刍议超声波无损探伤检测钢结构焊接质量

刍议超声波无损探伤检测钢结构焊接质量

周全

无锡市前友工程咨询检测有限公司 214194

摘 要：目前，建筑事业发展迅速，在此大环境中建筑结构愈加复杂，呈现百花齐放态势，钢结构作为常见的建筑结构类型，做好钢结构焊接质量检测工作意义重大，直接关系着建筑建设水平，采用超声波无损探伤检测方法，可全面了解焊缝情况及时发现并确定缺陷问题，保证焊接质量达标。本文简单概述了超声波无损探伤检测方法，分析了钢结构焊接质量的超声波无损探伤检测流程，探讨了钢结构焊接常见的质量问题，以供参考。

关键词：钢结构施工；焊接质量；无损探伤检测；超声波无损探伤检测

钢结构锈蚀极大影响人们生活与钢铁价值本身，甚至可能引起建筑房屋坍塌等严重事故，需及时发现其中存在的缺陷问题，避免钢结构焊缝内存有裂缝、杂物等，可见，研究钢结构焊接质量检测具有重要现实意义。现阶段，钢结构焊接质量检测主要通过无损探伤或者破坏性检验两种途径进行，能够检测出焊缝内部有无缺陷，相较于破坏性检验而言，超声波无损探伤检测应用优势更为明显，然而从该技术发展现状来看，还尚未普及到各检测机构接到的钢结构焊接质量检测任务中，技术操作水平有限，亟待进一步研究与推广应用。

1. 超声波无损探伤检测概述

所谓无损检测，简单来说就是在不影响和不损害被检对象使用性能的条件下、利用电、磁、光、声等特性进行的一种检测手段，能够明确检测对象有无不均匀性或者缺陷，确定缺陷数量、性质、位置、大小等信息，综合判定后给出检测对象目前所处技术状态，检测结果反映出检测对象寿命、质量是否合格等。

超声波无损检测近年来发展速度飞快，是立足于无损检测技术基础之上，充分运用超声波在试件中传播特性的先进检测方法，作为工业发展的重要工具之一，代表着国家工业发展水平，受到各界广泛关注，虽然该技术具有设备轻便、速度快、成本低、对环境与人体无害、灵敏度高、检出率高、缺点定位准确、穿透力强等诸多优势，但是技术仍旧存有一定局限性，不适用于所有测试指标和项目，目前常被应用于钢结构焊接质量的检测工作中，极大提升了检测效率与准确性，更好的保证了钢结构焊接施工质量^[1]。

2. 钢结构焊接质量的超声波无损探伤检测流程

运用超声波无损探伤检测方法对钢结构焊接质量进行检测不能盲目而行，而是要严格按照检测流程规范操作，把握技术应用要点，才能够切实发挥检测优势，提升检测水平和效果，保证检测结果的可靠性与依据价值。

1. 初步探伤

检测人员全面了解探伤情况，依据焊接施工图纸设计要求明确焊接工艺技术标准，执行现行钢结构焊接质量验收标准，禁止盲目、随意操作，运用专业基础知识与业务能力，高效率完成初步探伤工作，具体实践时需注意，针对质量标准为一等级的钢结构焊接质量初步探伤，应实施100%超声波无损探伤，动态关注探伤过程示波屏反馈的回波信号，当出现回波出现超过评定线情况，及时标记下来，给接下来的缺陷定量提前做好准备。

2. 精准探伤

检测人员在这一环节要做到操作精确，探伤速度相较于初步探伤更慢一些，检测更加仔细，避免漏测，初步探伤发现的缺陷在本次检测探伤中需要再次检测，明确缺陷回波数最高值，详细记录相关数据，为质量改进提供便利条件^[2]。检测人员依据焊缝长度百分数完成探伤比例计算工作，遇到局部存在探伤焊缝问题时，一旦缺陷是允许出现的情况，则需要增加缺陷两端探伤长度，控制长度探伤超过10%即可，依据被检测的钢材结构实际特点，精准判断每一次检测的缺陷。

3. 重复探伤

此次探伤作用在于复核以及再一次检查初步探伤与精准探伤，采取基本相同的探测方法，相对于初步探伤与精准探伤的速度而言，本次探伤更快一些，可节省精力与时间。

3. 钢结构焊接常见的质量问题分析

钢结构焊接施工质量受多种因素影响，在采取超声波无损探伤检测方法时，需全面了解常见的裂纹、未熔合、气孔、未焊透、夹渣等缺陷，深入分析缺陷形成的原因，结合检测技术最大限度提升探伤评断精准性，综合以往经验教训，获取最优价值的检测结果。

1. 裂纹

检测工作人员对钢结构焊接部位进行超声波无损探伤检测时，裂纹这一缺陷经常发生，超声所反映出来的裂纹波形有以下特点：波形很高且较宽。裂纹对焊接质量的危害在所有缺陷中影响最大，因此防范裂纹十分必要，其形成主要是焊接操作时由于不均匀受热所致，冷却速度在外力作用影响下过快，钢结构未完全合并，焊接发生大小程度不一的裂纹。

裂纹的防范可采取以下方法：通过少量锰、硫改善钢材含量，保证焊接裂缝具有良好的自由伸展度，引入先进的焊接施工工艺，提升技术水平，避免裂纹出现。

2. 未熔合

检测工作人员对钢结构焊接部位进行超声波无损探伤检测时，超声所反映出来的未熔合波形具有相对更稳定的特点，探测焊接缝两侧，容易探测不到一侧的结果，如果过快焊接，未保证焊接角度合适，则可能引起无法完全熔合问题发生。

未熔合这一缺陷的防范措施：在适当电流条件与焊接速度状态下，采取正确焊接方式，做好焊接角度选择工作。

3. 气孔

检测工作人员对钢结构焊接部位进行超声波无损探伤检测时，超声所反映出来的气孔波形存在一定差异性，不同大小的气孔有不同波形。例如，单个气孔缺陷表现为单缝且较稳定的波形。此外，不同的探测方向会得到不同结果，因此检测人员应探测多次避免失误。气孔形成主要是因为钢材手工焊接时由于未清理干净杂质、过大电流、过高电压所致，这些问题减少了焊接面积，给机械运行效率造成不利影响^[3]。

气孔这类缺陷的防范措施：钢结构内不允许出现不相关杂质，保证清洁工作及时且到位，如果钢丝生锈，做好洁净工作后方可用于焊接施工，严格控制焊接速度、电流与电压。

4. 未焊透

检测工作人员对钢结构焊接部位进行超声波无损探伤检测时，超声所反映出来的气孔波形以波幅相对更高为特点，此缺陷对焊接质量有严重影响，可能引发裂纹现象，其形成主要是运条角度不当、速度过快、电流过小。

未焊透这类缺陷的防范措施：采取合适的焊接工艺，对作业质量进行严格管控，汽轮机运转处于正常状态，发挥其最大生产性能。

5. 夹渣

此问题在钢结构焊接操作中难免出现，检测工作人员对钢结构焊接部位进行超声波无损探伤检测时，超声所反映出来的夹渣波形特点如下：夹渣为条状时，超声反映波幅为锯齿状；夹渣为点状时，回波心动类似于气孔；夹渣为树枝形状时，不同方向探测有不同的反射波幅。夹渣形成原因主要是过快焊接且电流不足所致，夹渣难以及时飞出去。此外，也有可能是焊接金属成分不纯所致，材料内有硫物质。

夹渣这类缺陷的防范措施：放慢焊接速度，控制电流，将杂质及时在焊接操作前处理干净。

此外，想要最大限度降低钢结构焊接质量的检测效率和结果精准性，就要重视人才培育，检测机构加强无损探伤检测专业人员的招聘、再教育、管理等工作，全面保证其业务素养与职业道德，令检测人员在工作中更加有责任心，充分运用专业理论知识与检测技能及时发现钢结构焊接缺陷，第一时间反应缺陷情况，给缺陷提出可行的弥补建议或措施，发挥出人才在超声波无损探伤检测技术方面具有的研究、应用与推广优势。

结束语：

总而言之，推进钢结构焊接质量的超声波无损探伤检测技术势在必行，及时顺应社会发展的必然选择，也是提升检测效率和结果精准性的有效途径，能够很好弥补传统焊接质量检测工艺及方法不足之处，代替射线检测工艺，给项目进度创造便利条件。

参考文献：

[1] 张国伟. 组合无损检测技术在焊接钢管探伤中的应用分析[J]. 魅力中国,2016，36(30):229.

[2] 张广奇. 钢结构焊接验收中无损检测的应用及缺陷预防[J]. 建筑工程技术与设计,2020，15(22):3839.

[3] 邹帅,贺守海. 无损探伤技术在钢结构产品检测工艺中的应用[J]. 百科论坛电子杂志,2019，42(22):487.