钢结构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、射线检测、磁粉检测、渗透检测和涡流检测等五种检测方法, 其中应用*广操作*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。

 

焊缝中常见缺陷的类型及其在超声探伤中的识别

 

1、气孔

 

当焊接过程中焊接熔池还处在高温阶段时, 这时如果吸收了气体或者相应冶金过程产生了一定量的气体, 这些气体如果不能在冷却凝固前及时溢出那么后期就会在焊缝金属内形成气孔或空穴。当采用超声波检测气孔时, 单个气孔形成的波形会较为稳定, 并且回波高度低, 气孔一旦十分密集, 探头定向移动就会立刻产生波形此起彼伏的现象, 从而达到探伤的目的。

 

2、夹渣

 

焊接后如果焊缝内有金属熔渣或者非金属夹杂物, 那么就会在焊缝形成夹渣, 通常它都是不规则分布, 有点状也有条状。点状夹渣对于焊缝的整体强度没有太大影响, 用超声波探测时波幅也不高。条状夹渣影响则会更大,探测时的回波信号通常会呈锯齿状, 探头一旦进行平移, 波幅会立刻有变化。

 

3、未焊透

 

如果焊接接头部分金属没有完全熔透, 就会出现未焊透现象。未焊透通常多发于焊缝中心线上, 并且长度较长, 当探头在焊缝中心线上平移时, 未焊透部分反射回的波形会较为稳定,在焊缝两侧进行同样的检测, 反射波幅变化也不会太大。

 

4、未融合

 

当使用的填充金属与母材间未能完全熔合, 或者填充金属层之间的熔合不透彻, 这都是常见的未融合现象。当探头在未熔合区域平移时波形通常较为稳定, 如果移到两侧, 反射波幅则会有较大变化, 有时甚至只能从一侧探到。

 

5、裂纹

 

如果在焊缝或母材的热影响区域内, 在焊接过程中或者焊后出现局部破裂的缝隙, 这通常可以称为裂纹。裂纹回波的波幅宽, 并且回波高度大, 当探头在其上经过时会连续出现反射波并且伴随着波幅的变化, 随着探头转动波峰还会出现上下错动的现象。

 

6、结论

 

超声波探伤在建筑钢结构检测中确实有非常有效的帮助,凭借其自身*具的相关特性能够很准确的实现对于钢结构焊缝的检测。针对不同类型的问题, 探头平移时都会收到不同特征与性质的回波, 采用超声波无损探伤对焊缝进行质量检测能够更好的确保钢结构的工程质量与工程强度

 

钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。结构整体的稳定，在结构的纵向，主要依靠结构的支撑系统来保证，如钢柱的柱间支撑，钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。支撑系统能否可靠地传递结构纵向的水平荷载（风荷载、地震荷载、厂房吊车荷载等）。横向，依靠结构自身（框架或排架）的刚度来保证，主要要考虑结构自身能可靠地传递结构横向的水平荷载。而构件本身的稳定主要由构件组成部分的自身刚度来保证，要保证构件本身及其组成部份（杆件或板件）在荷载作用下不发生屈曲而丧失稳定（这种情况主要发生在受压或压弯构件上）。

 

因此，构件本身的稳定因素主要是构件的计算长度和截面特性，包括平面内和平面外的两个方向，当然，还应该包括材料的强度和应力的大小。它主要是找出外荷载与结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态,即变形开始急剧增长的状态,从而设法避免进入该状态。因此,它是一个变形问题。如轴压柱,由于失稳,侧向挠度使柱中弯矩大量增加,因而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度。显然,轴压强度不是柱子破坏的主要原因。

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既有建筑指建成并投入使用的建筑，这些建筑一般经竣工验收合格。既有建筑结构*性的检测与评估，一般需要通过现场复核结构布置和荷载情况，材料性能检测，裂缝损伤检测，沉降变形测量，经结构验算和分析，对结构的*性进行评估，并提出必要的加固处理建议。当出现下列情况时，需要对既有建筑结构的*性进行检测与评估，且各种情况下的结构*性检测评估有所侧重：

1）房屋因勘察、设计、施工、使用等原因，出现裂缝损伤或倾斜变形时。这类项目除评估结构*性、提出处理建议外，一般需要进行损伤原因分析，分析勘察、设计、施工、使用等哪个环节造成现有损伤，为责任认定提供依据。住宅质量整治及仲裁鉴定多属该类项目。

2）房屋因材料、环境等原因，在设计使用年限内出现影响*或使用的劣化、老化迹象时。对混凝土结构，材料因素可能有混凝土骨料中含有MgO等活性成分、水泥中碱含量过高、水泥安定性不良、拌和水中含过量Cl-等，环境因素可能有化学物质、冻融循环、过量Cl-等，这些因素可能引起混凝土爆裂、钢筋锈蚀、化学侵蚀、碱骨料反应、冻融破坏等劣化、老化迹象，钢结构的主要老化迹象是钢材锈蚀，砌体结构的主要老化迹象是砖墙风化，木结构的主要老化迹象是虫蚀、腐朽。这类结构*性检测评估，一般需要进行材料和环境分析，查找造成劣化或老化的主要原因，预测继续劣化或老化的程度，并提出有效的处理措施建议。

3）房屋因相邻工程影响，出现裂缝损伤或倾斜变形时。这类结构*性检测评估，重点是区分受检房屋的裂缝损伤或倾斜变形系房屋本身原因引起还是邻近基坑工程施工影响引起，评估结构*性并提出合理的处理措施建议。由于该类项目多在损伤或变形发生后委托进行，当事双方可能已经发生矛盾，故也有较多的法院委托仲裁鉴定项目。

4）房屋使用功能或局部结构改变，对结构*性有影响时。房屋使用过程中，可能发生使用功能改变，如厂房改办公楼、办公楼该商场等，也可能需要进行局部开设门洞、局部楼板开洞、局部抽梁拔柱等局部结构改变，这些因素对结构*性均有影响，需要进行*性检测评估，按照新的使用功能和结构布置验算结构构件并评估结构*性。当功能和结构改变较大时，尚需进行抗震性能评估。