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超声波探伤技术在钢结构检测中的应用

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发表时间:2020-06-03 17:36
超声波探伤技术在钢结构检测中的应用

在不同的情况下,焊接技术的要求也存在着一定的差异性在焊接的过程中超声波探伤技术能够检查被焊接材料是否存在缺陷问题,能够有效提高焊接的质

随着当代建筑技术日新月异的发展,钢结构在当代建筑中使用率越来越高。采用无损探伤的手段对焊缝进行质量检验是确保钢结构工程质量的重要环节。

对于钢结构而言,除了在焊接的过程中需要保证工程质量,还需要通过对服役过程中的钢结构进行检测来发现其中存在的缺陷,从而预防结构发生灾难性破坏。

1.超声波探伤技术的概念

超声波探伤技术是指在不损坏工件或原材料工作状态的前提下,对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种手段。

检测过程中,超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射,根据反射的信号传播的特点来判断材料内部是否存在缺陷。

超声波传播的过程中,如果遇到缺陷或底面时就会分别发生反射波,能够在荧光屏上形成脉冲波,通过对形成的脉冲波进行分析,就能够准确地判断出材料中缺陷的具体位置以及缺陷的大小。

随着当前科学技术的快速发展,超声波探伤技术不断得到完善并趋于成熟,操作起来也更加方便和准确。而且,相对于传统的检测方法来说,超声波探伤技术更加简单,避免了繁琐的操作和不必要的错误,提高了检测工作的效率。

按超声波检测原理的不同,超声波探伤技术可以分为脉冲反射法、穿透法和共振法三种。目前用得最多的是脉冲反射法。

在钢结构的检测过程中,利用手提式超声波探伤仪来进行超声波的探伤工作。

2.钢结构焊接质量的影响因素

(1)气孔。在焊接的过程中,由于高温时金属溶解了较多的气体(如氢、氮等);另外,在进行冶金反应时又产生了相当多的气体(如CO、H2O)。这些气体在焊缝迅速凝固过程中来不及逸出留在了焊接处,使得焊接处产生气孔。气孔类型繁多,有的产生在焊缝表面,有的产生在内部;有的以单个存在,有的成堆出现;有的贯穿整个焊缝断面,还有时弥散分布在焊缝内部。

在超声波探伤的过程中,对于气孔的焊接问题会反射出稳定的波形,无论从任何方向进行探测都会反射出相似的信号波。

(2)夹渣。夹渣是指在焊接处,由于不规则的金属溶质或者非金属物质掺杂在接触点,使得接触位置内存在点状或条状的杂质。

在超声波探伤的过程中,该问题所反馈出的信号波与气孔所反射的信号波类似,但是该问题所反馈出的信号波会有明显的锯齿状波形。如果从不同方向进行探测,所反馈的信号也不相同。

(3)裂纹。裂纹是受在焊接过程的内部环境和外界环境的影响,导致焊接处出现了裂缝的现象。

在超声波探伤的过程中,该问题产生的波形又高又宽,并且有较多的波峰,从不同角度进行探测波峰也会发生上下的错动现象。

3.超声波探伤仪在钢结构焊接过程中的应用

3.1  对焊缝进行超声波探伤工作

(1)最初的探伤工作。在进行超声波探伤工作之前,相关人员应该对缺陷位置、结构缺陷位置处的材质、结构、焊接的情况等问题进行充分的了解,然后根据所调研的相关资料确定检测的仪器。

确定检测仪器之后,需要确定相关曲线显示情况是否正常,要对仪器的灵敏度进行检查,保证仪器灵敏度能够在波高的20%以上。之后,利用相关技术手段在钢结构上进行探测,在这一过程中需要对探测仪上显示的信号进行及时的记录,若探测仪上所显示的信号超过了标准值,则说明钢结构存在缺陷问题, 需要对缺陷处进行细致的检查,判断缺陷的问题的种类并及时进行解决。

(2)精密的探伤工作。实际上,在超声波探伤的过程中,精密的探伤工作和初步的探伤工作基本相同,只是精密的探伤工作,在实际的探伤过程中更加细致、检查速度更慢。

精密探伤工作主要是针对初次探伤工作所出现的异常波形进行具体的分析和研究,通过对比来寻找缺陷位置,从而确定缺陷位置的具体信息,以便提高修补的工作效率。

在精密探伤工作的进行过程中,需要对前 后左右转角环绕都进行详细的探测,在探测过程中具体分为三个部分:首先需 要对初探所怀疑的目标缺陷进行定位,并确定缺陷的回波位置。其次通过所得的回波来排除干扰的波信号,确定缺陷的准确位置。最后确定缺陷位置,准确无误后,就可以对相关的数据进行记录。

3.2  对T形焊接处进行探伤

在实际的超声波探伤过程中,对于 T 型焊接处进行探伤,根据坡口形式的不同,可以将焊接坡口分为单边 v 型和 k 型两种不同的焊接接头。

除这两种焊接接头之外,在实际的焊接过程中,如果利用的是埋弧自动焊接技术也可能没有坡口。对于这种焊接接头利用配合间隙来进行检验。

实际的超声波探伤过程中,除了通过平板对接接头探伤方法,还可以通过对 k 值探头进行探伤来判断接口处是否存在问题。

首先利用斜探头对该位置进行两次的超声波探伤,其次在外侧对探头进行直接探伤,最后再利用斜探头对外侧进行超声波探伤。通过这种探测方式对于梯型焊接处的气孔、夹渣、裂纹、未熔合裂纹等问题都能够探测出准确的结果。

但是需要注意的是,在实际的探测过程中,可能由于角度问题导致某些位置检测不到,导致漏检的情况发生。对于 T 型接头结构而言,在实际的检测过程中,利用传统的探伤手法无法检测出特殊情况下的问题,因此在检测的过程中需要针对实际情况进行具体的分析,选择合适的检测方法对被检测物体进行全方位的探伤,以此提高检测结果的准确性。

4.结语

综上所述,随着科学技术的快速发展,超声波探伤技术已经较为完善,发展到目前已经拥有一体化设备来进行超声波探伤工作。

在工程建设过程中,利用超声波探伤仪,选择合适的检测方法,能够有效地提高工程建设的质量,减少返工,提高工作效率。

因此在未来的发展过程中,应该对该技术进行不断的完善和创新,对设备进行不断的研发,以此进一步提高检测工作的质量,促进我国经济的快速发展。


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