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1、超声波探伤在建筑钢结构检测中应用研究 摘要：在建筑工程中，钢结构焊接的质量情况直接影响着构件的质量，而超声波探伤是无损检测中应用比较广泛的探测内部缺陷的方法。本文着重阐述超声波探伤在钢结构焊接中的应用。关键词:钢结构焊缝内部缺陷超声波探伤检测中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：钢结构具有自重轻、抗震性能好、工业化程度高等优点,已广泛应用于工业厂房、体育场馆等工业及民用建筑。如:杭州瑞丰国际商务大厦、厦门航空港货运中心、等工程,都采用了钢结构建筑体系。1、建筑钢结构焊缝类型及焊缝内部缺陷71.1焊缝类型及剖口型式建筑钢结构体系主
2、要有两种:门式钢架体系和网架空间结构体系，其中以门式钢架体系居多。其焊缝类型主要有对接焊缝和T型焊缝两种。对接焊缝是指将两母材置于同一平面内(或曲面内)使其边缘对齐，沿边缘直线(或曲线)进行焊接的焊缝；T型焊缝是指两母材成T字形焊接在一起的焊缝。为保证焊缝部位两母材在施焊后能完全熔合，焊接前应根据焊接工艺要求在接头处开出适当的坡口，钢结构焊缝常见的坡口形式主要有I型(薄板对接)、V型(中厚板对接)、X型(厚板对接)、单V型(T型连接)和K型(T型连接)等。1.2常见内部缺陷由于在焊接过程中受焊接工艺、环境条件等因素的影响,钢结构焊缝不可避
3、免地会产生内部缺陷。常见的内部缺陷有气孔,夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。在缺陷性质上,单个气孔、点状夹渣属一般缺陷,对焊缝整体强度度影响较小；群状气孔或不规则状夹渣、未焊透、未熔合、裂纹属严重缺陷,会严重降低焊缝整体强度等性能。2、超声波探伤方法原理及分类超声波探伤是利用超声波经过不同的介质产生反射的特性。超声波通过构件检测表面的耦合剂进入构件,在构件中传播,碰到缺陷或构件底面就会反射回至探头,根据反射波在超声波探伤仪荧光屏中的位置及波幅高度就可计算出其位置及大小。根据波形显示的不同,超声波探伤仪分为A型、B型、C型,常见的是A型脉冲反射
4、式探伤仪。3、超声波探伤在建筑钢结构中的应用由于超声波探伤具有灵敏度高,设备轻便,操作方便,探测速度快,适宜高空作业等优点,因此广泛应用于建筑钢结构焊缝内部质量的检测。笔者通过多年的钢结构现场检测实践经验,现就超声波探伤在建筑钢结构焊缝内部质量检测中的应用总结如下:3.1超声波探伤的主要要求73.1.1探伤人员的要求探伤人员必须取得相应检测方法的等级资格证书,3级为最高,2级次之,1级为最低。3.1.2探测面的选择根据构件的形状,焊接工艺、可能产生的缺陷部位及缺陷的延展方向及焊缝要求的经验等级等来选取探测面。3.1.3探头频率及角度(K值
5、或折射角β)的选择探头频率高,衰减大,穿透力差,不宜用于厚板构件焊缝的检测。但频率高,分辨率高,因此在穿透能力允许下,频率选的愈高愈好。一般选用2~5MHz探头,推荐使用2~2.5MHz探头。探头角度一般根据材料厚度,焊缝坡口型式及预计主要缺陷种类来选择,由于建筑钢结构的板材厚度一般不大,推荐使用K2.0(β60°)或K2.5(β70°)。3.1.4耦合剂的选择必须具有良好的透声性和适宜的流动性,对材料和人体无害,且价廉易取,建议使用洗洁精。3.2超声波对接焊缝的探伤方法3.2.1初探首先进行锯齿型扫查如图1所示,锯齿型扫查是有效发现焊缝
6、常见缺陷尤其是纵向和斜纵向缺陷的主要方法,也是斜探头检测焊缝的基本方式。7为检测焊缝+熔合区+热影响区中可能出现的横向或斜横向缺陷,还应该使用斜平行和平行扫查两种方式,前者适用于带有余高的焊缝,后者适用于余高被磨平的焊缝。斜平行扫查是探头在焊缝余高两侧,前端面倾斜朝向焊缝放置,其中心轴线同焊缝方向呈10°～15°夹角,沿焊缝边缘作两个方向的斜平行扫查(前进同时探头自身做10°～15°的转动)图2。平行扫查是探头在焊缝上沿焊缝方向作两个方向的平行扫查(前进同时作10°～15°的转动)。锯齿扫查斜平行扫查图1图2以上三种扫查方法是斜探头探测对
7、接焊缝的基本扫查方法。它们必须相互结合,互为补充。无论采用那种扫查方式,扫查速度都应≤l50mm/s,相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠。以便最大限度地发现缺陷,避免漏检。3.2.2精探扫查方式同上，速度较初探慢点。并对初探检测出来的疑似缺陷波标记位置进行仔细检测，确定是否为缺陷波。如是缺陷波，找出缺陷的最高回波并对其做好定位、定长，并做好记录，以便返修。在精探试采用前后、左右、转角等移动探头的方式，对已发现的缺陷进行精确定值。3.2.3复探7复探时使用不同角度的探头，在已检测焊缝两侧使用相同的检测方法快速扫查。复探是对前
8、两遍探测结果的复核和校验,这时探测方法基本同前,但速度稍快。4、回波分析4.1几种典型缺陷的回波特征及缺陷评定焊缝中常见的缺陷主要有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等几种，他们各自的回波均有其
