超声波无损检测在钢结构探伤试验中的缺陷及反思

超声波无损检测在钢结构探伤试验中的缺陷及反思

郭俊,于晓淼,李伟东

浙江科圆工程检测有限公司，浙江温州  325088

摘要:超声波检测是一种无损检测技术,检测结果准确,对钢结构影响小,在其焊缝质量检测内普遍应用这一技术。超声波探伤主要包括浸入探伤和脉冲反射探伤两种方法,可以检测钢浇口焊缝内部和外部质量缺陷,有助于探伤人员准确定位缺陷和了解缺陷类型。在此基础上,本文研讨钢结构工程在超声波探伤无损检测的应用价值，供相关从业人员参考。

关键词：超声波探伤；无损检测；钢结构；工程应用

引言

超声波检测技术指的是在混凝土内注入超声脉冲发射器调频弹性脉冲，在高精度接收系统内，可实现脉冲波波动特性记录。超声波检测技术主要根据超声波的传播特性,将钢结构作为弹性介质,利用超声波穿过桩体的各个截面,获得一定的参数。利用测试仪器产生的脉冲信号,对获得的测试数据进行处理,以判断钢结构的完整性和连续性。

1超声波探伤技术

1.1超声波探伤技术的概述

目前,工业生产内超声波探伤技术实现了大范围应用，主要包括以下几种方法:一是利用压电晶体的共振进行振动检测,这是以压电晶体的共振为基础的。当共振消失时,可以通过测量共振来确定材料的缺陷位置。其次,借助超声波传播原理,判断被测区域的状况和缺陷程度,并与实际测试结果进行比较,从而得到被测缺陷类型。第三,以测量领域的样品为标准,根据其理化性质,选择合适的调查,并采用适当的仪器和操作程序,使其形成一个特定的探测线,然后使用锤子,激光和其他设备,使它成为一个新的声场,然后利用压电晶体共振产生的特殊声音,得到被测区域的缺陷信息。

1.2超声波检测技术原理

这一技术进入金属材料的超声波可以从一个金属截面传递到另一个金属截面,在不同截面的边缘会发生反射。通过获取超声波在不同截面的反射波,可以检测金属材料中的缺陷和损伤。超声波光束将从管道表面从探头传送到管道内部。如果遇到内部缺陷或到达管道底部,超声波就会被反射,在超声波检测仪上形成脉冲波形。利用反射的超声形状,可以识别管道内部的损伤、缺陷、位置和尺寸。

2无损检测的作用

无损检测技术在钢结构质量控制中的应用具有以下三个优势:一是提高检测效率。传统钢结构质量检测技术受技术限制,开展检测工作需要大量的时间、人力和资金,检测效率低。无损检测技术的应用改变了传统检测技术的局限性,减少了检测对人力、物力和时间的依赖,从而提高了钢结构质量检测的效率。其次,降低了检测的破坏性。将无损检测技术应用于钢结构质量检测中,可以进行不损伤钢结构的质量检测,不仅减少了质量检测时间,而且保证了钢结构的完整性。三是有利于钢结构工作的健康发展。无损检测技术突破了传统质量检测的局限,利用无损检测的优势不断控制钢结构的质量,为钢结构的科学发展奠定了基础。

3 钢结构无损检测内超声波探伤技术应用

3.1激光检测技术

激光检测技术用于测量各种钢结构的静、动挠度、冲击系数、功率谱和间隔频率;各种大型结构的低频振动和位移监测可以为钢结构施工、监督、验收检验部门提供准确的数据,有效地指导其工作。激光探测技术通过借助动、静态挠度曲线（远距离非接触光电转换法测量所得），可有机集成光路分析与图像采集，借助一靶两灯，能够对精度范围进行动态管控，较好地满足了钢结构工程的质量控制要求。强大的处理软件可以获得影响负载系数和内力的分布状态的结构数值分析的动态曲线,这有助于判断钢结构的薄弱部位和结构的完整性,从而有效地判断钢结构的工程质量。

激光探测技术的应用原理:在待测钢结构区域内，固定特殊目标被测点，有机结合目标与钢结构，并形成共振，将结构自身振动转换为特定波长光源振动。借助光学分析系统，可将待测信号传输到工业CCD上，经过分析之后的信号，且CCD为高精度，在检测目标成像基础上，监控中心坐标的变化，精确测量荷载作用下，钢结构纵向、横向位移，并得出时间响应曲线。系统内k值(Kx,Ky),为CCD上各个像素代表的实际位移值，在进行测量之前，可及时标定。

3.2共振法

在应用共振超声检测技术时,主要是利用连续的超声波,调节超声波频率,使被测管道内部发生共振。通过这种方法,可以判断管道的厚度是否符合行业标准,也可以检测管道的内部缺陷。在具体应用中,超声波在被测管道内传播,并进行了适当的波频调整。如果反射波的相位与入射波的相位相同,则管道内部就会出现共振现象,此时待测管道的厚度等于超声波波长的0.5倍或整数倍。在正确使用共振超声检测技术时,应注意以下三个要求:第一,实施共振法时,应选择检测难度大、表面粗糙度高的管材进行检测；其次,共振法测量管道厚度效率高、精度高。第三,在检测薄管时,共振超声检测技术也有很好的效果,可以全面检测薄管内部。

3.3电磁检测技术

电磁无损检测主要应用于金属探伤、高温高压下管道测量、无缝钢管检测等领域。它的主要优点是可以检测任何金属材料,不需要偶联剂,对金属表面的光滑度和检测环境没有太高的要求,容易产生水平剪切波和兰姆波。其主要缺点是只能检测导电介质,会受到被检测零件的尺寸和外观的影响,检测精度较低。

4影响超声波探伤无损检测结果的因素及应对措施

影响超声波探伤无损检测结果的因素可分为人为因素及非人为因素两大类，其中人为因素主要包括检测人员的技能、专业素养、职业态度及责任感等。非人为因素主要包括耦合剂材料、工作温度及焊缝余高。对于耦合剂材料一般可选用化学浆糊，但检测后需要及时清理，避免对钢结构造成负面影响;当室温与工作温度不一致时需要在工作温度下完成DCA曲线制作;为避免因焊缝余高造成误判，监测人员需要依据焊缝的外形调整探头角度，在必要时还需要打磨焊缝。超声波检测技术原理超声波检验技术主要是借助超声波技术，将超声波传入到金属材料内部当中。进入到金属材料内部的超声波，可以从一个金属截面传入到另一金属截面，不同截面的边缘，会发生反射作用，通过获取超声波在不同截面当中的反射波，便可以对金属材料内部缺陷、破损情况进行检测。超声波束会由探头出发，从管材表面传入到管材内部，若遇到了内部缺陷或者到达了管材底面，那么超声波则会发生反射，这样便会在超声波检测仪器当中形成脉冲波形，借助反射回来的超声波形状，便可以对管材内部破损、缺陷、位置、大小进行甄别。

结束语

综上所述，作为一项无损检测技术，超声波检测技术具有低成本、高效率、可靠性高的优点,其被广泛应用在工业生产内。作为工业生产内的关键组成部分，检验技术是衡量产品质量的标准。超声波检测技术的发展和应用对于提高我国的科学技术水平,促进国民经济的快速增长具有重要意义。

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