江苏建盛工程质量鉴定检测有限公司 江苏南京 210012
摘要：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。本文进一步分析分析了超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用，以供同仁参考借鉴。
关键词：建筑钢结构；检测；超声波探伤
1 超声探伤原理
超声探伤是目前应用最为广泛的一种无损检测方法。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。超声波探伤具有反射和透射两种方法。其中反射方法精确度较高。图1是脉冲回波探伤仪原理图。
脉冲发射器通过探头将超声波短脉冲送入器件，当回波从器件的缺陷或边界返回时，通过信号处理系统，在示波器上加以显示。并将其幅度和传播时间显示出来。如果已知器件中的声速，则根据示波器上的读数所获得的脉冲间的传输时间即可获得缺陷的深度。用超声检测技术来检测石油管道管壁的厚度最为简便和直接，其检测原理如图 2。在检测时，一般将超声探头置于被检管道的内部。当超声脉冲发出后，探头先接收到管壁的内表面 A 反射的脉冲，其次是外表面 B 反射的脉冲。若已知脉冲的传播速度，根据脉冲间的间隔时间可得到探头与内表面之间的距离 d A和管道壁厚 d B。为了检测整个管道，超声探头不仅沿管道轴运动，而且还沿管壁做圆周运动。
2 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而，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。例如外部环境因素，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。还有操作人员因素。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。
3 超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用
3.1 超声波探伤的主要要求
（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。
（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。
（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。一般选择4兆赫兹上下的探头。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。
（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。
3.3典型缺陷的分析
超声波探伤一般不用对焊接缺陷做出百分之百的估测，而且在许多的实际应用检测当中表明，使用声束方向来结合不同方向的转动及环境检验，检验出发射回来的波来看出路线及动态波形的变化特征，与此同时，将焊接技术、接头结构及钢结构材料等完美的融合，这样可以准确的判断出焊接缺陷的性质和类型，可以通过这个方法来判断它的缺陷程度。超声波探伤广泛的应用于城市建筑中，在钢结构材料的检测中起到了非常明显的帮助，因为超声波探伤具有独特的特点，可以很精准的对钢结构材料焊接裂缝进行检验。在对不是同一种类的情况下，探头移动时都会收到不一样的形状与波形的回波，利用超声波无损探伤对缺陷来检验的同时，能够很好的检测出钢结构材料的质量与安全性。
结束语：
在建筑中钢材作为主要施工材料，在许多建筑结构中均作为主要结构形式，因此建筑钢结构质量的好坏，不仅直接影响到建筑质量，而且也关系到建筑施工安全以及建筑企业的经济收益。为了使我国建筑钢结构质量得到有效保障，对超声波探伤对钢结构检测相关应用的探讨刻不容缓。
参考文献：
【1】胡强.钢结构防护密闭门焊接质量的超声波无损检测分析[J].建筑工程技术与设计，2016（25）：949.
【2】沈伟．焊缝超声检测影响因素分析．无损探伤，2000; ( 1 ) :41—43.
论文作者:徐飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/24
标签：钢结构论文; 超声波论文; 建筑论文; 缺陷论文; 脉冲论文; 反射论文; 超声论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;