摘要：超声波的官方定义为频率超过 20000 赫兹的声波，具有较强的穿透能力，因此在建筑的钢材探伤等领域发挥着重要作用。其主要优势为可以实现厚度较大的材料的质量探测，能够较为准确的检测出钢结构中存在的缺陷，从而对存在的问题及时处理，确保建筑工程施工安全、高效推进。因此，加强建筑钢结构超声波探伤研究对于现代工程施工顺利开展有着重要意义。
关键词：超声波探伤；建筑钢结构；检测应用
引言
在实际探伤过程中，超声波能在均匀介质中传播，遇缺陷形成反射。此时，缺陷可以被看作新的波源，其发出的波被探头接收，波峰曲线可以直观显现在屏幕上。缺陷越小，缺陷回波越不会扰乱探头声场。材质和焊接方法不同，会使焊缝表面不光滑，加之大多危险性缺陷都垂直于工件表面，因此，实际生产过程中超声波检测一般采用斜探头在焊缝两侧与钢板直接接触时所产生的折射横波来扫描探测。超声波检测技术对缺陷的评定主要有 3 个方面的因素，即定位、定性、定量。
1 钢结构焊缝缺陷的类型
在建筑工程钢结构焊接的过程中，主要存在的钢结构焊缝缺陷有气孔、未焊透、未熔合以及裂纹等几种类型。1）气孔。在钢结构焊接的过程中，焊接熔池高温金属如果吸收的气体过量，在冷却前如果不能够及时地逸出多余的气体就会在焊缝处形成空穴。通常情况下以椭圆或者圆形呈现，也分为单个气孔和密集气孔。单个气孔的回波高度较低，波形比较稳定；密集气孔的波高会随着气孔的大小有着不同的变化。焊接烘干的程度欠缺，坡口存有油污、电弧偏吹以及保护气体效果失效等情况都会造成气孔的出现。2）夹渣。在焊接工作完成之后，在焊缝中残留的金属熔渣或者非金属夹渣物，主要有条状和点状，表面呈现不规则变化。条形夹渣的波形呈现出锯齿状，波峰比较低；点状夹渣的波形和单个气孔比较相似。坡口留有油垢、焊接的速度过快、熔池的冷却速度较快以及熔渣或者夹渣没有来得及浮起等都会造成夹渣情况的发生。3）未焊透。在钢结构焊接的过程中，焊接的接头部分金属存在没有完全熔透的情况。焊接过程中电流过小、焊接速度过快、坡口角度不够、坡口加工操作不合理以及焊接角度偏离等会造成未焊透的情况。
2 超声波探伤技术基本概述
超声波技术主要通过超声波的高频率穿透能力，从而在钢材内部展现不同的折射水平，在探伤仪器上出现不同的脉冲波型，技术人员根据波型的状况判断钢材内部的状况。在现阶段最为常见的为数字超声波探伤仪，通过数据的采集、计算、记录和判别，从而对钢材内部出现的裂缝等状况进行分析，确保建筑钢材型工程施工顺利开展。超声波探伤方法主要优势有：定位准确、指向性强且会在传播过程中出现散射以及衰减情况；在异构钢结构中可出现波形转换、折射以及反射情况，从而通过不同形式缺陷反射波使探测更加高效、准确；超声波探伤方法中产生的能量相较于声波较大；利用超声波探伤方法在建筑钢结构中应用的误差较小且探测深度较广，对钢结构中分层、裂纹、气孔以及夹渣等缺陷，均可在全部或部分反射作用下得以全部探出。通过对超声波探伤波形进行分析，并结合差异性特点，使得对超声波探伤仪分有A、B、C三类，且A类超声波脉冲反射探伤仪应用较多。
3 超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用
3.1 对接焊缝探伤
在初探中将DAC曲线探伤灵敏度调制6 db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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3.2 纵波和横波探测
采用纵波液浸法探测圆形钢棒时，探头固定在可调节的V形槽架上，将探头架置于与圆形钢棒直径相同、并具有人工缺陷的参考样棒上，调节探头使声波主线垂直于人工孔平面（缺陷波最高），并调节探头与圆形钢棒表面的液体厚度，使第二次界面波出现在底波之后，然后将探头架移至被测圆形钢棒上，沿长度方向进行探测，每探测一次后，将探头与圆形钢棒相对移动40°~50°圆周角，再进行探测。一般探测3~4次即可。若圆形钢棒中有缺陷，则在第一次界面波与第一次底波间出现缺陷波。为使声能集中，减少声波在圆形钢棒上的散射，常将焦点聚在圆形钢棒圆心处或圆心以上，还可用横波和表面波探测。
3.3 超声波探伤的基本流程
在超声波探伤前期，首先，操作人员应该根据钢结构的基本构成、焊接方式等实际情况，根据实际情况选择出对应的 K 值探头，绘制出相应的 DAC 曲线；其次，对于焊接部位的污渍、混凝土等进行打磨，使得表面趋于光滑，在打磨过程中打磨宽度的标准为2.5 倍的 K 值和母材厚度的乘积，只有这样才能够确保探伤的准确度；再次，在探伤过程中，扫描速度必须合理控制，一般在140-150mm/s 的速度扫描，同时相邻的扫描区域必须重叠，避免漏检。对于结构比较复杂的钢结构，可以选用斜平行扫查和平行扫查，同时辅助由前后、左右方位的扫描，这样则避免了漏检的现象出现，极大的提高了效率。
3.4 识别评定过程必须谨慎
翼板外侧探伤主要运用斜探头，在探伤过程中，首先沿着焊缝两侧垂直方向扫查，注意判断反射波放入状况，当板子内部出现缺陷的情况下，缺陷波出现的位置应该在反射波的前面，因此在探伤过程中通过波段位置的判定则可以实现缺陷位置判断；其次，在另外一中 T 型焊缝使用直探头探伤过程中，必须准确区分底波与层状撕裂，在一般情况下，层状撕裂出现的状况相对较少，因为底波比较稳定，所以只有比较厚的 T 型焊缝才会出现此状况，因此在现阶段的建筑钢结构超声波施工过程中必须谨慎，对于出现的状况科学判断，确保工程施工工作顺利开展。
结束语
综上所述，超声波作为当前最重要的无损检测技术之一，是多种安全检测的首选方式。但要做到对缺陷的性质判定准确、可靠，不仅要靠对设备结构的熟悉、参数的合理选择，还需要无损检测人员在实践工作中不断积累经验和提高技术水平，总结焊缝缺陷的波形及其特性，这样才能更有效地保证设备制造合格、运行安全、维护到位，同时还能为改善工艺技术、提高劳动效率提供科学有效的技术支持。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：
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论文作者:李萍
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/23
标签：超声波论文; 缺陷论文; 钢结构论文; 气孔论文; 过程中论文; 回波论文; 圆形论文; 《基层建设》2018年第14期论文;