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鋼結構無損檢測中超聲探傷的運用探討

來源:核心期刊咨詢網位置:理工論文時間:2019-06-15 11:2512

  摘 要 超聲探傷是現階段各個施工單位經常使用的一種探測技術,尤其是在鋼結構的施工過程當中。超聲探傷技術不僅能夠精確探測出鋼結構存在的內部損傷問題,并且能夠實現無損檢測,不必將鋼結構剖開檢查,以保證后續施工工作能夠順利進行。基于現階段超聲探傷技術的實際應用情況,本文就對這項技術的基本內容和特點進行分析,簡要介紹其具體的應用方式,以及相關注意事項。

  關鍵詞 鋼結構;無損檢測;超聲探傷;應用方式

鋼結構論文

  引言

  城市化發展進程的不斷加快,使得建筑施工行業的發展規模也得以不斷擴大。現階段,基于施工工作對結構穩定性以及建筑使用壽命的相關要求,鋼結構開始廣泛的的應用于施工工作當中。尤其是在房屋建設以及橋梁支撐方面,發揮著重要的作用,而鋼結構的質量也就成為施工單位需要重點關注的問題之一。

  1 超聲探傷的基本內容和特點

  1.1 基本內容

  超聲探傷是基于科學技術的發展進步而誕生的一種新型檢測技術,近年來被廣泛地應用于建筑施工行業當中。其主要的工作原理就是利用超聲波探傷儀,從探頭發出一種高頻率的聲波,以此來直接對鋼結構進行缺陷檢測工作。當鋼結構表面或者內部有缺陷存在時,就會反射出不同的波長,該波長被探頭接收后轉化為電信號并顯示在相應的熒光屏上,通過觀察這些波長,就可以分析出鋼結構出現缺陷的具體位置及大小,從而達到無損檢測的目的。

  1.2 特點

  超聲探傷是目前比較常用的一種鋼結構缺陷檢測技術,其自身的檢測速度快,數據準確率高,能夠對大多數的缺陷進行檢查。同時,基于超聲波的特點,這項技術不僅穿透能力強,對于一些比較厚的鋼材也能實現精準探傷檢測工作。而且其在工作過程中,聲音波動頻率已經遠遠超出人們的聽力上限,因此不會在工作過程中由于噪音問題而產生不良影響。但是這項技術對檢測人員的操作能力有一定的要求,還需要保證鋼結構表面光滑且結構無不規則現象才能使用。而且相應的經濟成本也比較高,在使用之前,施工單位需要從經濟適用性的角度來分析是否使用這項技術[1]。

  2 在鋼結構無損檢測中超聲探傷的具體應用

  2.1 在道路工程方面的檢測工作

  基于我國各個城市交通運輸越來越發達,在實際的道路施工過程中,施工單位也在積極研究優化施工技術的方式。尤其是在鐵路建設方面,鐵路的出行安全除了受到人為因素的影響,最重要的就是對鋼軌的焊接工作。鋼軌的平整度以及接縫的緊密程度都會影響火車運行的安全與穩定,因此,在完成鐵軌的鋼結構建設之后,相關工作人員需要對其進行安全檢測工作。而這就會應用到超聲探傷技術,工作人員只需要將超聲波探頭與鋼軌的相應檢測部位進行接觸,然后通過控制超聲波設備釋放超聲波,就可以觀察熒光屏以判斷有無損傷問題。在這個過程中,根據對超聲波范圍的估計,缺陷信號可以很容易地與背景信號區分開,從而根據超聲波設備上顯示的數據判斷出缺陷的位置及大小。

  通常情況下,由于火車的承載量比較大。所以,在鐵軌正式投入使用的過程中,也有可能由于火車的長期碾壓而導致鐵軌表面或內部出現缺陷。這就要求鐵路部門的相關工作人員應當定期使用超聲探傷檢測技術對鋼軌結構進行全面的檢查,從而及時發現安全隱患問題,防止發生安全事故。

  2.2 在建筑施工方面的檢測工作

  建筑施工單位經常會使用鋼材來增加整體建筑物結構的穩定性,比如,鋼筋混凝土結構,或者房屋梁板的鋼結構等等。通常情況下,由于不同施工工程所建設的房屋規模數據不相同,這就導致了鋼結構的整體比例存在差異,包括形狀、大小、長度以及厚度等基本數據信息,而在實際使用過程中,施工單位就涉及給鋼材進行焊接的工作。這方面的工作經常會由于施工人員工作能力不足或其他原因,導致焊縫存在缺陷,這時,超聲波探傷技術能夠成為焊縫質量把控的好幫手。下面介紹幾種常見的焊縫缺陷。

  (1)氣孔。通常情況下,鋼結構在焊接過程中,會出現形狀、大小都不規則的孔洞問題。這在施工專業術語當中被稱為氣孔,主要是由于焊接過程中,施工操作不當,導致內部進入空氣。氣孔的分類有密集型以及單個型兩種。密集型的氣孔實際上就是一簇反射波,而它的波高會受到氣孔大小的影響。單個的氣孔反射回波高度比同聲程Φ2橫孔要低,而且其波形相對較為穩定,能夠向各個方向進行探測。

  (2)未融合。鋼結構有可能會出現兩件鋼材焊縫處融合不充分的問題,這主要是受到了接縫填充涂料的影響,在這種情況下通過超聲探傷進行兩側的探測時,反射波幅會有多種形狀,并且有時只能從一側探到。而當探頭進行平移時,波形基本是穩定。不同的缺陷會反射出不同的波形,通過經驗的總結,就可以及時判斷出鋼結構存在的缺陷問題,從而分析其能否應用于施工工作當中。

  (3)裂紋。在建筑施工單位對鋼結構進行焊接工作時,經常會出現大小不一的裂紋,有些可以直接在表面觀察出來,有些則需要借助專業的微觀顯示設備才能觀察到。而且這種設備使用起來需要對鋼結構的每處焊接點都進行細致的檢查,費時費力。而超聲探傷檢測技術基于其操作的簡便性,受到了施工人員的廣泛歡迎。施工人員只需要通過超聲波探傷儀觀察顯示屏上超聲反射波的波形變化,就可以分辨出鋼結構中是否有裂紋問題。通常情況下,如果有裂紋,顯示屏上的波幅會比較寬,有時還會出現多峰情況。移動過程中,還能看見明顯的波峰變動[2]。

  3 鋼結構無損檢測超聲探傷的注意事項

  3.1 鋼結構缺陷等級劃分

  不同用途的鋼結構在強度以及銜接能力方面有著不同的規定,由于焊接工作在進行過程中總是不可避免地會遇到缺陷問題,因此,國家結合實際的鋼材使用需求,對鋼結構允許出現的損傷范圍進行了界定。在檢測過程中,施工人員還需要利用超聲探傷技術檢測出鋼結構的缺陷深度、大小等具體數據,以便于區分該工件能否投入使用。現階段,鋼結構的缺陷共分為四個等級,Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級,其中質量最高的等級是Ⅰ級。施工人員通過使用超聲波檢測技術,對鋼結構整體探測數據進行整理,對比缺陷最高回波的位置和缺陷性質判斷損傷等級。對于最大反射波幅不超過距離波幅曲線中評定線的缺陷,均評定為Ⅰ級;最大反射波幅超過評定線的缺陷檢驗者判定為裂紋等危害性缺陷時,無論其波幅和尺寸如何,均評定為Ⅳ級。

  3.2 應用多種探測方式

  在實際使用超聲探傷技術對鋼結構進行無損檢測工作時,為了確保探測結果的準確性,防止出現誤差問題,通常施工單位會選擇共同應用多種探測方式,以此來對鋼結構中的缺陷問題,進行反復檢測和研究。比較常用的就是粗探和精探相結合的方式。粗探主要是在鋼結構表面釋放超聲波,檢查出結構中存在缺陷的大致位置,并進行記錄。然后在針對這些缺陷的位置,利用精探的方式,逐一進行安全隱患的排查工作。在這方面就不僅是在鋼結構表面進行平行移動檢測,還需要從同一個缺陷點的不同方位進行探傷工作,以確定其具體的位置、形狀以及大小等準確數據[3]。

  4 結束語

  在實際使用超聲探傷對鋼結構進行無損檢測時,相關施工單位必須明確超聲探傷技術的使用要求,對工作人員進行知識技能的培訓工作,并注意結合實際施工工作的具體要求,判斷出鋼結構應當滿足的質量等級。同時,為了保證超聲探傷技術的準確性,必須要結合粗探和精探兩種方式,全面分析鋼結構當中的損傷問題,為施工工作的安全與穩定提供基礎保障。

  參考文獻

  [1] 關民.淺談超聲波無損檢測在單面焊縫檢測中的應用分析[J].中國科技投資,2017,(29):312.

  [2] 烏彥全,周軍,張春波,等.超聲探傷技術在摩擦焊接領域的應用[J].焊接,2018,(2):14-18.

  [3] 佚名.焊接質量的超聲波探傷無損檢測探析[J].中外企業家,2018,595(05):116.

  推薦閱讀:《煉鋼》(雙月刊)1985年創刊,為專業技術性刊物。《煉鋼》主要反映煉鐵技術領域的科研與應用成果,交流生產操作、技術改造、質量管理和企業管理經驗,報道國內外科技發展動態。

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