超声波探伤技术在建筑钢结构检测中的应用

超声波探伤技术在建筑钢结构检测中的应用

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摘要：钢结构建筑结构施工与其他建筑材料相比，具有抗震能力强、柔韧程度高的特点，钢结构建筑材料目前已广泛应用于工程建设。对于建筑钢结构构件而言，施工所面临的主要问题是材料焊接，钢结构构件在施工过程中需要将不同的结构材料进行焊接，完成构件制作，在焊接过程中会存在焊缝问题，焊缝直接关系着钢结构构件的质量。对此，如何利用超声波探伤技术对钢结构构件进行无损探伤，是确保钢结构质量的重要方针手段，本文对相关超声波探伤技术在钢结构中的检测应用进行分析探讨，并提出相关举措，以供借鉴。

关键词：超声波探伤；建筑；钢结构检测

1 建筑钢结构超声波探伤原理

超声波探伤主要是利用超声波在钢结构构件传播过程中，遇到钢结构内部缺陷会改变超声波的传播特性，通过相关仪器设备分析超声波传播过程中的变化，来分析工件内部的结构特性。利用超声波探伤的优点是在不破坏钢结构工件的情况下能快速查看钢结构内部焊缝缺陷，具有快捷高效的特点。此外，利用超声波探伤对于焊缝中的缺陷可记录其长度、深度，发现气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷，实现钢结构构件快速检测[1]。

2 影响超声波探测的因素

第一，材料因素。在钢结构探伤过程中，需要确保被探伤材料表面光滑干净，有利于探头在被探测物体表面开展工作。第二，环境因素。超声波主要是在空气中传播，空气的温度、湿度、灰尘浓度都会影响到探头信号以及传播方向。第三，仪器因素。超声波在探伤过程中应注重使用设备的技巧，对探头角度与水平度进行精准把控，避免探伤结果受到影响。第四，方法因素。在使用超声波展开探伤作业过程中，依据探伤材料的质量、厚度、材质等方面因素，考虑所使用的太伤方法，确保能够准确测量出钢结构构件焊接裂缝的长度与深度。在此过程中应注重探头的选择，减少对探伤结果的影响。

3 超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

3.1箱形柱和梁连接焊缝

箱型柱和梁连接在焊接过程中，受技术人员自身焊接工艺以及质检人员监管不力等因素的影响。在箱型柱与梁焊接过程中，极易在收缩力的作用下出现层状撕裂，而箱型柱与梁作为钢结构的主要受力构件，一旦出现裂缝会对整个建筑工程施工质量造成影响。例如，在建筑施工过程中，施工单位如果需要在梁、柱部位进行焊接作业，就会导致层状撕裂引起的焊缝进一步扩大，影响钢结构的安全。质检人员利用超声波探伤仪器设备，对梁柱等钢结构构件进行超声波探伤，则受限于箱型柱厚度因素的影响，无论是从正面或反面都难以测量出层状撕裂的深度。对此，要求施工企业能够改进箱型柱与梁的焊接工艺，在盖板和隔板间采取单面暗焊缝、盖板与柱、梁焊缝必须统一等运用此类焊接工艺的，不仅有利于提升超声波探伤的效果，更能够提升钢结构的质量，为后续工程建设施工奠定基础[2]。

3.2对T型缝进行探伤

T型缝探伤的主要方法是，腹板一侧斜探头进行探伤，对靠近焊缝位置使用直探头进行探伤；波翼板外端用斜探头探伤，二次波翼板外部运用K1斜探头进行探伤。主要是确定钢结构构件是否存在气孔、夹渣、未焊透、未融合、裂缝等裂纹缺陷。使用超声波对T型缝探伤时，需要使用灵敏度较高的探头，在探伤前依据探测距离、探测区域的波幅曲线等内容做好探头的调试工作，确保探伤结果的准确性。

3.3对接焊缝超声波探伤方法

在施工过程中利用超声波检测设备对焊缝进行探伤，一般采用斜探法。主要依据超声波探头的形式，对被检钢结构构件焊接部位进行扫查，确保整个超声波发射声束能够覆盖焊缝的横断面。焊缝扫查法主要分平行、锯齿以及斜平行，在具体探伤过程中，需要技术人员时刻关注屏幕的信号变化，若探伤波幅上下波动较大，超出了评定界限，则可判定为可疑声波，并对焊缝位置进行标识，便于后续工作的开展。

第一，初探。利用锯齿型扫查法对被探伤构件进行初探，主要判定钢结构构件是否存在纵向或斜纵向的裂缝。第二，精探。精探在探测速度上要低于初探，并且对初探的标示的位置进行再次探测，确定存在缺陷部位的回波，记录定长、定位数据。并利用环绕、转角、前后等探测方法来确定缺陷大小，类型位置。第三，复探。主要是对前两次探伤结果进行确定，方法与步骤与前两次探测大致相同[3]。

4 优化超声波探伤技术检测实际效果的有效措施

4.1 保证缺陷定位的准确性

在钢结构构件的探伤过程中，使用超声波探伤技术对钢结构焊缝进行探伤检验，必须要确保探伤位置的准确性。首先，使用特定的扫描速度，运用水平调控的方式对被检测部位进行扫描，同时在操作过程中要确保扫描速度的均匀，以及探伤的时间，以确保探伤定位信息的准确性。其次，为确保探伤缺陷位置判定结果的准确性，可对缺陷部位进行多次重复扫描，记录不同扫描波次的先后顺序，能够对不同波次数据进行辨别，确保探伤的数据结果更加真实准确。最后，在使用超声波探伤技术中，对应发生缺陷信号的部位，处于一次波后三次波，则可判定该部位存在缺陷。

4.2 科学辨识与处理存在缺陷的波形

对于钢结构构件焊接过程中气孔类缺陷，使用超声波探伤过程中，由于独立气孔回波高度有限，使用探伤设备对气孔缺陷进行探测，无论何种角度，其波形都不会存在较大的差异，在这种情况下，则需要考虑不同的探伤方法，通过定点转动观测波形波动的形式来确定最高值和最低值。对于夹渣类缺陷探伤过程中，使用超声波探伤设备，在探伤过程中，其探伤波纹会形成锯齿状，波纹形状大致与树叶类似，在波峰与波谷之间会存在较大的差异，可判断为夹渣类缺陷。对于焊接不彻底等问题诞生过程中，反射波会形成特定的差异性构件，可对探伤部位以不同的角度进行探测，便可识别有缺型的探伤波纹。通过对探伤波纹的识别，则可判定钢结构焊接过程中的缺陷类型，提高钢结构构件的检验检测准确度。

4.3 提高超声波探伤技术操作人员的综合素养

在钢结构超声波探伤技术使用过程中，探伤操作主要是由专业技术人员开展，相关操作主要因素与人员的操作技术水平有着直接的关系，其操作工作的方式方法直接关系着探伤结果。因此，首先需要企业能够定期对探伤技术人员进行专业培训，不断增强其专业技能，鼓励相关技术人员能够系统性的学习探伤检测的专业知识，并且通过探伤资格考试的方式，提升探伤资格等级证书。其次，在探伤作业过程中，企业可通过制度建设的方式，不断提升探伤人员的责任意识与质量意识，认真落实企业质量规范的标准与要求，确保钢结构整体检测水平的提升。

结语

综上所述，钢结构已成为建筑行业建筑施工的重要方式。对于工程建设而言，钢结构材料的质量水平直接关系着工程建设质量，而钢结构构件是由不同的结构材质进行拼接，因此在这一过程中焊接工艺直接关系着钢结构的质量水平。目前焊接施工主要依靠人工的方式具体实施，在这一过程中极易受到技术、人员、环境、焊接材质等方面因素的影响。因此，通过使用超声波探伤技术，可有效解决钢结构焊接质量检测问题，利用超声波抗干扰强，效率高的特点，准确定位钢结构中的焊缝缺陷，使其更好的服务于钢结构工程建设的发展。

参考文献：

[1]张增祥.钢筋混凝土桥梁试验检测技术及其发展趋势［J］.建材与装饰，2019（36）：283-284.

[2]郭俊.钢筋混凝土桥梁试验检测技术及其发展趋势［J］.门窗，2019（13）：194，196.

[3]丁爱香，王雪梅.浅谈超声波无损检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用[J].建材与装饰，2019（19）：263-264.