摘要：本主要对高强螺栓的超声波检测工艺进一步的分析了解。在现代建筑钢结构的施工连接中，采用高强度螺栓是继铆钉电焊连接之后发展起来的一种新兴连接方式，它具有施工方便、能满足设计要求、质量可靠等优点，在新兴的高层钢结构工程中已被广泛采用。
关键词：高强螺栓；超声波检测；技术；分析
引言：
随着高强螺栓越来越多的运用在钢结构中，国内外对高强螺栓的研究也必将越来越广泛，对其生产工艺和各项性能的研究也必将更加的透彻和细致。为了保证工程的安全性，对高强螺栓的检测也变得越来越重要。而超声检测技术由于其独特的优势，能够既经济又方便快捷地检测，越来越普遍地被运用到对高强螺栓的检测中，并配以磁粉以及射线检测，能够较准确地检测出缺陷。
一、高强螺栓的概述
高强螺栓就是高强度的螺栓，属于一种标准件。主要应用在钢结构工程上，用来连接钢结构、钢板等的连接点，高强螺栓的一个非常重要的特点就是限单次使用，一般用于永久连接，严禁重复使用。更具体的来说：高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点，是很有发展前途的连接方法。目前国内对高强螺栓的研究主要有：螺栓端板连接的节点性能研究；高强度螺栓抗滑移系数、屈服强度和极限承载力的试验研究；高温下高强度螺栓受力性能的实验和理论研究；高强度螺栓疲劳断裂分析及寿命估算；对高强度螺栓以ANSYS有限元软件为研究手段，进行各种受力模拟、分析；对高强螺栓螺纹形式、螺纹根部应力集中、螺纹牙根圆角半径的研究；对高强螺栓钢以高设计应力、轻量化为目标的研究，完善制造工艺、新型功能螺栓、超高强度螺栓钢的研究，等等。
二、超声检测技术简述
超声波检测技术一般是指使超声波与工件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对工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表征，并进而对其特定应用行进行评价的技术。在特种设备行业中，超声检测通常指宏观缺陷检测和材料厚度测量。就无损探伤而言，超声法适用于各种尺寸的锻件、轧制件、焊缝和某些铸件。
超声波检测技术是五大常规检测技术之一，与其它常规无损检测技术相比，它具有被测对象范围广、检测深度大；缺陷定位准确、检测灵敏度高；成本低、使用方便；速度快、对人体无害以及便于现场使用等特点。因此，超声波检测技术是国内内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术。体现在改进产品质量、产品设计、加工棚造、成品检验以及设备服役的各个阶段，体现在保证机器零件的可靠性和安全性上。
超声无损检测本身而言，它的关键技术包括以下几个方面：超声自动检测技术、缺陷的自动定性技术、缺陷的自动定量技术、超声成像技术、缺陷的特征提取与分类技术以及材料的无损评价技术。目前，已经使用和正在开发的超声成像技术包括：超声B扫描成像、超声C扫描成像、超声D扫描成像、ALOK成像、SAFT成像、P扫描成像、超声全息成像以及超声CT成像等技术。
三、超声波检测的技术分类
1. 脉冲反射法
超声波脉冲反射法，当超声波遇到由声阻抗不同的介质构成的界面时，将会发生反射现象。脉冲反射法及利用该原理进行超声波检测。采用一个探头兼作发射和接收器件，接收信号在探伤仪的荧光屏上显示，并根据缺陷及底面反射波的有无、大小及其在时基轴的位子来判断缺陷的有无、大小及其方位。当反射声压为起始声压的1%时，即能检测出，可发现较小的缺陷。缺陷定位精度较高。由于探测面至缺陷的声程距离可用缺陷波在荧光屏时基轴上的位置表示；超声波脉冲反射法对近表面缺陷和薄壁工件不适用。与缺陷取向有关。容易漏检。因声波往返传播。对超声波衰减太大的材料不适用。脉冲反射法探伤原理图如下。
2. 衍射时差法
超声波衍射时差法，是一种依靠从待检试件内部结构的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法，用于缺陷的检测、定量和定位。是利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法，通常使用纵波斜探头，采用一发一收模式。缺陷处的衍射现象如下图所示。
3. 穿透法
超声波由一个探头发射，并由位于被检材料对面的另一个探头接收，根据超声波的穿透程度来进行探伤的方法。通过探头向工件中发射连续且频率不变（或在小范围内周期性变化）的超声波，根据穿透工件的超声波强度变化判断工件中有无缺陷及缺陷大小。穿透法可避免盲区，能发现任意方向的缺陷，便于自动探伤。但不能对缺陷定位，定量也困难。穿透法在超声显像及超声共振测厚等方面有应用。
4. 共振法
由驻波理论可知，当被检物体的厚度δ为λ/2的整数倍时，产生共振。共振频率ƒ0与工件厚度的关系为：
.
当工件厚度发生变化或者存在缺陷时，共振条件被破坏，波形发生变化。据此可测定工件厚度变化和内部有无缺陷。共振法可以精确地测定工件的厚度，特别适用于测量薄板。但要求工件表面光洁度较高。
5. 超声成像方法
超声成像就是用超声波获得物体可见图像的方法。超声成像是利用超声声束扫描人体，通过对反射信号的接收、处理，以获得体内器官图像象。常用的超声仪器有多种：A型（幅度调制型）是以波幅的高低表示反射信号的强弱，显示的是一种“回声图”。超声成像方法是基于A型形式形成的工件不同截面的图像显示，大都具有自动数据采集、自动数据处理，部分还具有自动作出评价的功能。
结论：
采用一定的超声波检测工艺，能够对不解体高强螺栓疲劳裂纹进行准确的检测，并可以实现高强螺栓在役检测的要求；采用超声波对高强螺栓进行检测，具有检测深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高，成本低、使用方便，速度快、效率高对人体无害以及便于现场使用等特点。需注意的问题：裂纹的缺陷反射波与螺纹形成的反射波加上底波、迟到波，会影响对缺陷的判断，固检测时要求检测人员务必作出正确的判断；螺栓端部较粗糙，探伤前应视情况进行打磨处理，端面与探头之间要耦合好。
参考文献：
[1]罗雄彪，陈铁群.超声无损检测的发展趋势.无损探伤.2005年6月第29卷第3期
[2]胡天明，李家鳌等.超声波探伤技术〔M〕.劳动部：中国锅炉压力容器安全杂志社，1995
论文作者:夏海萍
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：螺栓论文; 超声论文; 缺陷论文; 超声波论文; 工件论文; 反射论文; 检测技术论文; 《基层建设》2019年第19期论文;