陈松
无锡江大建设工程质量检测有限公司 江苏 无锡 214064
摘要：现如今，钢结构材料有着突出的性能，应用于现在的各种建筑物当中，也深受广大人们的喜爱，但是在钢结构材料的使用中也遇到了一些难以解决的问题，就是在焊接的时候，会出现焊缝缺陷等情况发生。怎样才能够在钢结构的检查中更准确快速地找到问题所在？运用超声波技术就可以很好的解决这一问题，在文章中就详细的介绍了这些。
关键词：建筑钢结构；焊缝内部缺陷；超声波探伤
引言
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。近年来，无锡市在建的建筑工程中，如：无锡市海洋馆（虎鲸饲养基地）、无锡铁姆肯（轴承）有限公司等工程，都采用了钢结构建筑体系。本人通过钢结构工程的检测实践，阐述超声波探伤在钢结构工程中的检测方法。
1建筑钢结构焊缝类型和内部缺陷
当今建筑钢结构系统主要分为网架空间和门式刚架两种。随着建筑业的不断发展以及人们对建筑质量要求的提升，使得在当今建筑钢结构中门式刚架结构系统应用的较为广泛。建筑钢结构焊缝类型主要有二:一是T型焊缝。T型焊缝是依据焊缝形状而得名，在建筑材料中将两母材料依据T型进行焊接，则称为T型焊接。二是对接焊缝。在建筑钢结构中的对接焊缝主要指在同一平面，将需要焊接的两母材料边缘对齐，并沿着对其边缘施行焊接操作的施工工艺，则称为对接焊缝。建筑结构焊接作为建筑工程较为主要的施工技术形式，应通过在焊接前对焊接材料接头位置预留符合施工工艺标准的坡口的方法，使得焊接工艺得以保证质量，而当今建筑钢结构焊缝坡口主要有T型连接、薄板、中厚板以及厚板等形式。
虽然，当今社会建筑工艺有了很大的发展与进步,但是在建筑钢结构焊接工艺具体落实过程中，仍存在一些内部缺陷。引起建筑钢结构焊接工艺缺陷的原因主要有三:一是外部环境因素。由于建筑钢结构焊接通常需要在施工场地外部施行操作，而受风力、湿度、温度以及坡口区域清洁程度等外部因素影响，导致建筑钢结构焊接工艺质量将受到影响。二是操作人员因素。建筑钢结构焊接工艺是通过操作人员得以落实的，因此，施工人员的工作态度是否谨慎、焊接水平的高低，均会影响焊接工艺质量。在建筑企业中存在许多焊接技术人员无证上岗、操作粗心大意以及焊工质量意识差的现象,严重阻碍焊接工艺实现高质量目标。在外部环境因素与人为因素的影响下，造成钢结构焊缝内部缺陷情况在建筑工程中屡见不鲜，严重影响工程效率以及建筑质量。钢结构焊缝缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、未熔合以及未焊透等情况。
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型脉冲反射式探伤仪。
3超声波探伤的实际应用方法
3.1超声波探伤的主要要求
3.1.1对人员的各项素质要求
超声波探伤的人员要有相应的资格证，才可以进行一系列的超声波检测，而且只能在同一技术工作上进行工作，如果技术方面出现了问题就要承担起自己应付的责任。
3.1.2超声波探伤面的选择
可以依据钢结构的材质、形状及焊接技术等因素，来大致判断经常出现缺陷的具体位置，并根据缺陷有可能伸展发展的方向及焊缝要求验收的等级来选取超声波探伤面。
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3.1.3超声波探头频率及角度
在穿透能力允许的条件下，超声波探头频率选取的越大越好。一般门式刚架结构中选择2.5兆赫兹上下的探头。探头角度的选取一般都是看钢结构材料的厚度及缺陷坡口的样式估计可能出现的缺陷类型提供选取材料，由于钢结构材料的厚度一般比较小，所以经常使用60度与80度的探头，但是由于钢网架杆的板材纤薄，一般会选用72度的探头。
3.1.4对于耦合剂的选取
在选择耦合剂的时候，一定要有良好的透声效果和恰当的流动特性，最重要是它不会对相应的施工材料以及施工技术工人造成安全隐患，并且它的成本很低，可以用低价钱来进行换取。
3.2内部焊接缺陷的应用
在使用补充金属与母材的热影响区，在焊接的时候有可能出现局部缺陷的现象，把这种现象称为焊接缺陷。超声波探测将声波传出，通过返回波幅的宽度来对其进行判断，如果波的高度大，则说明裂缝的长度很大，在探头经过多次反射的同时波幅也随之变化，随着探头上下波动，对应的波峰也会出现上下错动的现象。如果探头在未融合区域移动时波形一般都是比较平稳的，若是平移到钢结构材料的两端，反射波将会出现较大的波动。
3.2.1对接焊缝探伤
在初探中将DAC曲线探伤灵敏度调制6db左右，并在示波屏五分之一处设为评定线，另外设置4db为补偿增益值，利用写平、平行以及锯齿形为主要探伤形式，利用快速扫查使斜探头焊缝进行检查，并对回波信号在示波屏中的反映进行跟踪关注，并对波幅超出评定线位置的探伤处进行标注，为缺陷定量测长相应工作提供基础。对焊接缝进行初探结束后，应按照四个步骤进行精探:一是根据目标缺陷最大回波值来对建筑钢结构中缺陷位置进行判断。二是依据缺陷目标点对具体缺陷位置进行精确。根据最大回波出现的垂直与水平距离的双重判定，从而明确缺陷位置是在结构内侧亦或是外侧。针对内部焊缝存在缺陷，应结合K值与垂直距离来判定缺陷点，而若存在外部缺陷，则可排除缺陷存在于焊缝之中，结合回波与垂直、水平距离进行判定即可。三是记录缺陷测量长度。四是对建筑钢结构检测结果进行校对与检验，从而避免出现缺陷漏检而影响工程质量的现象。
3.2.2T型焊缝探伤
针对T型缝探伤形式主要有:对腹板一侧利用斜探头进行探伤，对靠近焊缝位置利用直探头进行探伤，对一次波翼板外端一侧利用斜刺探头进行探伤，对二次波翼板外部一侧运用K1斜探头进行探伤；由于建筑钢结构中气孔、夹渣、未焊透、未熔合以及裂纹等缺陷，对超声波探伤灵敏度要求较高，因此应对波幅曲线、探测器距离等探伤外部准备工作进行精细调试，促使缺陷在灵敏度较高的探伤下可充分体现出来。此外，应注意地波、焊接外回波以及缺陷波区别，从而达到科学判定缺陷属性目的。
4几类典型缺陷的回波特征及缺陷评定
超声波探伤通常不需要对缺陷类型及性质作出十分确切的判定，然而在大量的实际应用过程当中发现，应用一类或多类声束方向进行不同方向的转动及环绕等检查，探寻出回波包络线以及动态波纹的变化特性，同时结合以相关的焊接工艺、缺陷地点及接头结构、原材料等特性，能够尽可能精确的判定出缺陷的性质及类型，并借此来对缺陷程度进行评定。
结束语
综上所述，在建筑企业中由于钢结构应用较为广泛，因此钢结构质量是否过关直接关系到整个建筑物的质量。焊接作为钢结构建筑工程中较为常用的使用手段，因外部环境以及人员技术水平等影响，导致焊接质量参差不齐，存在极大安全隐患，而超声波探伤因具有定位准、指向强以及检测高效优势，值得在建筑钢结构中普遍应用。为了确保超声探伤的应用可发挥积极作用，应在充分考虑工程实际情况的同时，选择优质技术性人才对超声波探伤进行操控，从而确保超声波探伤达到保证工程质量目的。
参考文献
[1]刘伟杰.探析超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014（12）.
[2]王晓亮.超声波探伤在民用建筑钢结构检测中的应用[J].房地产导刊，2014.
[3]叶安利.超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用探讨[J].建筑界，2013（8）：167~168.
论文作者:陈松
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/28
标签：钢结构论文; 缺陷论文; 超声波论文; 建筑论文; 回波论文; 波幅论文; 材料论文; 《防护工程》2018年第10期论文;