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)。