧光屏上，通过观察这些波长，就可以分析出钢结构出现缺陷的具体位置及大小，从而达到无损检测的目的。

　　1.2 特点

　　超声探伤是目前比较常用的一种钢结构缺陷检测技术，其自身的检测速度快，数据准确率高，能够对大多数的缺陷进行检查。同时，基于超声波的特点，这项技术不仅穿透能力强，对于一些比较厚的钢材也能实现精准探伤检测工作。而且其在工作过程中，声音波动频率已经远远超出人们的听力上限，因此不会在工作过程中由于噪音问题而产生不良影响。但是这项技术对检测人员的操作能力有一定的要求，还需要保证钢结构表面光滑且结构无不规则现象才能使用。而且相应的经济成本也比较高，在使用之前，施工单位需要从经济适用性的角度来分析是否使用这项技术[1]。

　　2 在钢结构无损检测中超声探伤的具体应用

　　2.1 在道路工程方面的检测工作

　　基于我国各个城市交通运输越来越发达，在实际的道路施工过程中，施工单位也在积极研究优化施工技术的方式。尤其是在铁路建设方面，铁路的出行安全除了受到人为因素的影响，最重要的就是对钢轨的焊接工作。钢轨的平整度以及接缝的紧密程度都会影响火车运行的安全与稳定，因此，在完成铁轨的钢结构建设之后，相关工作人员需要对其进行安全检测工作。而这就会应用到超声探伤技术，工作人员只需要将超声波探头与钢轨的相应检测部位进行接触，然后通过控制超声波设备释放超声波，就可以观察荧光屏以判断有无损伤问题。在这个过程中，根据对超声波范围的估计，缺陷信号可以很容易地与背景信号区分开，从而根据超声波设备上显示的数据判断出缺陷的位置及大小。

　　通常情况下，由于火车的承载量比较大。所以，在铁轨正式投入使用的过程中，也有可能由于火车的长期碾压而导致铁轨表面或内部出现缺陷。这就要求铁路部门的相关工作人员应当定期使用超声探伤检测技术对钢轨结构进行全面的检查，从而及时发现安全隐患问题，防止发生安全事故。

　　2.2 在建筑施工方面的检测工作

　　建筑施工单位经常会使用钢材来增加整体建筑物结构的稳定性，比如，钢筋混凝土结构，或者房屋梁板的钢结构等等。通常情况下，由于不同施工工程所建设的房屋规模数据不相同，这就导致了钢结构的整体比例存在差异，包括形状、大小、长度以及厚度等基本数据信息，而在实际使用过程中，施工单位就涉及给钢材进行焊接的工作。这方面的工作经常会由于施工人员工作能力不足或其他原因，导致焊缝存在缺陷，这时，超声波探伤技术能够成为焊缝质量把控的好幫手。下面介绍几种常见的焊缝缺陷。

　　(1)气孔。通常情况下，钢结构在焊接过程中，会出现形状、大小都不规则的孔洞问题。这在施工专业术语当中被称为气孔，主要是由于焊接过程中，施工操作不当，导致内部进入空气。气孔的分类有密集型以及单个型两种。密集型的气孔实际上就是一簇反射波，而它的波高会受到气孔大小的影响。单个的气孔反射回波高度比同声程Φ2横孔要低，而且其波形相对较为稳定，能够向各个方向进行探测。

　　(2)未融合。钢结构有可能会出现两件钢材焊缝处融合不充分的问题，这主要是受到了接缝填充涂料的影响，在这种情况下通过超声探伤进行两侧的探测时，反射波幅会有多种形状，并且有时只能从一侧探到。而当探头进行平移时，波形基本是稳定。不同的缺陷会反射出不同的波形，通过经验的总结，就可以及时判断出钢结构存在的缺陷问题，从而分析其能否应用于施工工作当中。

　　(3)裂纹。在建筑施工单位对钢结构进行焊接工作时，经常会出现大小不一的裂纹，有些可以直接在表面观察出来，有些则需要借助专业的微观显示设备才能观察到。而且这种设备使用起来需要对钢结构的每处焊接点都进行细致的检查，费时费力。而超声探伤检测技术基于其操作的简便性，受到了施工人员的广泛欢迎。施工人员只需要通过超声波探伤仪观察显示屏上超声反射波的波形变化，就可以分辨出钢结构中是否有裂纹问题。通常情况下，如果有裂纹，显示屏上的波幅会比较宽，有时还会出现多峰情况。移动过程中，还能看见明显的波峰变动[2]。

　　3 钢结构无损检测超声探伤的注意事项

　　3.1 钢结构缺陷等级划分

　　不同用途的钢结构在强度以及衔接能力方面有着不同的规定，由于焊接工作在进行过程中总是不可避免地会遇到缺陷问题，因此，国家结合实际的钢材使用需求，对钢结构允许出现的损伤范围进行了界定。在检测过程中，施工人员还需要利用超声探伤技术检测出钢结构的缺陷深度、大小等具体数据，以便于区分该工件能否投入使用。现阶段，钢结构的缺陷共分为四个等级，Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级，其中质量最高的等级是Ⅰ级。施工人员通过使用超声波检测技术，对钢结构整体探测数据进行整理，对比缺陷最高回波的位置和缺陷性质判断损伤等级。对于最大反射波幅不超过距离波幅曲线中评定线的缺陷，均评定为Ⅰ级;最大反射波幅超过评定线的缺陷检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评定为Ⅳ级。

　　3.2 应用多种探测方式

　　在实际使用超声探伤技术对钢结构进行无损检测工作时，为了确保探测结果的准确性，防止出现误差问题，通常施工单位会选择共同应用多种探测方式，以此来对钢结构中的缺陷问题，进行反复检测和研究。比较常用的就是粗探和精探相结合的方式。粗探主要是在钢结构表面释放超声波，检查出结构中存在缺陷的大致位置，并进行记录。然后在针对这些缺陷的位置，利用精探的方式，逐一进行安全隐患的排查工作。在这方面就不仅是在钢结构表面进行平行移动检测，还需要从同一个缺陷点的不同方位进行探伤工作，以确定其具体的位置、形状以及大小等准确数据[3]。

　　4 结束语

　　在实际使用超声探伤对钢结构进行无损检测时，相关施工单位必须明确超声探伤技术的使用要求，对工作人员进行知识技能的培训工作，并注意结合实际施工工作的具体要求，判断出钢结构应当满足的质量等级。同时，为了保证超声探伤技术的准确性，必须要结合粗探和精探两种方式，全面分析钢结构当中的损伤问题，为施工工作的安全与稳定提供基础保障。

　　参考文献

　　[1] 关民.浅谈超声波无损检测在单面焊缝检测中的应用分析[J].中国科技投资，2017，(29)：312.

　　[2] 乌彦全，周军，张春波，等.超声探伤技术在摩擦焊接领域的应用[J].焊接，2018，(2)：14-18.

　　[3] 佚名.焊接质量的超声波探伤无损检测探析[J].中外企业家，2018，595(05)：116.

　　推荐阅读：《炼钢》(双月刊)1985年创刊，为专业技术性刊物。《炼钢》主要反映炼铁技术领域的科研与应用成果，交流生产操作、技术改造、质量管理和企业管理经验，报道国内外科技发展动态。

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