关键词：钢结构；桥梁焊缝超声检测技术；应用研究；对策分析
引言：
桥梁的质量与我国居民出行的安全问题息息相关，所以必须做好桥梁质量检测工作，从而杜绝任何桥梁安全隐患问题，而今我国桥梁建设大多采用的是钢结构，而钢结构桥梁建设活动当中最容易产生质量问题的就是焊缝环节，所以要想保证桥梁的质量，就必须要提高钢结构焊缝检测的技术水平，提高检测数据的准确性。超声波检测是我国科技水平不断发展以及工业技术水平不断推动而产生的一种科学性检测手段，它与传统的检测手段相比检测成本更低，检测数据更加准确，检测时间更快，而且在操作方面也更加简单，具有较高的自动化，以及智能化水平，但是在实际运用当中它仍然存在一定的问题，尤其是在行业规则、管理制度上以及后续的科研研究方面还存在一些弊端，尤其是焊缝超声检测漏检问题特别严重，所以国家要不断加强对这方面的改进力度，建立健全相关的体制，不断规范在这上面的市场活动，从而提高钢结构焊缝超声波检测的质量和效率。
一、超声波无损检测的相关含义
第一，无损检测的定义：无损检测，就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态比如产品的质量合格与否、使用寿命等所有技术手段的一个总称。无损检测是目前我国工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反应了我国的工业发展水平，我国的科学技术水平[1]。第二，超声波检测的相关定义：通过超声波与试件相互作用，然后通过反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和研究，超声波检测的工作原理主要是利用超声波的传送特点以及相互作用的关系，它主要检测的对象就是各种金属材料或者是复合材料。第三，超声无损检测的含义，超声无损检测就是指超声波探伤，通过对钢焊缝发射超声波，从而对钢焊缝进行检测并形成相关的图像数据。而在这个过程中所运用到的透射法，主要是利用两个探头完成的，这两个探头的功能是超声波的发射以及反射波的接收，通过两者之间相互作用探究到钢焊缝整体情况，从而进行准确的检查[2]。
二、钢材料桥梁焊缝超声检测技术的应用现状
目前桥梁焊缝超声检测方法主要有如下两种方法：第一个是脉冲反射法，另一个是穿透检测法。其中最常见的桥梁焊缝超声检测方法为脉冲反射法。脉冲反射法是指超声波探头发射脉冲波到被检工件内，通过观察来自内部缺陷或工件底面反射波的情况来对工件进行检测。桥梁焊缝检测仪器最常采用的是脉冲波检测仪，其中又以A型显示脉冲反射式数字检测仪最常见。在焊缝检测时最常选用的探头为横波斜探头，横波斜探头是通过波型转换来实现横波检测的。横波波长短，对焊缝中的未焊透、夹渣、裂纹、未熔合等缺陷具有较高的检测灵敏度。在检测过程中把探头放置于焊缝两侧的检测面，只放置一个探头，而这个探头具有双重作用，一个是超声波的发射作用，另一个则是超声波数据的接收作用，而焊缝的检测结果主要是看检测仪显示屏上的始波、下表面反射的底波及始波和底波中间的缺陷反射回波的情况，缺陷波的高度决定了焊缝中缺陷的尺寸，缺陷波在时基线上的位置决定了缺陷在焊缝中的位置。如果始波和底波之间出现缺陷波，那么就需要分析缺陷的性质及缺陷的大小，如果缺陷为平面型缺陷，例如缺陷为裂纹、未熔合等，无论缺陷的大小，一律判定为不合格，如果缺陷为体积型缺陷，例如气孔、夹渣等，就要根据检测标准和验收规范来判定该焊缝是否合格，然后再根据时基线上缺陷波的位置判断出焊缝出现缺陷的原因以及缺陷具体的位置。另外，如果钢结构焊缝中出现大面积缺陷时，超声波探测当中的探头是不能够接受到底波的，这个时候检测人员就要引起高度的重视[3]。
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三、桥梁钢结构在桥梁建筑活动当中存在的问题
钢结构具有良好的抗震解压功能，并且具有较强的耐腐蚀性功能，因此使用寿命通常比较长，但是在桥梁建筑活动当中设计方为了提高桥梁抗震解压的功能，往往会在钢结构根部区域的截面增设腹板，从而不断的将钢束下弯，但是钢材的柔韧性能并不强，所以在下弯的过程当中很容易导致钢材出现破裂，从而影响到钢结构的使用寿命。经过这种处理之后，桥梁在进行混凝土建设的时候由于混凝土所施加的压力较大，而钢条的下弯过于强烈从而导致桥体出现破裂，而从客观的角度出发桥梁大多数处于露天的环境之下，因此日常的风吹雨淋日晒会造成物理作用和化学作用，尤其是在热胀冷缩的作用之下，钢条会产生收缩，从而导致桥体裂缝的产生。这些现象在生活中是比较常见的，比如说一些年代久远的钢桥在桥梁腹板上经常会出现小洞的现象。
四、焊缝超声检测技术在钢结构桥梁当中的应用现状
（一）从钢结构焊接裂纹的角度出发
针对不同的裂纹情况要采取不同的超声检测手段，针对焊接裂纹问题所采用的检测手段是斜探头横波探伤。裂纹易造成应力高度集中，是焊接接头中危害性最严重的缺陷，能否检测出焊缝中的裂纹对焊接质量有着决定性的影响。在实际检测过程中，一般来说，裂纹的回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，反射波连续出现，波幅有变化，探头移动时，波峰有上、下错动现象。一般情况下，可以根据上述这些波形特征，判断是否为裂纹缺陷。一旦焊缝中出现了裂纹缺陷，无论裂纹大小，应立即判定该焊缝不合格，需要返修处理。另外在实际检测活动中，还要按照一定的检测顺序进行，第一个阶段是应该先对检查对象的检查点进行扫描，对检测对象的横纵现状做一个整体的缺陷评估；第二个阶段使用斜平行和平行的扫查方式对焊缝整个截面及热影响区进行扫查，从而发现其中存在的缺陷；第三个阶段也是最后一个阶段，主要是对前面检测行为，做一个更细致的检测工作[4]。
（二）从钢结构焊缝未熔合的角度出发
未熔合是焊缝金属与母材之间或焊道金属和焊道金属之间未完全熔化结合的现象。未熔合易造成应力集中，是钢结构焊缝中危害性缺陷。所以只要焊缝中出现了未熔合缺陷，就应判定为不合格，需要返修。当出现未熔合，超声波垂直入射到其表面时，回波高度大，探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探测到。一般情况下，可以根据上述波形特征，判定是否为未熔合缺陷。当出现未熔合缺陷时，要分析原因，看是否是因为坡口处存在氧化皮、焊条摆动角度不当或电流过快等原因造成。只有分析出原因，才能找到解决问题的方法。
（三）从钢结构焊缝未焊透的角度出发
未焊透是钢结构安全隐患问题当中比较严重的一种情况，它造成根部尖角处应力集中，从而产生裂纹，因此具有极大的破坏力。未焊透一般位于焊缝中心线上，有一定的长度。对于单面焊根部未焊透，探头K值宜采用0.7～1.5。探头平移时，未焊透波形较稳定。焊缝两侧探伤时，均能得到大致相同的反射波幅。一般情况下，可以根据上述这些波形特征，判断是否为未焊透缺陷。另外，如果钢焊缝中出现未焊透的情况，不仅会对其自身产生问题，而且对于接头的机械性能也会造成重要的影响，它会导致接口处出现较大的缺口，从而导致力的分布不均匀，这时就会产生裂缝。所以这方面的操作人员要不断提高焊接技能，不断丰富焊接经验，选择科学的装配间隙、坡口形式，避免安全事故的发生[5]。
五、结束语
综上所述，随着我国桥梁建设技术不断成熟，以及朝向国际化发展速度越来越快，在桥梁检测上的科学技术水平越来越高，检测手段越来越趋向于自动化、智能化、信息化方向发展，不断的提高了无损检测的质量和准确性，为我国桥梁工程的检测工作节约了建设成本，保证了我国桥梁建设的质量，保证了我国居民出行的安全，为经济活动提供了一个基础保证，提高了我国桥梁在国际上与其他国家之间的竞争力。
参考文献：
[1]张潮，范玉成.钢结构桥梁焊缝超声检测技术应用探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2016（15）.
[2]张定海.沪通长江大桥T形贴角焊缝超声波检测工艺研究[J].世界桥梁，2018.
[3]应之丁，高立群，范庆锋.超声冲击技术消除转向架构架焊接残余应力试验方案分析[J].城市轨道交通研究，2016，19（1）.
[4]刘生虎.超声波探伤技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用[J].住宅与房地产，2018，No.501（16）：203.
[5]倪金荣，谷林，孙晓龙.沪通长江大桥横港沙浅水区112m简支钢桁梁箱形杆件焊接工艺试验研究[J].世界桥梁，2018.
论文作者:徐新成
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/31
标签：桥梁论文; 缺陷论文; 钢结构论文; 超声波论文; 裂纹论文; 超声论文; 反射论文; 《防护工程》2019年第5期论文;