鋼結構探傷檢測的探討.doc

關于鋼結構探傷檢測的探討摘要：本文作者介紹了超聲波探傷方法的原理及分類，分析了建筑鋼結構焊縫及內部缺陷，提出了超聲波探傷在鋼結構檢測中的應用。關鍵詞：鋼結構；探傷檢測；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：tu3文獻標識碼：a 文章編號：2095-2104（2012）超聲波探傷一般不要求準確給出缺陷的類型和性質，但通過長期實踐，采用一種或多種聲束方向作前后、左右、轉動、環(huán)繞等多種掃查，找出回波包絡線和動態(tài)波形的規(guī)律，結合焊接工藝、缺陷位置、焊接接頭結構型式、原材料等特點，可以盡可能地判定缺陷類型和性質，以此來綜合評定缺陷的嚴重程度。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)過不同的介質產(chǎn)生反射的特性。超聲波通過構件檢測表面的耦合劑進入構件，在構件中傳播，碰到缺陷或構件底面就會反射回至探頭，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，常見的是a型脈沖反射式探傷儀。2 建筑鋼結構焊縫類型及焊縫內部缺陷鋼結構具有自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高等一系列優(yōu)點，已廣泛應用于工業(yè)廠房、體育場館等工業(yè)及民用建筑。2.1焊縫類型及剖口型式建筑鋼結構體系主要有兩種：門式鋼架體系和網(wǎng)架空間結構體系，其中以門式鋼架體系居多。其焊縫類型主要有對接焊縫和t型焊縫兩種。對接焊縫是指將兩母材置于同一平面內（或曲面內）使其邊緣對齊，沿邊緣直線（或曲線）進行焊接的焊縫；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，焊接前應根據(jù)焊接工藝要求在接頭處開出適當?shù)钠驴?，鋼結構焊縫常見的坡口形式主要有i型（薄板對接）、v型（中厚板對接）、x型（厚板對接）、單v型（t型連接）和k型（t型連接）等。2.2常見內部缺陷由于在焊接過程中受焊接工藝、環(huán)境條件等因素的影響，鋼結構焊縫不可避免地會產(chǎn)生內部缺陷。常見的內部缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。在缺陷性質上，單個氣孔、點狀夾渣屬一般缺陷，對焊縫整體強度影響較??；群狀氣孔或不規(guī)則狀夾渣、未焊透、未熔合、裂紋屬嚴重缺陷，會嚴重降低焊縫整體強度等性能。超聲波探傷是利用超聲波經(jīng)過不同的介質產(chǎn)生反射的特性。超聲波通過構件檢測表面的耦合劑進入構件，在構件中傳播，碰到缺陷或構件底面就會反射回至探頭，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，設備輕便，操作方便，探測速度快，適宜高空作業(yè)等優(yōu)點，因此廣泛應用于建筑鋼結構焊縫內部質量的檢測。3 超聲波探傷在建筑鋼結構中的應用由于超聲波探傷具有靈敏度高，設備輕便，操作方便，探測速度快，適宜高空作業(yè)等優(yōu)點，因此廣泛應用于建筑鋼結構焊縫內部質量的檢測。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檢測方法的等級資格證書，3級為最高，2級次之，1級為最低。3.1.2探測面的選擇根據(jù)構件的形狀、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)驗等級等來選取探測面。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，不宜用于厚板構件焊縫的檢測。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、焊縫坡口型式及預計主要缺陷種類來選擇，由于建筑鋼結構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性，對材料和人體無害，且價廉易取，建議使用洗潔精。3.2超聲波在焊縫內部缺陷檢測中的應用3.2.1對接焊縫的探傷方法3.2.1.1 初探。將已調好的dac曲線探傷靈敏度提高46db，使評定線位于示波屏20%高度以上，調好補償增益（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，一旦發(fā)現(xiàn)有波幅超過評定線的可疑回波立即在焊縫相應部位做出標記，為下一步缺陷定量測長做準備。3.2.1.2 精探。掃查方法同前，但速度較慢。對第一遍探測做出標記的部分進行仔細探測，找出真正缺陷的最高回波，并對其定位、定長，做好記錄。精探時，要綜合采用前后、左右、轉角、環(huán)繞等四種基本探測方式。針對已發(fā)現(xiàn)的目標缺陷，精探通常又分以下步驟進行：a.找到目標缺陷最大回波并確定回波所在區(qū)域。粗查時為了發(fā)現(xiàn)缺陷采用較高的靈敏度，此時應對回波進行定區(qū)，即判定它所屬的是dac曲線上，哪個區(qū)，原則上區(qū)以下的缺陷不作記錄和評定（如果是憑經(jīng)驗懷疑為裂紋等危害性缺陷特征回波，則應采取改變探頭k值、增加探測面、觀察動態(tài)波形等措施做進一步分析探測），當回波在、區(qū)時須繼續(xù)進行步驟b和c。b.對目標缺陷定位和排除偽缺陷，根據(jù)最高回波在示波屏上對應的水平和垂直距離確定目標缺陷所在的實際位置，判斷其水平位置在檢測區(qū)（焊縫+熔合區(qū)+熱影響區(qū)）之外或之內；若之外，則排除焊縫內缺陷；若之內，則初步判定為缺陷，應根據(jù)其垂直距離并利用k值判定回波對應的實際深度和水平距離。c.缺陷定量（測長）和記錄當缺陷反射波只有一個高點，且位于區(qū)或區(qū)以上時，則采用6db法進行測長。當缺陷反射波峰值起伏變化有多個高點時，應分別找到左右兩端的最高回波，按端點6db法進行測長。當反射波峰位于區(qū)認為有必要定量記錄時，將探頭左右移動使波幅分別降到評定線處為端點，此兩端點之間的距離即為缺陷指示長度。應詳細記錄以上所述的回波信息，需要返修時應在焊縫上做出標記。3.2.1.3 復探。復探是對前兩遍探測結果的復核和校驗，這時探測方法基本同前，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），如果采用埋弧自動焊工藝，厚度14mm以下焊接接頭也可以不開坡口，但須留出配合間隙，一般稱這種情況為型坡口。t型焊縫的檢驗方法除平板對接接頭的三遍探傷法外，對t型焊縫還要選擇如下探測方式：a.采用斜探頭在腹板一側利用一、二次波進行探傷。b.采用直探頭在翼板外側沿焊縫探傷。c.采用斜探頭利用一次波在翼板外側探傷。d.采用k1斜探頭利用二次波在翼板內側探傷。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，探測前調好距離 波幅曲線并確定好靈敏度。用直探頭探測t型焊縫時，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，層狀撕裂在鋼結構中很少出現(xiàn)，僅在很厚的板t型焊縫中才會有）的回波。底波一般較穩(wěn)定，不隨探頭的移動而劇烈變化，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