超声波无损检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用

超声波无损检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用摘要：随着当前我国建筑行业的不断发展，尤其建筑钢结构逐步占主导地位各钢构件之间通常采用焊接，螺栓，铆钉的方式连接，焊接质量的好坏直接影响建筑钢结构的稳定，然而焊缝内部的缺陷无法用目视，磁粉和渗透检测方法检出为了有效发现焊缝内部的缺陷，当前主要使用的方式是超声波检测技术射线检测技术，由于射线辐射能量大，对人体危害大，所以建筑行业很少应用，而超声波检测技术的主要优势在于灵敏度高，检测速度快，无辐射，对人体和环境无害，成本低等优点。本文主要对超声波检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用进行分析，希望对相关的从业人员有一定的参考作用。关键词：超声波检测技术；建筑钢结构；焊缝检测引言：钢结构在当前的建筑中大量应用，结构主要采用焊接的方式连接，超声波检测主要的优势在于不破坏焊缝的情况下发现焊缝内部的缺陷，并且对焊缝中裂纹，未熔合，未焊透等危害性大的缺陷有很高的灵敏度，其次对缺陷的定位准确，有利于焊缝的返修工作的顺利进行。因此，超声波检测对于建筑钢结构质量保证有着重要的意义。1.超声波无损检测技术的运用特点超声波检测是指超声波进入工件，在异质界面处发生折射，反射，衍射，透射等现象，通过设备接受信号，对信号处理和分析，根据信号的特征，评估工件是否存在缺陷及缺陷的特征。建筑钢结构主要有型钢和钢板等原制成，主要采用焊接的方式连接，碳钢结构焊缝主要应用的超声波检测技术是A型脉冲放射法，即超声波是有晶片振动产生，先以纵波的形式有机玻璃的楔块中传输，由于有机玻璃和工件的声速和声阻抗不同，所以在有机玻璃与工件的异质界面处发生透射，反射，折射和波形转换，一部分声能改变传播方向，进入工件，通过改变有机玻璃楔块的角度，使入射角大于第一临界角，从而使工件中产生纯横波，避免纵波的干扰。横波在传输过程中遇到缺陷，底面及焊缝轮廓反射回来，被探头接收到，设备处理反射信号，使仪器屏幕上产生整流波，分析反射信号的位置，判定是否是缺陷信号，根据回波幅度的大小判断缺陷的性质和严重程度。1.焊缝无损检测-超声检测解析焊缝无损检测标准国际上主要分为两大块以欧盟国家为主的ISO标准和以美国为主的AWSD1.1及ASME标准，国标NB/T47013.3主要引用了ISO标准。现以ISO标准为例，ISO1764O是超声检测技术，检测等级和评定标准，该标准规定母材大于等于8mm的低超声衰减金属材料熔化焊焊接接头的手动超声检测技术°ISO23279是焊缝无损检测-超声检测-焊缝中的显示特征，主要阐述缺陷的定性方法°ISO11666焊缝无损检测-超声检测-验收标准，主要判定缺陷的接受还是拒收。这三个标准结合使用，构成焊缝检测的一套体系。1.超声波无损检测技术在建筑钢结构的焊缝检测中的具体应用1.同一焊缝中各种检测方法的互补性建筑钢结构中使用的材料有低碳钢和奥氏体不锈钢，以低碳钢为主。对于低碳钢材料的焊缝，面缺陷的检测通常采用目视和磁粉检测，内部缺陷以超声检测为主，对于奥氏体不锈钢表面缺陷检测采用目视和渗透检测，内部缺陷采用射线检测。如果超声或射线检测发现内部缺陷，采用打磨或气刨的方式，去除焊缝金属到指定的深度，可用磁粉或渗透检测确认缺陷的存在和缺陷是否去除彻底。每种检测方法都有各自的不足之处，只有两种或多种检测方法互相补充，才能提高缺陷的检出率，保证焊接质量。超声检测参考灵敏度的设置灵敏度的设置对于保证焊缝中超标缺陷的检出起着至关重要的作用。灵敏度设置的方法有很多种，在焊缝检测中，最常用的方法是以直径为一定大小的横孔作为基准反射体，制作距离-波幅曲线（DAC）。孔的尺寸相同，但深度不同，将不同深度的孔放射波最高点连成曲线。基于显示的长度和回波幅度进行评定。由于对比试块和被检工件表面粗糙度不同，对比试块与被检材料的衰减不同，所以检测工件前要进行灵敏度补偿。扫查时，加一定dB的扫查灵敏度，目地是发现更小的缺陷，评定缺陷时要把加上去的扫查灵敏度降下来，但补偿增益保留。值得注意的是设置灵敏度的试块与焊缝检测时的温度差不应超过15摄氏度，应当每4小时和焊缝检测结束时检查灵敏度。无论何时发生系统参数的改变或者在相同设置的变化受到质疑时，也应重新校验。1.扫查方式斜探头扫查模式描述的是探头的操纵方式以及移动方式。最常见的模式有：1.环绕扫查：探头以反射体为中心，变换探头的位置做圆弧运动的同时使声束保持指向固定反射体。常用环绕扫查来估判气孔。因为对于气孔来说，环绕扫查时回波幅度基本不变。2.旋转扫查：探头做定点转动，可用于鉴别多反射面的平面型缺陷，也可用于受焊缝余高限制的横向扫查，确保扫查的全覆盖。3.横扫查（左右扫查）：探头沿某条固定的线做侧向移动。常用于单面V型坡口焊缝的根部扫查或测量缺陷的纵向长度。前后扫查：探头沿声束的方向前后移动。常用于测量缺陷的高度和寻找缺陷的最高波，评定缺陷的当量。1.缺陷信号的解释超声波检测的主要焊接缺陷有未熔合，未焊透，裂纹，夹渣，气孔等。超声检测的人员必须了解其产生特点，分布规律和在超声检测中的反射特性。一旦信号被确认为是缺陷显示，那么接下来要试判断缺陷性质。通过波幅高度，尺寸，动态波形，静态波形，缺陷在焊缝中的位置以及相关知识来判定缺陷的性质。根据缺陷表面的光滑程度，可将反射波大体分为：镜面反射，锯齿反射，海绵反射高波辐尖锐的信号是镜面反射显示，如垂直于超声声束的大面积缺陷。在焊缝检测中斜探头轻微旋转（声束不垂于缺陷）时原来尖锐高波幅的信号很快降低，这个信号显示可能是未熔合。如果缺陷位置在焊缝的坡口上，即显示坡口未熔合；如果缺陷信号位于钝边底部，显示可能是根部未熔合；如果缺陷信号位于焊缝两侧钝边底部，显示可能是根部未焊透。大多数裂纹属于锯齿型反射，波形特征：出现数个反射回波，有一个较高的波，旁边簇拥着数个小波，波形清晰。旋转扫查时有错峰显示，环绕扫查时信号将消失。根据位置不同，可将裂纹分为焊趾裂纹，热影响区裂纹，中心裂纹，坡口裂纹，横向裂纹和根部裂纹。夹渣，密集气孔有多个反射点，向各个方向散射，所以会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，但探头转动扫查时，会出现此起彼伏的现象，环绕扫查时，波幅基本保持不变。1.结束语综上所述，在当前的焊缝检测方法中，超声波检测方法是无损检测，在不破坏工件的情况下对其内部缺陷的检测，相比射线而言无辐射，对环境和人体无害对面积型缺陷灵敏度高，故在建筑钢结构焊缝中应用非常广泛，对保障建筑物的安全起到至关重要的作用。参考文献：刘磊•超声波无损检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用[J]•门窗,2019(21):60+63.丁爱香.超声波无损检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用[J].建材与装饰，2019(19):63-64.