钢结构超声波检测

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【摘 要】钢结构是现代工程中应用较为广泛的结构,一定程度上保证了项目工程相关功能的充分发挥.钢结构实际施工对专业技术水平的要求较高,因此,为保证钢结构施工质量,通常使用超声波进行检测.本文以华南国际金融中心A区钢管砼柱钢结构工程为例,对钢结构的超声波检测进行探讨,以供同行参考.

【关 键 词】钢结构；超声波；检测

超声波是频率超过20000赫兹的声波,具有穿透性强、方向性好等优点,因此在遥控、测距、测厚以及探伤等工作中应用率较高,尤其应用在钢结构施工中,能较为准确的检测出钢结构焊接存在的缺陷,有效的保证了钢结构施工质量,因此,加强钢结构超声波检测方面的研究具有重要的现实意义.

一、工程概况

由广东电白二建工程有限公司承建施工的华南国际金融中心A区钢管砼柱钢结构工程,A1区、A2区塔楼分别有24条钢管柱,共计48条钢管柱,自地下二层～地上十四层,总高度自-9.7米～64.8米；负二层～二层连廊位置有8条钢管砼柱,自-9.7米～11米,总度为20.7米；钢管柱直径为φ1200,壁厚为24-25mm.结构总重量约3240吨,其中钢管柱重量约为2840吨,各种配件重量约为400吨.

二、设计图纸对检测的要求

1、材料要求：钢管柱采用Q345B钢材,内衬管采用Q235B钢材；焊条：采用E50型焊条.

2.钢管采用螺旋缝焊接管,钢板材质为Q345B.

3、钢管焊缝应采用全熔透自动焊,沿竖向焊缝应满足一级焊缝的质量要求,水平向（与钢管垂直）焊缝应满足二级焊缝的质量要求,角焊缝应满足焊缝的质量要求.

钢板焊接构件除标明外,采用Q345B钢.

4、螺栓：除标明外,安装螺栓采用5.6级普通螺栓,连接螺栓采用10.9级摩擦型高强螺栓.高强螺栓连接钢材的摩擦面应进行抛丸处理,抗滑移系数≥0.50.连接板的材料与母材相同,高强螺栓应采用钻模成孔,不得于现场扩孔.

5.焊接：

A、焊缝质量等级除钢管焊缝或另外注明者外,对接焊缝为二级,贴角焊缝为.

B、焊缝检验要求：

⑴、所有焊缝均应进行外观检查.

⑵、对工厂焊接的角焊缝进行磁粉探伤,抽检率为10%.

⑶、对现场焊接的角焊缝进行磁粉探伤,抽检率为20%.

⑷、对所有的对接焊缝和现场的其它熔透焊缝进行超声波探伤,抽检率为100%.

⑸、对其它一般熔透焊缝进行超声波探伤,抽检率为每条焊缝20%,并且不少于200mm.

⑹、焊缝经检测不合格者可以返修,除Q235钢材外,其它钢材同一部位返修次数不应超过2次.

6、管内混凝土的浇灌质量用敲击钢管的方法进行初步检查并作出记录.按规范数量选定柱作超声波检测,具体柱位与质检、监理、甲方诸方协商指定.

三、钢结构焊缝超声波探伤检测

1、本工程焊缝采用超声波检测,第三方检测比例为一级焊缝100%,二级焊缝20%.对工厂制作焊缝按每条焊缝计算百分比,且探伤长度不小于200mm.当焊缝长度不足200mm时对整条焊缝进行探伤.第三方检测包含了监督抽检,监督抽检比例为一级焊缝10%,二级焊缝2%.

2、焊缝检测不合格应在超标缺陷位置处作出记录并书面通知检测委托单位,提供焊缝返修通知书.

3、发现超标缺陷,按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）和《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的规定扩大检测范围（抽检的焊缝数不合格率为2%-5%时应加倍抽检,抽检的焊缝数不合格率大于5%及加倍抽检后的总焊缝数不合格率大于3%时应对该批焊缝做全数检测.焊缝返修二次不合格,该构件不允许返修应作为废品处理）.

四、钢结构涂层厚度检测

采用涂层测厚仪对钢结构的防腐涂层厚度、防火涂层厚度分别进行检测,检测比例为同类构件数的10%,且不少于3件.构件数量的计算：可以按涂装面积1m2做为一个构件,即按10m2检测1个构件.

五、钢结构检测方法及检测量如下

序号检测部位或类别检测方法检测比例及数量

1钢板原材料力学工艺性能试验60吨/批

2钢板焊接件力学工艺性能试验3组/规格

3钢管螺旋焊缝超声波探伤检测比例为100%

4工厂焊接的角焊缝磁粉探伤抽检率为10%；

若抽检不合格,进行扩测,增加10%

5现场焊接的角焊缝进行磁粉探伤抽检率为20%；

若抽检不合格,进行扩测,增加20%

6所有的对接焊缝和现场的其它熔透焊缝超声波探伤检测比例为100%

7其它一般熔透焊缝超声波探伤抽检率为20%,并且不少于200mm；若抽检不合格,进行扩测,增加20%

8管内混凝土的浇灌质量检测

（共784支）超声波抽检率10%,79支

钢结构超声波检测注意事项

首先,选择合适的探头晶片.探头晶片尺寸会给钢结构焊缝缺陷探测产生较大影响,当探头晶片具有较大尺寸时,探头入射反射体具有较大能量,指向较相对较小,能量比较集中,因此,发现远距离缺陷比较容易.但一般情况下探头晶片比较大时具有较大的前沿,一次波所能扫查的区域比较小.当具有相同探测频率时探头晶片较小时能够轻易的发现薄板焊缝.因此,利用超声波检测钢结构时应选择合适大小的探头晶片.其次,准确判断缺陷信号.利用超声波检测钢结构时,示波屏会显示一些非缺陷的信号,一般有反沟槽反射、咬边反射以及焊角反射引起.其中咬边反射属于表面缺陷,可通过对其表面的认真检查加以判断.而沟槽反射和焊角反射可根据相关参数计算垂直与水平距离,当对沟槽和焊角轻轻敲击时会发现反射波会上下调动.最后,准确判断缺陷性质.利用超声波检测钢结构时,对发现的缺陷性质加以准确判断,可为准确采取针对性解决措施提供有力的参考.在实际检测过程中钢结构缺陷包括未融合、未焊透、夹渣、存在气孔等现象.其中气孔多出现在熄弧、引弧位置,此类缺陷只要轻微的移动探头,示波屏中的波形会消失,而且缺陷当量比较小.夹渣缺陷的波幅比较低,不过更换不同方向进行探测时,当量均不相同.未焊透的部分一般出现在焊缝根部、焊缝两侧以及焊缝中部,一般具有一定的长度,而且具有较高的反射波幅.当从焊缝两侧进行检测时获得的当量相当.

综上所述,利用超声波检测钢结构时,为及时准确的判断出钢结构缺陷的性质及出现的位置,除严格按照规范标准进行检测外,还应注重检测过程中的一些细节,最终对出现的缺陷进行针对性处理,保证钢结构施工质量,使工程项目更好的满足设计目标要求,为其社会与经济效益的充分发挥奠定坚实的基础.