钢结构焊缝超声波探伤检测存在的问题与管控措施分析

钢结构焊缝超声波探伤检测 存在的问题与管控措施分析

张瑶

中铁上海工程局集团建筑工程有限公司 上海市 201900

摘要：随着钢结构建筑工艺的广泛应用，使用超声波检测技术控制施工质量相对增加。本文概述了超声波检测技术的原理、分类、应用特点，剖析了钢结构焊缝类型、缺陷类型，以及超声波检测中存在的问题。并以此为基础，提出了几点较有针对性的管控措施。

关键词：钢结构焊缝；超声波检测；问题；管控措施

超声波探伤检测也称超声波无损检测，基本原理是将超声波发射到不同介质后形成反射信息。主要分为发生中的缺陷检测、发生后的缺陷检测，后一种检测又分为表面缺陷、内部缺陷检测。应用特点集中在对焊缝位置、类型、数量、性质、大小等具体特征的确定方面。下面对其应用展开具体讨论。

1、钢结构焊缝及缺陷类型分析

钢结构连接方式中以焊接连接为主，通常情况下为了保障焊接质量，要求焊接工作人员控制好熔池温度与焊接电流、焊条、焊丝直径、焊接角度、电弧燃烧时间，并严格执行焊接工艺要求。钢结构焊缝缺陷包括表面缺陷类型与内部缺陷类型。不同缺陷形成的原因存在较大差异，例如，热裂纹主要由钢材与焊材中存在的硫、磷造成，而冷裂纹由焊接时的温度下降时的延迟所致。再如，钢材厚度较大、杂质较多时，硫含量偏大，此时焊接时受到垂直方向的作用力影响会造成层状撕裂缺陷。除此之外，焊材与焊接工艺参数选择不当或坡口母材料清洁不足时，容易引起毛孔、珠粒、孔隙度大等缺陷。其中，表面缺陷主要包括毛孔、焊接珠粒、表面燃烧等，内部缺陷主要表现为焊接裂缝、焊接孔隙度、焊接泄漏、焊渣夹杂物等。

2、钢结构焊缝超声波探伤检测存在的问题

2.1技术方案研发设计水平低

目前，在钢结构焊缝无损检测中，超声波探伤检测效果较好，应用相对地普遍。尤其从2018年开始实施“互联网+”改革后，钢结构焊接施工中进一步强化了对该技术的应用，通过数据采集、传输、存储、抽取、分析、利用等完整的数据化管理方式，扩增了该技术的应用效果。但是，在全球同行业竞争条件下，我国在该技术的应用中普遍存在技术方案研发设计水平较低的问题。从原因看，主要是在建筑工业化改革、产业化转型过程中，未能将产业链思维进行转化并将其运用到技术方案研发设计之中。由此导致了应用理念滞后、无损检测结果利用率偏低、多元化检测应用不足等现象。

2.2焊缝超声波检测过程控制不严格

超声波探伤检测技术在钢结构焊缝无损检测中的运用，受到焊接主体、技术方案、耦合材料、检测探头外界力、工作表面粗糙度、工件形状等综合因素的影响，所以在实际的检测过程中，容易出现过程控制不严格、技术指标设置不全面等情况。从当前的实践经验看，在焊接施工准备、焊接过程、焊缝检测等各个环节，部分施工单位既没有按照钢结构焊接施工质量控制要点，对焊接技术指标进行细化处理，也未能开展常态化的自检流程。所以，钢结构施工质量控制未能达到理想的效果。

2.3技术操作人员专业素质参差不齐

钢结构焊接属于专业化程度较高的工种，对于焊接施工人员、施工管理人员、超声波探伤检测人员的综合素质要求较高。虽然在当前阶段，施工单位普遍在培养新的无损检测人才，并且在日常无损检测过程中不断提升相应人员的技术操作专业度。可是，在建筑行业高质量发展阶段，随着焊接新材料、新工艺、新方法的出现，与超声波探伤检测技术的持续更新，仍然需要持续提升技术操作人员的专业素质。

3、钢结构焊缝超声波探伤检测问题的管控措施

3.1引入工业设计思想，提高技术方案研发水平

首先，建议引入工业设计思想，结合“大体系+小体系”的基本模式，将钢结构焊接工程中应用的产业链思维转用到焊缝超声波探伤检测中，透过扩大焊接产业链视角，分析钢结构焊缝超声波探伤检测技术。进而在焊接施工、焊缝检测关联研讨的基础上，实现对现有理念的更新。

其次，应该将检测内容分解为钢结构焊接施工要素、钢结构焊接技术指标，结合焊缝缺陷类型比较以往检测前、后的钢结构焊接要素-技术指标，从而利用数据分析逆向剖析技术方案中的不足，优化技术方案。尤其在不同的缺陷类型下可以通过专业分工的思路，通过深度、广度、精度等多个维度的研讨，设计针对性较强的多元化技术方案。

3.2细化检测技术指标，增强各环节的质量控制

建议在技术方案研发、检测前准备、检测结果利用各环节，制作出焊缝影响因子、检测技术指标，从而通过降低影响因素的阻碍作用增强各环节的质量控制效果。就实践经验看，应该先采用列举法，列出影响各环节的主观、客观因素，然后进行具体的技术指标细化处理。例如，在准备阶段，要严格对受检件的材料牌号、性能，制造方法和工艺特点，影响其使用性能的缺陷种类及形成原因、缺陷的最大可能取向及大小、受检部位受力状态及验收标准进行了解提高检测结果的可靠性。

再如，在钢结构焊接检测过程中，钢结构工件形状受到类型的影响，此时需要区分平直钢板、非平直钢板（如弯曲钢板、折叠钢板、管型钢板类型），前一种类型下通过选用常规探头即可满足检测需求。在后一种类型下，牵涉到点接触、线接触的情况，此时既要做好探头应用时的技术指标控制，也需要对探头在不同检测对象类型下承受的外界力大小做出分析，进而结合探头、试块等材料进行相关的超声波回传强度试验。进而根据试验结果精准确定检测技术指标，保障检测效果。实践经验表明，增强对工件表面粗糙度-耦合剂均匀性、工件形状-探头接触方式、工作温度-超声波转换介质、技术方案-要素与技术指标、人员素质-专业度与安全性等因素的关联性分析，有利于细化检测技术指标。

3.3借助人力资源管理，建设新型专业人才团队

首先，建议借助人力资源管理中的能力评价方法评估技术操作人员（包括焊接人员、施工管理人员、超声波探伤检测人员）的综合素质。根据评价结果制定知识结构优化培训方案、专业技能提升方案。结合设备类型、设备使用方式、设备数据采集与分析等进行素质拓展训练，需要细化到对检测材料构成要素的分析、检测影响因素的列举、技术指标的设置。其次，应该采用团队管理方法，按能力优化配置技术操作人员，建立具有协同合作能力的专业人才队伍。

结束语

总之，在钢结构使用频率增加的情况下，应用超声波探伤检测技术可以确定钢结构焊缝缺陷类型，起到监测、检验、提供数据依据的作用。通过以上初步分析可以看出，受到主、客观多重因素的影响，实践中仍然存在一些问题，建议通过引入工业设计思想、细化检测技术指标、借助人力资源管理等综合管控措施，化解此类问题，从而在提高检测效率与效果，为钢结构的推广应用提供技术支持。

参考文献

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