探讨超声波探伤技术在建筑钢结构焊缝检测中的运用

探讨超声波探伤技术在建筑钢结构焊缝检测中的运用

周露

重庆科融建筑工程质量检测有限公司 重庆 巴南 401320

摘要：文章以具体工程为例，先分析了工程概况和钢结构主要缺陷，随后介绍了超声波探伤技术在整个建筑钢结构焊缝检测中的具体应用，包括检测技术标准、检测设备应用要点和检测工艺技术控制，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：超声波；探伤技术；建筑钢结构；焊缝检测

引言：在现代化背景下，随着建筑行业发展速度不断加快，钢结构凭借其自身施工周期短、外观优美以及轻质等优势广泛应用于建筑领域当中。随着钢材性能的持续创新发展，其性能品质相继提升，但在实践发展中始终面临着一定的焊接问题，从而影响钢材质量，为此需要采取有效检测技术，强化焊接质量控制。

1. 工程概况和钢结构缺陷分析

1. 工程概况

以某个建筑工程项目为例，此项目属于钢结构厂房，涵盖数个车间，建筑总面积是2.89万平方米。建筑结构主要是以轻钢结构为主，其中基础钢构件涵盖地脚预埋件、钢柱，而钢柱主要设计为箱型结构，借助T型、L型构件能够顺利完成钢柱和钢梁等各个部件的组装工作，搭配二氧化碳气体保护以及埋弧自动焊接技术共同制成的焊缝形式。

2. 钢结构常见焊缝缺陷

建筑钢结构施工中主要焊缝问题主要涵盖T形接头、对接焊缝、电渣焊三种形式。而在实施焊接处理中普遍存在各种影响因素，包括焊接环境和焊接工艺水平等，如果没有进行有效处理，都容易产生裂纹、气孔、夹渣、未彻底焊透等内部焊缝缺陷，从而影响焊接强度，产生极大的安全隐患。为此需要建筑工程施工人员采取有效的检测技术实施焊缝检测，并对钢结构中的焊缝位置进行准确定位，明确具体缺陷类型，优化建筑钢结构性能，优化建筑质量和安全性^[1]。

2. 超声波探伤技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用

1. 焊缝检测技术标准

检测人员在开始对建筑钢结构实施焊缝检测过程中，需要率先全面深入解读钢结构验收标准和钢结构设计说明等文件，准确把握不同构件物理化学性能和材质特征，明确具体检测比例、检测部位、等级要求和焊缝质量标准等，同时将其当成后续质量检测的重要参考标准。此外检测人员还需要联系相应的焊缝类型、焊接工艺方法以及钢材种类实施深入调查，在针对焊接工艺进行试验评定后，便能够顺利投入生产。比如此次工程中主要选择了埋弧自动焊技术，对建筑梁、支柱和支撑等部位实施拼接焊缝，同时选择二氧化碳气体实施保护焊，而检测人员，需要采取针对性措施，分别检测不同焊缝，顺利得到对应焊缝参数，避免产生无法熔合的问题。

焊缝检测要求方面，检测人员需要严格按照钢结构质量验收规范合理设定质量验收标准，按照检测要求实施，第一是焊缝尺寸的检测，主要是检测对接焊缝、角接组合焊缝的凹坑、余高、焊脚尺寸、错边、角焊缝余高，将标准值和实际测量值之间的误差控制的标准范围内。焊缝外观质量检测中，需要避免结构表层产生气孔、凹坑、焊瘤、裂纹、电弧擦伤、夹渣等缺陷问题，而一级焊缝需要保证表层不会出现咬边以及根部收缩等问题。对焊缝内部进行质量检测中，需要联系当前焊缝类型和国家标准选择射线和超声波等进行探伤操作，查明内部是否存在缺陷。在选择超声波探伤方法后，借助数字超声波探伤设备制作焊缝检测的DAC曲线，同时利用标准试块对DAC曲线实施校准，对于不同钢结构焊缝需要合理确定质量控制节点和检测时机，联系探头以及工件厚度顺利完成检测面清洁处理。比如针对建筑工程焊缝实施质量检测中，可以借助一二次波检测角对接组合以对接焊缝，选择斜探头扫查不同探测面，利用直探头深入箱形柱内全面扫查隔板电渣，准确判读焊缝性质和缺陷类型。

2. 检测设备应用要点

焊缝探伤检测中，根据探伤类型可以细化检测仪器分成可拆式斜探头、表面波探头、小径管探头、斜探头、直探头等形式，检测人员可以考虑焊缝类型以及焊缝厚度进行合理选择，科学设计探头晶片面积，把其中任意边长限制在500平方毫米和25毫米之内，优化整体检测质量。试块和耦合剂方面，检测人员还需要结合超声波探伤装置对应探头功能合理选择标准试块，对比分析试块质量，科学检测焊缝质量，尽量选择具有较高流动性和透声性耦合剂，在被测工件中直接传入超声波，提升检测效果。焊缝清理中，使用超声波探伤前，还需要彻底清理焊缝表层，促进探头能够有序移动，通过对焊缝表层进行打磨，进一步提升表层声学接触效果。检测人员在钢结构焊缝冷却到常温状态后，需要实施超声波无损检测，而钢结构焊接后一天则是检测的最好时机。

3. 检测工艺技术控制

检测人员需要对检测面进行合理选择，联系母材厚度、检测宽度，选择在焊缝两边10毫米左右区域作为目标检测面，通过直射法以及一次反射法，通过移动探头实施全面检测，全面控制检测工况。比如可以选择直探头检测箱型柱内部隔板焊缝。通过斜探头检测电渣焊中是否熔透隔板。

检测曲线灵敏度测试中，初步确定超声无损检测以及检测面后，需要进一步联系无损检测工艺以及结构焊缝类型，合理绘制焊缝距离以及波幅曲线，联系具体标准试块对应数据信息合理绘制判废线、定量线和评定线。确定灵敏度。此外，检测人员还需要结合探头以及评定线灵敏度确定超声检测灵敏度，探头移动中，对邻近探头移动间隔和移动速度进行准确记录，对重叠探头宽度进行有效控制，搭配直接接触实施耦合，应用衰减补偿方法，有效检测缺陷定量误差和DAC曲线灵敏度。

两种焊缝类型的超声检测技术应用，对接焊缝缺陷中，从初探和精探两种角度入手实施超声焊缝探伤，初探中，把补偿增益以及DAC曲线灵敏度分别调整到4dB和6dB，示波屏内评定线高度需要保持在五分之一左右，合理选择斜探头搭配斜平行方法快速扫查焊缝，对屏内回波信号进行仔细观察，对波幅产生异常的对应焊缝位置实施准确记录，从而为后期测量缺陷长度提供有效的参考依据。精探中，需要对初探中所发现异常焊缝位置实施精确探伤，通过定区方法分析DAC曲线中回波所处位置，可以省略Ⅰ区确信，重点检查Ⅱ、Ⅲ区内回波，进行准确定位和定长记录。具体而言，通过全面观察示波屏了解最高回波值水平距离以及垂直距离，准确定位目标缺陷所处位置，如果处于区域内侧，证明缺陷处于焊缝内部，随后借助K值判断回波水平间隔和深度，如果缺陷反射波仅涵盖一个位于Ⅱ、Ⅲ区内高点，则需要选择6dB测量长度，如果缺陷反射波存在较多高点，则需要按照从左到右的顺序在两端选择最高回波值，借助断点6dB测量长度。

T型接头焊缝探伤主要是对焊缝两侧或焊缝进行检测。针对T型焊缝缺陷，在检测中按照接头坡口形式，可以分成双单边和单边V型两种形式，可以利用斜探头针对T型焊缝腹板位置实施探伤检测，通过直接头探测翼板外侧焊缝位置^[2]。

结语：综上所述，在建筑钢结构中合理应用超声波探伤工艺技术，能够进一步提升其自身的施工效率和施工质量。而超声波探伤技术也凭借自身的检测精确性能够有效探测焊接后的钢材质量，探头通过在焊缝表层移动能够接收不同回波，显示出对应的形状，帮助辨别病害类型。

参考文献：

[1]唐晖.超声波探伤技术在桥梁钢结构对接焊缝检测中的应用[J].交通世界,2020(17):163-164.

[2]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.
[3]蒋桂通,闫留青,王猛,寇玉全,王胜来.超声波检验V型坡口环焊缝根部缺陷[J].机电工程技术,2021,50(03):278-281.
[4]郭欢.超声波探伤技术在钢结构检测中的应用[J].住宅与房地产,2020(06):207.
作者简介：姓名：周露（1989.10--）；性别：男，民族：汉，籍贯：重庆市大足区人，学历：本科；现有职称：助理工程师；研究方向：建筑。