摘要：现代建筑中，钢结构因自重轻、跨度大、可重复利用等优点已被越来越广泛地应用于各类工程中，钢结构在当代建筑中使用率已越来越高。焊接时钢结构工程中应用最多的连接方式，焊接质量则是钢结构工程施工验收的重要环节。超声波探伤以其设备轻便、操作方便、检测速度快、适宜高空作业及无损探伤等优点，在钢结构工程探伤中应用最为广泛。
关键词：钢结构工程；焊接检测；超声波探伤
Supersonic Flaw Detection of Steel Structural Components
Sishun Wang Lianbo Wang Wang Hao Sishun Wang Mengke Zhang
（1.China State Construction Engineering Corporation，Jinan，250014）
Abstract：In modern architecture，steel structure has been more and more widely used in various projects because of its light weight，large span and reusability.The utilization rate of steel structure in modern architecture has been increasing.Welding is the most widely used connection mode in steel structure engineering.Welding quality is an important link in construction acceptance of steel structure engineering.Ultrasound flaw detection is widely used in steel structure engineering because of its advantages such as portable equipment，easy operation，fast detection speed，suitable for high altitude operation and non-destructive testing.
Keywords：Steel Structural Engineering；Welding Detection；Ultrasound Flaw Detection
1.引言
结构在当代建筑中使用率已越来越高。采用无损探伤的手段对焊缝进行质量检验是确保钢结构工程质量的重要环节。本文结合现行钢结构工程施工及验收规范，对现场钢结构超声波检测的标准、探头的选择、缺陷波的识别、缺陷的定性及焊接质量等级的评定进行了论述。
2.超声波定义
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。
3.钢结构工程中对探伤检测的要求
《钢结构工程施工质量验收规范》中规定：设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345的规定。
4.钢结构的探伤比例
根据钢结构焊缝等级确定探伤比例。
4.1一级焊缝
一级焊缝为100%探伤，即无论工厂制作焊缝或现场安装焊缝，包含所有的焊缝数量，每一条焊缝整条长度全部检测。
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4.2二级焊缝
（1）二级焊缝为20%探伤，对于工厂制作焊缝，按每条焊缝计算百分比，且探伤长度应不小于200mm，当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤。即工厂制作的二级焊缝每一条都需要进行超声波探伤检测，当焊缝长度大于1000mm时，最小检测长度为整条焊缝长度的20%；当焊缝长度在200mm~1000mm之间时，最检测长度为200mm；当焊缝长度小于200mm时，按整条焊缝长度来进行检测。
（2）对于现场安装焊缝，应按同一类型，同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm，且不少于一条焊缝，按照焊缝条数的20%进行抽检，每条抽检的焊缝检测长度按工厂二级焊缝长度规定进行。
5.探伤仪、探头及系统性能
5.1 探伤仪
（1）标准要求探伤仪的工作频率范围不应小于0.5 MHz ～10MHz。
（2）步进误差的解释
以数字式探伤仪为例，当需要将仪器灵敏度提高12dB时，我们有一下2种方式：①增益控制器调节2次6dB；②增益控制器调节1次12dB。两种方法调节后所产生的波高之间的差值就是步进误差。
5.2 探头
（1）晶片的有效面积不应超过500mm2，且任一边长不应大于25mm。主要是因为考虑到检测时的接触面的要求。
（2）声束轴线水平偏离角应不大于2°，如果偏离超过这个数值，对缺陷的定位产生一定影响。
（3）标准上所有的折射角均是针对超声波在钢这种材料中产生的折射角。
6.超声波探伤检测工艺
（1）探伤检测前，可以先通过结构图纸了解到被检构件的材质、厚度、曲率、焊接方法、焊缝等级、坡口形式等实际情况。根据实际情况选择出对应的K值探头，制作出相应的DAC曲线。
（2）耦合剂应选用具有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用，同时应便于检测后的清理的材料。工业浆糊因其粘度、流动性、附着力适当，对构件和人体无害，价格便宜，配置方便，耦合效果比较好成为比较常用的耦合剂。
（3）探伤过程中，扫查速度不应大于150mm/s，相邻两次探头移动区域应保持有探头宽度10%的重叠，避免漏检。
7.焊接质量等级的评定
超声检测时，应对焊接质量等级进行判定，依据缺陷缺陷性质、缺陷反射波波幅和缺陷的指示长度进行评定评定。
（1）最大反射波幅不超过评定线（未达到Ⅰ区）的缺陷均评为Ⅰ级。
（2）最大反射波幅超过评定线不到定量线的非裂纹类缺陷均评为Ⅰ级。
（3）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检测人员判定为裂纹、等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何均评定为Ⅳ级。
（4）最大反射波幅位于Ⅲ区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为Ⅳ级
（5）最大反射波幅位于Ⅱ区的非危险性缺陷，根据缺陷指示长度按照标准规定进行评级。
8.结语
了解上述钢结构焊缝超声波探伤的知识，对我们的实际检测工作有很大帮助。正确理解标准，选用适宜的设备，熟悉常用缺陷的特性，能避免漏检误判，提高我们检测的准确性。
参考文献
[1]《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
[2]《焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定》GB11345-2013
[3]《钢结构设计标准》GB 50017-2017
[4]《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T 203-2007
论文作者:王思顺,王连波,王浩,王思顺,张孟轲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/10
标签：超声波论文; 缺陷论文; 钢结构论文; 长度论文; 波幅论文; 反射论文; 等级论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;