在钢结构工程中超声波探伤检查的应用.pdf

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1、规划与设计■莉目蒜晦2012年3月在钢结构工程中超声波探伤检查的应用冯树昌(广东省建筑科学研究院)摘要：钢结构在建筑体系中应用越来越普遍。而钢结构的焊缝检测是工程质量的关键。本文首先介绍了钢结构焊缝检查的主要方法，然后重点介绍，超声波探伤的原理和检测方法，并对常见的焊缝缺陷进行了分析，说明了超声波探伤检测在用钢结构工程中的重要意义。关缝词：超声波探伤；钢结构；应用随着现代建筑技术的发展，当代建筑结构中质量轻、高强度钢管混凝土结构和钢结构的使用越来越广泛。特别是在厂房建设和设备安装，更广泛地使用钢材。钢结构的焊

2、接，足保证钢结构施T质量的一个重要环节，焊接质量检验中使主要使用无损检测手段，以确保钢结构工程质量。1钢结构焊缝探伤检查无损检测作为一种常规的质量检验方法有直接用肉眼检查的宏观外观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等多种仪器检测。肉眼宏观检测呵不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部存在的缺陷，而射线照相等方法则叮以通过各种各样的仪器或设备来进行榆测，既可检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可很人程度提高检测的准确性和可靠性。至f用什么方法来进行无损检测，这需要根据工件

3、的具体情况和检测的目的来确定。钢结构的无损探伤就是在不损害或不影响被枪对象使用性能的

4、i{『提下，利用声、光、磁和电等特性，检测被检对象中存在的缺陷或不均匀性，确定出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，然后确定目标检测中的状态(如合格与否，剩余寿命)的技术手段的总称。根据受检对象的工件材料、结构、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能存在的缺陷，形状，位置和方向的类型的对象，选择适当的无损检测方法。1．1检测万法钢结构无损探伤包括超声检测(UT)、射线榆测(RT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(㈣和涡

5、流检测(ET)，5种检测方法。超卢检测是日前应用最广泛的探伤方法之一。超声波具有穿透力强的特征，在传播过程中遇不同介质时会在分界面产生反射、折射、绕射和波形转换。超声波像光波一样方向性良好，可以定向发射，像一束电筒光在黑暗中寻找目标．发现被检材料中的缺陷。超声波波长很短。超声波探伤能探测到的最小缺陷尺寸约为波长的一半。超声波探伤有反射法和穿透法两种。反射法就是根据缺陷反射咧波声压的高低来评价缺陷的丈小，这种方法灵敏度比较高．因而在实际钢材焊缝探伤中反射法的应用更加广泛。进行探伤检测前，我们要了解图纸对焊接质量

6、的技术要求。日前钢结构的验收标准足依据GB50205—95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对丁图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时、评定等级为I级时规范规定要求做lO％的超卢波探伤；对f图纸要求焊缝焊接质量等级为：级时、评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做20％超声波探伤：对于图纸要求焊缝焊接质龟等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。1．2决定焊缝质量的因素焊缝内部缺陷、焊缝外观表面缺陷以及焊缝尺寸是决定焊缝质晕的三个主要W素，也就是说，焊缝质量等级评定只有两重含义，一方面是针对焊缝内部的缺陷进行检验，二

7、方面是针对焊缝外观表面缺陷进行检验。但目前，工程师大多数情况只进行笼统的评定，如“焊缝质量等级为一级”，此时真正的含义是“焊缝内部缺陷按二级检验，表面缺陷也按二级检验”。对于吊车粱等需要进行疲劳验算的构件，虽然其中某螳部位的角焊缝(三级焊缝)，不进行内部缺陷的超声波探伤，但其外观表面质量等级要求较高+就不能笼统地说‘‘角焊缝都是三级焊缝”。2超声波探伤在钢结构中的应用2．1超声波探伤原理超声波探伤是通过超声波在材料中传播遇到介质会发生反射与折射原来来设计的，使用材料和他们的缺陷的卢学性能差异对超声波传播·28

8、·波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。脉冲反射法用纵波进行垂直探伤，用横波进行斜射探伤。在超声波仪器示波屏上，横坐标表示声波的传播时间，纵坐标表示回波信号幅度。脉冲波的传播时间与声程同一均匀介质中成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷是否存在；通过回波幅度来判断缺陷的当量大小：回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离，实现缺陷定位。如果材料中没有缺陷的话，超声波传播的材料另一端会发生反射，被探头捕捉后．根据波在材料中的卢速与实际检测时发射波与

9、接收同波之间所耗的时间来判断出材料的厚度。如果有缺陷同样也会有反射回波，探头会捕捉到。那么缺陷回波会比材料另一面回波走的行程短。分设备上的反映，就能确定是否有缺陷的形成。2．2超声波焊缝检测比对试验选用美国泛美公司生产的EPocH—LT型A型脉冲反射式探伤仪器，探头采用2．5P8x12。K值为2．5。钢板厚度20rm，超声波在钢中的声速是5920Ⅱ以，首先做了一个有100um厚防腐涂层的焊缝检测和没