鋼結(jié)構(gòu)探傷檢測(cè)的探討.doc

關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)探傷檢測(cè)的探討摘要：本文作者介紹了超聲波探傷方法的原理及分類，分析了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫及內(nèi)部缺陷，提出了超聲波探傷在鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；探傷檢測(cè)；探討abstract: in this paper, the author introduces the principle and classification of the ultrasonic flaw detection method, analyzes the building steel structure welding and internal defect, and puts forward the application of the ultrasonic flaw detection in the steel structure detection.key words: steel structure; crack detection; discussion中圖分類號(hào)：tu3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：2095-2104（2012）超聲波探傷一般不要求準(zhǔn)確給出缺陷的類型和性質(zhì)，但通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐，采用一種或多種聲束方向作前后、左右、轉(zhuǎn)動(dòng)、環(huán)繞等多種掃查，找出回波包絡(luò)線和動(dòng)態(tài)波形的規(guī)律，結(jié)合焊接工藝、缺陷位置、焊接接頭結(jié)構(gòu)型式、原材料等特點(diǎn)，可以盡可能地判定缺陷類型和性質(zhì)，以此來(lái)綜合評(píng)定缺陷的嚴(yán)重程度。1 超聲波探傷方法的原理及分類超聲波探傷是利用超聲波經(jīng)過(guò)不同的介質(zhì)產(chǎn)生反射的特性。超聲波通過(guò)構(gòu)件檢測(cè)表面的耦合劑進(jìn)入構(gòu)件，在構(gòu)件中傳播，碰到缺陷或構(gòu)件底面就會(huì)反射回至探頭，根據(jù)反射波在超聲波探傷儀熒光屏中的位置及波幅高度就可計(jì)算出其位置及大小。根據(jù)波形顯示的不同，超聲波探傷儀分為a型、b型、c型，常見(jiàn)的是a型脈沖反射式探傷儀。2 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫類型及焊縫內(nèi)部缺陷鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、體育場(chǎng)館等工業(yè)及民用建筑。2.1焊縫類型及剖口型式建筑鋼結(jié)構(gòu)體系主要有兩種：門式鋼架體系和網(wǎng)架空間結(jié)構(gòu)體系，其中以門式鋼架體系居多。其焊縫類型主要有對(duì)接焊縫和t型焊縫兩種。對(duì)接焊縫是指將兩母材置于同一平面內(nèi)（或曲面內(nèi)）使其邊緣對(duì)齊，沿邊緣直線（或曲線）進(jìn)行焊接的焊縫；t型焊縫是指兩母材成t字形焊接在一起的焊縫。為了保證焊縫部位兩母材在施焊后能完全熔合，焊接前應(yīng)根據(jù)焊接工藝要求在接頭處開(kāi)出適當(dāng)?shù)钠驴?，鋼結(jié)構(gòu)焊縫常見(jiàn)的坡口形式主要有i型（薄板對(duì)接）、v型（中厚板對(duì)接）、x型（厚板對(duì)接）、單v型（t型連接）和k型（t型連接）等。2.2常見(jiàn)內(nèi)部缺陷由于在焊接過(guò)程中受焊接工藝、環(huán)境條件等因素的影響，鋼結(jié)構(gòu)焊縫不可避免地會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部缺陷。常見(jiàn)的內(nèi)部缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。在缺陷性質(zhì)上，單個(gè)氣孔、點(diǎn)狀?yuàn)A渣屬一般缺陷，對(duì)焊縫整體強(qiáng)度影響較?。蝗籂顨饪谆虿灰?guī)則狀?yuàn)A渣、未焊透、未熔合、裂紋屬嚴(yán)重缺陷，會(huì)嚴(yán)重降低焊縫整體強(qiáng)度等性能。超聲波探傷是利用超聲波經(jīng)過(guò)不同的介質(zhì)產(chǎn)生反射的特性。超聲波通過(guò)構(gòu)件檢測(cè)表面的耦合劑進(jìn)入構(gòu)件，在構(gòu)件中傳播，碰到缺陷或構(gòu)件底面就會(huì)反射回至探頭，根據(jù)反射波在超聲波探傷儀熒光屏中的位置及波幅高度就可計(jì)算出其位置及大小。根據(jù)波形顯示的不同，超聲波探傷儀分為a型、b型、c型，常見(jiàn)的是a型脈沖反射式探傷儀。由于超聲波探傷具有靈敏度高，設(shè)備輕便，操作方便，探測(cè)速度快，適宜高空作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫內(nèi)部質(zhì)量的檢測(cè)。3 超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用由于超聲波探傷具有靈敏度高，設(shè)備輕便，操作方便，探測(cè)速度快，適宜高空作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫內(nèi)部質(zhì)量的檢測(cè)。3.1超聲波探傷的主要要求3.1.1探傷人員的要求探傷人員必須取得相應(yīng)檢測(cè)方法的等級(jí)資格證書(shū)，3級(jí)為最高，2級(jí)次之，1級(jí)為最低。3.1.2探測(cè)面的選擇根據(jù)構(gòu)件的形狀、焊接工藝、可能產(chǎn)生的缺陷部位、缺陷的延展方向及焊縫要求的經(jīng)驗(yàn)等級(jí)等來(lái)選取探測(cè)面。3.1.3探頭頻率及角度（k值或折射角）的選擇探頭頻率高，衰減大，穿透力差，不宜用于厚板構(gòu)件焊縫的檢測(cè)。但頻率高，分辨率高，因此在穿透能力允許下，頻率選得愈高愈好。一般選用25mhz探頭，推薦使用22.5mhz探頭。探頭角度一般根據(jù)材料厚度、焊縫坡口型式及預(yù)計(jì)主要缺陷種類來(lái)選擇，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)的板材厚度一般不大，推薦使用k2.0（600）或k2.5（700）。3.1.4耦合劑的選擇必須具有良好的透聲性和適宜的流動(dòng)性，對(duì)材料和人體無(wú)害，且價(jià)廉易取，建議使用洗潔精。3.2超聲波在焊縫內(nèi)部缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用3.2.1對(duì)接焊縫的探傷方法3.2.1.1 初探。將已調(diào)好的dac曲線探傷靈敏度提高46db，使評(píng)定線位于示波屏20%高度以上，調(diào)好補(bǔ)償增益（一般為4db），用鋸齒型、平行、斜平行掃查法，斜探頭快速掃查整條焊縫，密切注視示波屏上的所有回波信號(hào)，一旦發(fā)現(xiàn)有波幅超過(guò)評(píng)定線的可疑回波立即在焊縫相應(yīng)部位做出標(biāo)記，為下一步缺陷定量測(cè)長(zhǎng)做準(zhǔn)備。3.2.1.2 精探。掃查方法同前，但速度較慢。對(duì)第一遍探測(cè)做出標(biāo)記的部分進(jìn)行仔細(xì)探測(cè)，找出真正缺陷的最高回波，并對(duì)其定位、定長(zhǎng)，做好記錄。精探時(shí)，要綜合采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種基本探測(cè)方式。針對(duì)已發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)缺陷，精探通常又分以下步驟進(jìn)行：a.找到目標(biāo)缺陷最大回波并確定回波所在區(qū)域。粗查時(shí)為了發(fā)現(xiàn)缺陷采用較高的靈敏度，此時(shí)應(yīng)對(duì)回波進(jìn)行定區(qū)，即判定它所屬的是dac曲線上，哪個(gè)區(qū)，原則上區(qū)以下的缺陷不作記錄和評(píng)定（如果是憑經(jīng)驗(yàn)懷疑為裂紋等危害性缺陷特征回波，則應(yīng)采取改變探頭k值、增加探測(cè)面、觀察動(dòng)態(tài)波形等措施做進(jìn)一步分析探測(cè)），當(dāng)回波在、區(qū)時(shí)須繼續(xù)進(jìn)行步驟b和c。b.對(duì)目標(biāo)缺陷定位和排除偽缺陷，根據(jù)最高回波在示波屏上對(duì)應(yīng)的水平和垂直距離確定目標(biāo)缺陷所在的實(shí)際位置，判斷其水平位置在檢測(cè)區(qū)（焊縫+熔合區(qū)+熱影響區(qū)）之外或之內(nèi)；若之外，則排除焊縫內(nèi)缺陷；若之內(nèi)，則初步判定為缺陷，應(yīng)根據(jù)其垂直距離并利用k值判定回波對(duì)應(yīng)的實(shí)際深度和水平距離。c.缺陷定量（測(cè)長(zhǎng)）和記錄當(dāng)缺陷反射波只有一個(gè)高點(diǎn)，且位于區(qū)或區(qū)以上時(shí)，則采用6db法進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)。當(dāng)缺陷反射波峰值起伏變化有多個(gè)高點(diǎn)時(shí)，應(yīng)分別找到左右兩端的最高回波，按端點(diǎn)6db法進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)。當(dāng)反射波峰位于區(qū)認(rèn)為有必要定量記錄時(shí)，將探頭左右移動(dòng)使波幅分別降到評(píng)定線處為端點(diǎn)，此兩端點(diǎn)之間的距離即為缺陷指示長(zhǎng)度。應(yīng)詳細(xì)記錄以上所述的回波信息，需要返修時(shí)應(yīng)在焊縫上做出標(biāo)記。3.2.1.3 復(fù)探。復(fù)探是對(duì)前兩遍探測(cè)結(jié)果的復(fù)核和校驗(yàn)，這時(shí)探測(cè)方法基本同前，但速度稍快。3.2.2 t型焊縫的探傷方法t型焊接接頭的坡口形式主要有單邊v塑和雙單邊v型（k型），如果采用埋弧自動(dòng)焊工藝，厚度14mm以下焊接接頭也可以不開(kāi)坡口，但須留出配合間隙，一般稱這種情況為型坡口。t型焊縫的檢驗(yàn)方法除平板對(duì)接接頭的三遍探傷法外，對(duì)t型焊縫還要選擇如下探測(cè)方式：a.采用斜探頭在腹板一側(cè)利用一、二次波進(jìn)行探傷。b.采用直探頭在翼板外側(cè)沿焊縫探傷。c.采用斜探頭利用一次波在翼板外側(cè)探傷。d.采用k1斜探頭利用二次波在翼板內(nèi)側(cè)探傷。一般優(yōu)先選用小晶片高頻率大k值。在位置1可以掃查到焊縫中部及以上截面。在位置2可以掃查到焊縫中部及以下截面。大部分缺陷如氣孔、夾渣、未焊透、未熔合以及縱向或斜縱向裂紋等都可以有效地探出。但偶爾也由于角度等原因，有部分根部未焊透漏檢的情況。方式b對(duì)于未焊透、氣孔、夾渣、平行或斜平行于翼板的裂紋、未熔合缺陷靈敏度很高，探測(cè)前調(diào)好距離 波幅曲線并確定好靈敏度。用直探頭探測(cè)t型焊縫時(shí)，要注意區(qū)分底波與焊縫中未焊透和層狀撕裂（由于低碳鋼和低合金鋼良好的可焊性，層狀撕裂在鋼結(jié)構(gòu)中很少出現(xiàn)，僅在很厚的板t型焊縫中才會(huì)有）的回波。底波一般較穩(wěn)定，不隨探頭的移動(dòng)而劇烈變化，而未焊透和層狀撕裂則由于有一定的傾斜角度和不規(guī)則，往往波形變化劇烈且