超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

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超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

篇1:超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

摘 要 钢结构凭借其优质的性能在现代建筑中得到了越来越广泛的应用,钢结构使用时的一个技术重点与技术难题便是焊接过程,而焊缝出现缺陷也是常有的状况,如何能够实现建筑钢结构检测时准确找出问题所在,超声波是一个绝佳的选择。本文将对超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用展开探讨。 关键词 超声波;建筑;钢结构;探伤 中图分类号TU39 文献标识码A 文章编号 1674-6708100-0153-02 1建筑钢结构焊缝类型及焊缝内部缺陷 随着当代建筑技术的日新月异,钢结构在建筑中使用的越来越频繁。高强度钢一般是指屈服强度大于1380MPa的高强度结构钢。20世纪40年代中期,美国用AISI4340结构钢通过降低回火温度,使钢的抗拉强度达到1600MPa~1900MPa。50年代以后,相继研制成功多种低合金和中合金超高强度钢,如300M、D6AC和H一11钢等。60年代研制成功马氏体时效钢,逐步形成18Ni马氏体时效钢系列,70年代中期,美国研制成功高纯度HP310钢,抗拉强度达到2200MPa。法国研制的35NCDl6钢,抗拉强度大于1850MPa,而断裂韧度和抗应力腐蚀性能都有明显的改进。80年代初,美国研制成功AFl410二次硬化型超高强度钢,在抗拉强度为1860MPa时,钢的断裂韧度达到160MPa・以上,AFl410钢是目前航空和航天工业部门正在推广应用的一种新材料(本段数据较为详实)。 钢结构的性能在不断更新,这些质量越来越优质的钢材也让建筑行业有了飞速发展,然而,作为主要的钢结构连接方式,焊接不仅是一个重要环节,也是容易出差错的地方。焊接过程经常会出现大大小小的缺陷,由于受到焊接工艺以及周围环境的影响,钢结构焊缝不可能没有一点问题,常见的内部缺陷有夹渣、气孔、未融合、未焊透等,通常如果只是单个气孔或者是点状夹渣不会对焊缝整体强度构成太大影响,一旦形成群状气孔或者产生不规则状的夹渣或者未焊透以及未融合现象,问题就会严重很多,甚至会直接降低焊缝的整体强度。 2 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(UT)、射线检测(RT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)和涡流检测(ET)等五种检测方法,其中应用最广操作最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。超声波探伤中一般建议使用2-5MHz探头,而2-2.5MHz相对是最为适宜的,而探头角度的选择也有讲解,根据钢材的特性,通常建议使用K2.0(β600)或K2.5(β700)。在采用超声波探伤时,针对不同板材厚度采用的检验等级与检验方式也不一样。A级检验针对母材厚度〉50mm时,检验方式为单面单侧进行;B级检验针对母材厚度〉100mm时,采取单面双侧进行检验;当焊缝母材厚度≥100mm,窄间隙焊缝母材厚度≥40mm时,通常需要采用C级检验,会采用双面双侧的方式进行检验(已添加数据)。 3 焊缝中常见缺陷的类型及其在超声探伤中的识别 3.1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。 3.2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。 3.3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。 3.4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。 3.5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。 4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,凭借其自身独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。 参考文献 [1]卢琴玉.超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用[J].福建建材,(4). [2]周路云.钢质无缝气瓶超声波自动化检测系统研究[J].无损探伤,2011(4). [3]鲍宗川.建筑钢结构常见焊缝质量检验的思考[A].西南地区第十届NDT学术交流会论文集[C],.

篇2:超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用

摘要:通过超声波无损检测技术在检测桥梁和混凝土结构内部缺陷中的应用实例,指出此方法适用于桥梁施工和桥梁维修中的桥梁混凝土结构内部质量监测,并介绍使用中应注意的问题.

关键词:桥梁混凝土;建筑结构;超声波无损检测

超声波检测是超声波无损检测技术的一种,适用于工程施中过程质量的监测及工程竣工验收和结构物使用期间质量的鉴定,常用穿透法,即一例发射超声脉冲波另一侧接收通过被测物后的超声波。准确测定声速、首波幅度和波形,通过综合分析其大小及变化,可以推断混凝土的性能、内部结构及其组成情况,为解决工程问题提供可靠的依据。

1 钢叠台梁箱梁内混凝土缝隙检测实例

某叠合梁桥跨度50十70十60m,采用双顶板钢箱梁结构。施工中双顶板间填充混凝土不够密实,影响结构质量。用超声波检测技术探明内填混凝土与钢箱梁之间的缝隙及其位置、确定化学补灌措施(布孔位置、浆材类型、灌浆压力等)、检测补浆效果。

1.1 测试方法

根据实际情况,在该桥的跨中、支点截面等受力重要截面及分段浇筑的接缝截面共布置16个测区,对于立面测点布置,采用了加密测点、立面扫描的方法,将可能产生缝隙的内填混凝土上部四角及中部作为重点,确保超声波能够扫描到这些区域。在钢箱梁两端已封闭、测试仪器及人员无法进入的情况下,采用精度比较高的“穿透法”,在钢箱梁外侧的混凝土翼板下缘发射超声波,在混凝土桥面板上接收。每个测区由6个超声波测点构成,如图1。

当钢箱梁与混凝土之间无空隙且厚度一定时,其传播路径是最短直线,即发射→直线穿过翼板混凝土→穿过钢腹板→直线穿过内填混凝土→穿过钢顶板→直线穿过混凝土桥面板→接收,见图1。当钢箱梁与内填混凝土之间存在空隙时,超声波不能直接穿过缝隙而必须绕过缝隙传播,其可能的传播路径有两种,一是发射→直线穿过翼板混凝土→顺着钢腹板→顺着钢顶板→直线穿过混凝土桥面板→接收;二是发射→直线穿过翼板混凝土→穿过钢腹板→折线穿过内填混凝土→穿过钢顶板→直线穿过混凝土桥面板→接收。空隙的存在使超声波传播距离增大、波幅衰减幅度增大、波的相位发生变化。

比较超声波通过给定距离的时间、相位及衰减幅度的计算值和实测值,可推断出缝隙的大小、所处位置及缝隙对于工程的严重程度。

1.2 测试结果及综合评价

超声波通过无缝隙结构的波形及有缝隙畸变波形如图2所示,灌浆前后两次超声检测部分结果见表1,

灌浆前缝隙检测表明:叠合梁支点截面较跨中截面缝隙数量多且程度严重,同一截面上,最容易产生缝隙或空洞的位置为钢箱梁内腹板与顶板交汇处;灌浆重点区域及横桥面灌浆孔的最佳开孔位置,在顺桥向缝隙的连通性尚可;灌浆孔开孔间距以10m左右为宜,化学浆材宜以稠浆(早强但渗透性稍差)为主、稀浆(强度增长较慢但渗透性很好)为辅。补灌后的灌浆效果检验表明:所抽检的8个测区除N7测区外,灌浆后各测点声时均有不同程度的减小,波形基本无畸变,波幅衰减幅度亦减小,说明内填混凝土与钢箱梁的缝隙已基本不存在,内填混凝土已经密实。

2 钢管混凝土缝隙检测实例

某钢管混凝土系杆拱桥跨径112m,拱肋为哑铃形。经过多年运营,经锤击检查发现部分截面钢管与混凝土已经脱开,导致拱肋实际受力状况与设计不符,但脱开程度、缝隙大小难以确定。为探明缝隙严重程度,指导灌浆并检验灌浆效果,采用超声波法对该桥钢管混凝土拱肋缝隙进行检测。

2.1 测试方法

考虑现场实际情况,在两片拱肋的拱脚、拱顶、L/4、L/8等处共布置18个测区,每个测区的测点分别布置在上下钢管的顶面、底面及两侧面,一侧发射、一侧接收,如图3。

为确保灌浆后能够立即对不够密实的区域进行二次灌浆,灌浆后抽样检验的抽样率为100%,即在灌浆前的所有测区、测试截面上重新进行对比测试。在现场选取同期浇筑的同标号混凝土构件布设12个测点,测得混凝土平均声速Vc=4200 m/s;在现场沿拱肋脊部布设12个声速测点,测得钢材平均声速V#=5350m/s。V#/Vc=1.274<л/2,说明绕射波不会先于透射波到达,因此可以采用首波法进行缺陷判断。

2.2 测试结果及综台评价

检测结果见表2。检测表明,灌浆前钢管混凝土拱肋大部分截面钢管与混凝土基本脱开,近拱脚处相对轻微,一般截面缝隙宽度在0.5-3、0mm之间;近拱顶截面处缝隙较为严重,部分截面缝隙宽度超过30mm;最容易产生缝隙的位置为钢管顶部的1/6-1/3弧长范围,缝隙严重且连通性差,因此宜采用渗透性能较好的化学浆材进行灌浆。

3 结语

对于钢一混凝土组合结构,采用超声波测试法,通过对声时、波幅、波形等参量的综合评价,检测混凝土结构内部缺陷,具有较好的准确性。依据超声波检测结果给出的灌浆建议与实际情况符合良好,灌浆后缺陷基本不存在,达到了预期的目标。

参考文献:

1、国家建筑工程质量监督检验中心.《混凝土无损检阅技术》[M].北京:中国建材工业出版社,

篇3:钢结构在建筑施工中的应用论文

钢结构在建筑施工中的应用论文

1现代建筑结构中钢结构的应用

在建筑领域,钢结构以其特有的性能,应用领域有所不同。在高层、超高层、轻型钢结构、跨度大的空间结构等应用较广。钢结构具有施工速度迅速、节能环保、造型独特美观、优异的抗震性能受到建筑界的重视和应用。当前,我国钢结构在建筑领域使用量占到钢材总量的6%。建筑钢结构主要有普通钢结构(大截面、厚板结构)、空间结构(网架、网壳、棚架等)、组合结构(组合楼板、钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱)等。

2钢结构发展的因素

1)钢材优良性能。延展性能好,塑性较好、抗震性能佳;易于实现大空间分隔要求,提高使用面积;构件易于标准化、产业化、施工工业化;易于施工,施工工期短;自身质量轻,可降低地基载荷,减少基础工程投入;钢结构可回收再利用,实现可持续发展要求。

2)市场需求。随着经济发展,国外的钢结构新技术、新产品不断被引进。钢结构逐渐被人们所认可,采用轻钢结构造价低于钢筋混凝土结构。

3钢结构存在的问题及应对措施

3.1钢结构设计力量需提高

我国大多设计院缺乏专业化钢结构设计人才,大部分结构设计工程师对钢结构的熟悉程度不足,对钢结构设计方案缺少经验。设计出的钢结构施工方案不能完全体现钢结构的优越性能。应对措施:行业协会、设计院、科研机构、高等院校应加强钢结构技术人才的培训和教育工作。对现有的结构设计人员进行必要的技能培训,提高整体素质,逐步在设计院配备一定数量的钢结构专业技术设计人员;对在校结构专业的.学生强化钢结构的专业性知识、提高设计技能、进行必要的学习设计,造就一批高技能钢结构设计人才。

3.2钢材品种规格质量有待提高

钢结构使用钢材品种较少,常用品种(Q235)和国外常用品种相比较,设计参数存在一定的差距,接轨性较差;经济断面钢材(H型钢、管材等)规格不全,配套性弱;特效钢材(耐大气腐蚀钢、耐火钢等)应用尚不广泛。应对措施:相关技术人员对钢材的种类和规格进行开发,提高钢产品的质量,引进或学习国外先进技术,缩小差距,促进和推动我国钢结构的健康快速发展。

3.3钢结构制作水平不高

1)资质弱、技术能力不够。从事钢结构构件的制作队伍,技术力量较弱,能承接大型、负责钢结构的单位不多;设备落后,技术水平不高,套用资质的不规范队伍较多,致使钢结构制作过程中存在安全隐患,套用资质队伍往往采取低价竞争等手段,获取工程,扰乱钢结构市场的正常秩序,影响钢结构的健康发展。应对措施:对钢结构的资质进行不定期的稽查,取缔资质弱、制作不规范、不达标准的单位资质。对钢结构单位的焊接人员、制作人员、技术人员进行定期的培训、考核,成绩合格者持证上岗。

2)制作过程不规范。切割、下料过程中,翼缘板尺寸不一,造成安装尺寸有错位现象;切割边缘切痕过深,钢材大的形变,锯齿印痕过大,切割表面粗糙度超标、板材拼接垂直度不够、错边等缺陷;组装过程,腹板偏离中心,对接焊缝未矫平,焊接后板材凹凸不平;焊接作业中,焊接质量差,未熔合、咬边、有气孔、含夹渣等;钻孔方面,审图不过关,开错孔、开多孔等,影响构建的强度和美观性;防腐方面,除锈不达标、漆膜厚度不均、漆面流挂等;构建加工完毕,未标明中心线,给后续安装造成不便。应对措施:严格构建制作工艺,把控制作工序。对于变形钢材要先进行校正,然后才可进入下一工序。提高焊接人员的技能水平,进行必要的培训工作;除锈尽可能采取抛丸或冲砂处理;防腐完成后标注构件的中心线、大质量构件还应标注起重重心点。

3.4钢结构安装存在问题

1)违反操作规程。安装无顺序,指挥不明确,容易造成错装、返工,甚至安全事故。应对措施:严格按照安装工艺施工,吊装作业设专人指挥,技术人员现场指导。

2)螺栓高度控制不一。锚固螺栓高低不齐,预埋位置不精确,存在偏移。安装螺栓螺纹外露不足,甚至螺母不能完全与丝扣吻合;螺栓预紧力不足,造成螺栓松动;拉杆螺栓预紧力差,拉杆直线度不够,造成受力不均。应对措施:预埋螺栓要定位准确。螺栓选用要适当,不得过短或过长,通常戴好螺母,外露2~3丝扣;螺栓紧固必须达到足够的预紧力,可采用扭矩扳手等工具。拉杆螺栓的选用要一直,紧固后拉杆要平直,以保证拉杆螺栓受力均匀。

3)对抗剪键槽作用不重视。抗剪键槽是钢柱等成形钢结构在吊装时的配合辅件。由于忽略其作用,在浇筑过程中往往以往留置抗剪键槽。在安装时,才发现这一缺陷,此时,施工者通常会将抗剪键槽去掉,然后将钢柱安装。造成柱脚锚栓稳定性不够,甚至受到破坏。应对措施:提高对抗剪键槽的认识,重视其作用,在浇筑过程中,严格预留位置。

4)安装精度不高。钢结构的安装是一个系列工程,需要多工种配合完成。由于钢结构的安装复杂性,使得许多细节被忽略。由于诸多细节未达标,使得安装精度下降,对钢结构的安全性造成隐患。应对措施:对安装施工过程进行严格把关,进行安装质量监控,发现问题、及时处理。施工中严格执行划线工作,划线要准确,基点设置要合理。

5)其他问题。图纸审阅不仔细,造成安装质量缺陷,使得后期采用不当的应急举措,造成钢结构安装缺陷;安装中焊接质量不高,比如刚性连接衬垫焊间隙过小,不易焊透;焊缝成形差,高低不平、宽窄不均、气孔和夹渣较多;衬垫版规格不达标,不符合要求,甚至用钢筋等材料替代。应对措施:技术人员审阅图纸必须仔细,掌握安装要领,便于指导安装;焊接作业者必须持证作业,把控焊接质量;安装中所需的小零部件不得随意找替代品,必须进行采购正品。

篇4:红外无损检测技术在飞机探伤中的应用

作 者:曹艳 吴晓曦 CAO Yan WU Xiaoxi  作者单位:曹艳,CAO Yan(长沙航空职业技术学院,湖南,长沙,410124;湖南大学机械与汽车工程学院,湖南,长沙,410082)

吴晓曦,WU Xiaoxi(长沙航空职业技术学院,湖南,长沙,410124)

刊 名:长沙航空职业技术学院学报 英文刊名:JOURNAL OF CHANGSHA AERONAUTICAL VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE 年,卷(期): 8(3) 分类号:V267+.4 关键词:红外无损检测   飞机探伤   应用  

篇5:探讨桥梁桩基检测中超声波法的应用

探讨桥梁桩基检测中超声波法的应用

本文是依据工程中实际对桥梁桩基检测,说明超声波检测的基本原理以及利用超声检测法用于桩身质量检测的具体实施步骤的,展望了超声波法检测桩基技术,促进该技术的`研究与应用.

作 者:雷振明 谢勇  作者单位:东莞市交通工程质量监督站 刊 名:广东科技 英文刊名:GUANGDONG SCIENCE & TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(2) 分类号:U4 关键词:超声波   检测   缺陷   未来趋势  

篇6:超声波在水处理中的应用研究进展

超声波在水处理中的应用研究进展

摘要:作为一种新型的.水处理技术,超声波在有机废水处理中的应用研究受到越来越多的人的关注.文章综合介绍了声解机理、降解效果、影响因素以及超声波技术在废水处理中的应用及研究进展.作 者:钟丽琼    Zhong Liqiong  作者单位:东莞市环境保护监测站,广东,东莞,523009 期 刊:广东化工   Journal:GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期):, 37(7) 分类号:X5 关键词:超声波    有机污染物    废水处理    降解   

篇7:超声波技术在废水处理中的应用

超声波技术在废水处理中的应用

摘要:超声技术作为一种新型的氧化方法,在废水处理中显示了良好应用前景.介绍了超声波废水处理的机理、特点及影响因素.综述了超声波技术在废水处理中的`应用及研究进展,并对超声降解技术存在的问题和今后的发展方向作了探讨.作 者:朱洪涛    ZHU Hong-tao  作者单位:华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定,071003 期 刊:工业安全与环保  PKU  Journal:INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION 年,卷(期):, 33(12) 分类号:X7 关键词:超声波    废水    处理   

篇8:电磁探伤检测仪在江苏油田套损检测中的应用分析

电磁探伤检测仪在江苏油田套损检测中的应用分析

套管由于受到外力、化学腐蚀等因素的作用而引起套管变形、损坏,直接影响油、水井的使用寿命,进而影响油、气产量和注水效果.随着油田套损井数逐年增多,套管损坏状况检查及预防已成为油田开发过程中的重点工作.文章阐述俄罗斯电磁探伤测井仪EMDS-TM-42E型伽玛一电磁探伤检测仪的工作原理、结构及功能特点,分析电磁探伤测井在江苏油田多口井中的现场应用情况,认为电磁撂伤测井作为一种可为油、水井井身结构做“体检”的.方法,对及时发现井身结构的变形,修复套损发挥了积极的作用.

作 者:关莉 Guan Li  作者单位:江苏油田地质测井处,江苏,扬州 刊 名:石油仪器 英文刊名:PETROLEUM INSTRUMENTS 年,卷(期):2009 23(4) 分类号:P631.8+11 关键词:电磁探伤   纵向探头   横向探头   套管损坏   套管变形   现场应用  

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