超声波探伤技术在钢结构无损检测中的应用

超声波探伤技术在钢结构无损检测中的应用

陈建胜

云南能阳水利水电勘察设计有限公司，云南 曲靖 655000

摘要：超声波探伤是一种无损检测技术，检测结果精准、对钢结构影响较小，因此被广泛应用于钢结构质量检测中。而现阶段，在进行检测时超声波探伤技术依旧存在着一定程度的局限性，这也就意味着并不是全部的检测项目都必须借助该项技术方可达成。造成局限出现的原因为其本身属性限制，还有就是可能来自被检测对象的客观条件制约。基于此，本文笔者就超声波探伤技术在钢结构无损检测中的应用进行简要探讨。

关键词：超声波探伤技术；钢结构；无损检测；应用；

1 超声波探伤技术的优势及应用特点

1.1 超声波探伤技术的优势

超声波探伤技术之所以获得较为广泛的应用，其主要的原因是该项技术本身便有着较为突出的优势，主要表现为以下几点：（1）以非破坏性技术这方面的具体情况来看，即为把设备检测过程当成界定，能够尽可能的实现运行的安全，并且可以确保检测的准确性。而在这个过程里并不会对设备的性能造成伤害。（2）该项检测具备较好的全面性。由于整个检测过程不会对设施造成运行方面的负面作用，因此能够把具体的需求当成着力点，由此展开全方位的检测，这样便可以促使整个检测结果呈现出更好的精准性，并且在参考价值方面能够得到较大的强化。还能够促使整体的检测率得以极好的提升。（3）为全程性。在传统检测经过里，通常会应用到破坏性检测，这是整体环境所限制造成的结果，而在检测的具体对象方面，通常都会将原料当成主要出发点。以正在运行的设施而言，假若在以后依旧进行使用的话，那么在展开相应的检测经过里，往往不会借助破坏性检测进行。通过和超声波探伤技术对比能够发现，这种检测技术并不会对设备的性能造成任何的负面作用，因此借助该项检测技术展开相应的检测作业时，其会表现出较好的适用性，并且能够较好的贯穿整个过程，最终实现特种设施的正常运行。

1.2 超声波探伤技术的应用特点

以超声波探伤技术而言，其亦获得了最为广泛的应用，本身便存在着非常多的优势，比方说该种技术的设备往往都呈现出体积小且整体重量轻的特点，在应用过程中会呈现出容易携带以及操作简便的特性，并且在具体使用经过里不会给人体造成伤害，而鉴于上述优势，该技术受到了从业人员的关注。而以该技术的具体应用情况出发的话，由于其存在着极强的适用性，并且在应用范围上也相对宽泛，能够在检测焊缝方面进行有效的使用，并且可以应用在压力容器等方面。以该项技术所呈现出的物理性质而言，在进行检测时，不管是在厚度检测方面，还是在硬度检测方面，亦或在液位流量检测方面其都可以达成全方位的有效检测。然而必须予以关注的是，在一些特殊的工件方面，该项技术并不能够进行应用，这些工件通常会表现出表层粗糙，并在形状上呈现出不规则的特点，可见，在以后特种设备广泛应用的大环境下，该项技术的重视程度也会随之增加，所以在技术员方面必须强化对该技术的优化以及提升，从而促使其更好地发挥本身的优势，以帮助特种设备能够处于正常运转的状态。

2 超声波探伤技术的应用方式

2.1 工程概况

某水利项目具有灌溉、内涝排洪等综合性作用。由于该排涝站建设时间久远，部分位置出现严重渗漏、拦污栅变形移位等问题，存在较大的安全隐患，同时，该排涝站建设期间闸体、闸基础等施工技术较为落后，导致排涝站无法全面满足该区域防洪排涝需求。为此，决定对该排涝站进行拆除重建。排涝站的出口闸室钢闸门安装采用预装拼接工艺，在拼装定位、尺寸检查合格后对钢闸门进行焊接加固，施焊原则为: 由中间到四周对称退步，焊缝为 T 型。除此之外，该工程要求钢闸门焊接后首先需要对其外观进行检查，外观合格后严格按照 NB /T35045 － 2014 规范要求对钢闸门焊缝进行超声波无损探伤检测。

2.2 钢闸门焊缝超声波探伤

根据 NB /T35045 － 2014 规范要求，结合上述 T型焊缝常见的质量缺陷，该工程钢闸门无损检测中采用如图 1 所示的超声波探伤技术。

图 1 钢闸门焊缝超声波探伤方式示意图

1. 如图 1 所示，在两处探头 2 位置采用直探头在翼缘板外侧进行检测，主要用于检测腹板与翼缘板间焊缝是否存在焊接熔和不良的缺陷; 翼缘板侧焊缝是否存在焊接裂纹缺陷。在对该两处位置进行超声波探伤时，可选用 2.5MHz 的探头频率、2.5P10的直探头。同时，要按照翼缘板的厚度确定探头晶片的尺寸，在保证有效穿透的基础上尽量选择小尺寸晶片，以减小近场区长度。除此之外，在超声波探伤过程中需要明确区分底波和缺陷波，以保证无损检测结果的精准性、可靠性。2) 在探头 1 位置采用斜探头对腹板进行 1、2 次波检测，主要用于检测腹板与翼缘板之间的焊缝是否存在焊接熔和不良( 未焊透、未熔合) 等质量缺陷。3) 在探头 3 位置采用斜探头进行探伤，对于翼缘板的外侧采用 1 次波检测，对于翼缘板的内侧则采用 2 次波检测。相对而言，对翼缘板外侧进行 1次波探伤的精确度优于内侧探伤，并且能够发现翼缘板与腹板焊缝的横向、纵向等质量缺陷。但是应用该超声波探伤方法时，首先需要标注出腹板的中心线以及焊缝的位置。上述 3 种超声波探伤方法一般不单独使用，在该工程钢闸门焊缝质量检测中将第 2 种及第 3 种探伤方式联用，实践结果表明联合超声波探伤技术下焊缝质量缺陷检出率较高。

2.3 超声波探伤结果评定

超声波探伤结果的评定需要依据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级标准》( GB/T 11345 －2013) 对焊缝质量进行分级。通过梳理相关文献发现，当前对于水利工程钢闸门焊缝质量的要求并非为全熔透，而是通过设计焊角高度使焊缝中心位置全熔透，以保证钢闸门能够满足实际应用需求。为此，该工程对钢闸门焊缝质量进行检测后，监理单位表示其基本满足设计要求，其质量可按照合格处理。

3 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，为避免人为因素影响检测结果，应选择专业技能基础扎实、接受过系统性培训、对材料、焊接工艺及接缝槽类型等有一定了解的检测人员。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。

结束语

综上所述，超声波探伤技术在钢结构无损检测中具有广泛的应用前景，其具有精度高、操作简单、对钢结构影响较小的优势。文章以西沥水贝排涝站改造工程为例，简要介绍了该工程中钢闸门焊缝质量的超声波探伤方法以及应用注意事项，并分析了影响超声波探伤检测结果精准性的人为因素与非人为因素，具有一定的参考意义。

参考文献：

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[3] 张立科,张国强.超声波探伤技术在承压类特种设备检验中的应用 [J].科技创新导报,2019,16(27):194-195.