超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

    摘 要 钢结构凭借其优质的性能在现代建筑中得到了越来越广泛的应用，钢结构使用时的
一个技术重点与技术难题便是焊接过程，而焊缝出现缺陷也是常有的状况，如何能够实现
建筑钢结构检测时准确找出问题所在，超声波是一个绝佳的选择。本文将对超声波探伤在建
筑钢结构检测中的应用展开探讨。

 

　　关键词

 超声波；建筑；钢结构；探伤 

　　

1 建筑钢结构焊缝类型及焊缝内部缺陷 

　　随着当代建筑技术的日新月异，钢结构在建筑中使用的越来越频繁。高强度钢一般是指
屈服强度大于

1380MPa 的高强度结构钢。20 世纪 40 年代中期，美国用 AISI4340 结构钢通

过降低回火温度，使钢的抗拉强度达到

1600MPa～1900MPa。50 年代以后，相继研制成功

多种低合金和中合金超高强度钢，如

300M、D6AC 和 H 一 11 钢等。60 年代研制成功马氏体

时效钢，逐步形成

18Ni 马氏体时效钢系列，70 年代中期，美国研制成功高纯度 HP310 钢，

抗拉强度达到

2200MPa。法国研制的 35NCDl6 钢，抗拉强度大于 1850MPa，而断裂韧度和

抗应力腐蚀性能都有明显的改进。

80 年代初，美国研制成功 AFl410 二次硬化型超高强度钢

在抗拉强度为

1860MPa 时，钢的断裂韧度达到 160MPa·以上，AFl410 钢是目前航空和航天

工业部门正在推广应用的一种新材料（本段数据较为详实）。

 

　　钢结构的性能在不断更新，这些质量越来越优质的钢材也让建筑行业有了飞速发展，
然而，作为主要的钢结构连接方式，焊接不仅是一个重要环节，也是容易出差错的地方。焊
接过程经常会出现大大小小的缺陷，由于受到焊接工艺以及周围环境的影响，钢结构焊缝
不可能没有一点问题，常见的内部缺陷有夹渣、气孔、未融合、未焊透等，通常如果只是单个
气孔或者是点状夹渣不会对焊缝整体强度构成太大影响，一旦形成群状气孔或者产生不规
则状的夹渣或者未焊透以及未融合现象，问题就会严重很多，甚至会直接降低焊缝的整体
强度。

 

　　

2 超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用 

　　目前常用的钢结构无损探伤主要有如下途径：超声检测（

UT）、射线检测（RT）、磁粉

检测（

MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法，其中应用最广操作最方

便的要属超声检测了。产生波在建筑中的探伤原理主要是基于其自身的特性，由于超声波波
长很短，且穿透力十分强，超声波可以在不同介质中传播，一旦碰到不同介质的分界面它
会自动发送折射、反射、绕射以及波形转换。此外，超声波具有很好的方向性，可以在黑暗环
境中准确的找到目标，通过定向发射，能够很好的发现被检测焊缝存在缺陷的地方。在建筑
钢结构检测中，通常会使用反射法来进行探伤，通过对反射回波的声压的高低能够很好的
检测出缺陷的大小，是一种十分使用的检测方式。超声波探伤中一般建议使用

2-5MHz 探头，

而

2-2.5MHz 相对是最为适宜的，而探头角度的选择也有讲解，根据钢材的特性，通常建议

使用

K2.0（β600）或 K2.5（β700）。在采用超声波探伤时，针对不同板材厚度采用的检验

等级与检验方式也不一样。

A 级检验针对母材厚度〉50mm 时，检验方式为单面单侧进行；B

级检验针对母材厚度〉

100mm 时，采取单面双侧进行检验；当焊缝母材厚度

≥100mm，窄

间隙焊缝母材厚度

≥40mm 时，通常需要采用 C 级检验，会采用双面双侧的方式进行检验

（已添加数据）。