鋼結(jié)構(gòu)探傷是確保結(jié)構(gòu)完整性和安全性的重要環(huán)節(jié)。夾渣檢測技術(shù)作為其中的關(guān)鍵手段,，常面臨諸多挑戰(zhàn),。常見的問題包括夾渣的隱蔽性導(dǎo)致難以發(fā)現(xiàn),、夾渣與周圍材料的聲阻抗差異小使得定位困難、以及夾渣尺寸微小導(dǎo)致的高靈敏度要求等,。針對這些問題,，提出了一系列解決方案，如采用高頻超聲檢測以提升檢測靈敏度,、利用相控陣技術(shù)提高檢測效率,、以及通過自動化設(shè)備減少人為誤差。這些方法和技術(shù)的應(yīng)用有望顯著提高夾渣檢測的準(zhǔn)確性和效率,，從而保障鋼結(jié)構(gòu)的安全運行,。
一、焊縫相關(guān)問題
- 焊縫內(nèi)部缺陷
- 氣孔問題：在鋼結(jié)構(gòu)焊縫中,，氣孔是較為常見的內(nèi)部缺陷之一,。氣孔的形成可能是由于焊接過程中熔池中的氣體未能及時逸出。例如在焊條受潮的情況下,，藥皮中的水分在焊接電弧的高溫作用下分解產(chǎn)生氫氣,，這些氫氣可能會被困在熔池中形成氣孔。氣孔會降低焊縫的有效承載面積,，在承受荷載時可能成為應(yīng)力集中點,，影響鋼結(jié)構(gòu)的整體強度。根據(jù)相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn),，氣孔的大小,、數(shù)量和分布密度等因素都會影響焊縫質(zhì)量的評定結(jié)果。
- 夾渣現(xiàn)象：夾渣是指焊縫中存在外來固體雜質(zhì)，其來源可能是焊接時坡口清理不干凈,，殘留的鐵銹,、油污等雜質(zhì)混入熔池，或者是焊接材料中的熔渣未能上浮到熔池表面而留在焊縫內(nèi)部,。夾渣會破壞焊縫金屬的連續(xù)性,，降低焊縫的強度和韌性。在探傷檢測中,，通過超聲波探傷等方法可以檢測到夾渣所產(chǎn)生的異常反射波,，根據(jù)反射波的位置和幅度等信息來判斷夾渣的大小和位置。
- 未焊透情況：未焊透是指焊縫根部或?qū)娱g未能完全熔合,。這可能是由于焊接電流過小,、焊接速度過快、坡口角度不合適或者焊件間隙過小等原因造成的,。未焊透會嚴重削弱焊縫的連接強度,，在鋼結(jié)構(gòu)承受荷載時容易在未焊透部位產(chǎn)生裂紋并擴展，對結(jié)構(gòu)的安全性構(gòu)成威脅,。在探傷檢測時,，如射線照相檢驗法中，未焊透在膠片上會顯示出較為明顯的影像特征,，有助于檢測人員進行判斷,。
- 焊縫外觀表面缺陷
- 咬邊缺陷：咬邊是指焊縫邊緣母材上被電弧熔化形成的凹陷。通常是由于焊接參數(shù)不當(dāng),，如焊接電流過大,、電弧過長或者焊條角度不合適等原因?qū)е碌摹Ｒн厱p小母材的有效厚度,，在咬邊處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,，從而降低鋼結(jié)構(gòu)的疲勞強度和承載能力。外觀檢查時可以直接觀察到咬邊的存在,，在探傷檢測中也需要對咬邊的深度,、長度等進行測量和評估，以確定焊縫質(zhì)量等級,。
- 焊縫表面不平整：這可能是由于焊工操作技術(shù)不熟練,、焊接設(shè)備不穩(wěn)定或者焊接工藝不合理等因素造成的。焊縫表面不平整會影響焊縫與母材的過渡,，導(dǎo)致應(yīng)力集中,，并且可能影響后續(xù)的防腐涂裝等工序。通過外觀檢查和一些表面探傷方法（如磁粉探傷對表面不平整處進行進一步檢查,，以確定是否存在隱藏的裂紋等缺陷）,。
- 焊縫尺寸不符合要求：焊縫的尺寸包括焊縫的寬度,、高度等。如果焊縫寬度過窄,，可能無法提供足夠的連接強度,；如果焊縫高度過高，則可能會增加焊接應(yīng)力,，并且造成材料的浪費,。焊縫尺寸不符合要求可能是由于焊接工藝參數(shù)設(shè)置錯誤或者焊工沒有按照規(guī)定的焊接規(guī)范進行操作。在鋼結(jié)構(gòu)探傷檢測中,，需要對焊縫尺寸進行測量,，并與設(shè)計要求進行對比，判斷是否合格,。
二,、構(gòu)件本身問題
- 鋼材材質(zhì)不均勻：雖然鋼結(jié)構(gòu)工程中所用的構(gòu)件一般由鋼廠批量生產(chǎn)且有合格證明，但仍可能存在材質(zhì)不均勻的情況,。這可能是由于煉鋼過程中的雜質(zhì)分布不均勻,、軋制工藝的差異等原因造成的,。材質(zhì)不均勻會導(dǎo)致構(gòu)件在不同部位的力學(xué)性能存在差異,，在探傷檢測中可能表現(xiàn)為某些部位的聲學(xué)特性（如超聲波探傷中的聲速、衰減等）與正常部位不同,，從而影響探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性,。需要通過多種檢測手段（如金相分析、化學(xué)成分分析等）結(jié)合起來對鋼材材質(zhì)進行全面評估,。
- 構(gòu)件存在殘余應(yīng)力：鋼結(jié)構(gòu)在制造,、安裝過程中，由于焊接,、冷加工（如切割,、彎曲等）等工藝會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在會使構(gòu)件在沒有外荷載作用時內(nèi)部就存在應(yīng)力狀態(tài),，這可能會影響構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定性,，并在一定程度上降低構(gòu)件的承載能力。在探傷檢測時,，殘余應(yīng)力可能會與其他缺陷（如裂紋）相互作用,，加速裂紋的擴展?？梢圆捎脩?yīng)力測試方法（如盲孔法,、X射線衍射法等）對殘余應(yīng)力進行測量，并在分析探傷結(jié)果時考慮殘余應(yīng)力的影響,。
三,、探傷檢測過程中的問題
- 檢測標(biāo)準(zhǔn)的選用與執(zhí)行不一致：在鋼結(jié)構(gòu)探傷檢測中,，存在檢測標(biāo)準(zhǔn)選用不一致的情況。如我國建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測有新舊兩個系列標(biāo)準(zhǔn),，不同標(biāo)準(zhǔn)在焊縫質(zhì)量等級規(guī)定,、檢測方法等方面存在差異。一些檢測單位可能出于各種原因,，沒有正確選用標(biāo)準(zhǔn),，或者在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)過程中存在偏差。例如有的檢測單位將新系列標(biāo)準(zhǔn)中的焊縫質(zhì)量等級與舊系列標(biāo)準(zhǔn)簡單等同,，這會導(dǎo)致探傷結(jié)果的評定不準(zhǔn)確,。檢測單位應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的類型、設(shè)計要求等合理選用檢測標(biāo)準(zhǔn),，并嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行檢測和評定工作,。
- 檢測儀器與探頭的影響
- 檢測儀器誤差：檢測儀器的性能對探傷結(jié)果有重要影響。例如儀器的水平線性和垂直線性偏差會影響缺陷的定位和定量,。如果水平線性偏差過大,，會導(dǎo)致缺陷位置判斷不準(zhǔn)確；垂直線性偏差過大則會使缺陷大小的定量結(jié)果出現(xiàn)誤差,。因此,，檢測儀器應(yīng)由具備計量檢驗資質(zhì)的機構(gòu)檢驗合格后方可使用，并且要定期進行校準(zhǔn),，以確保儀器的準(zhǔn)確性,。
- 探頭選擇與使用不當(dāng)：探頭的參數(shù)如頻率、折射角,、晶片尺寸等需要根據(jù)被檢測工件的具體情況進行選擇,。如果探頭頻率選擇不當(dāng)，可能無法有效地檢測到缺陷,。例如在檢測厚度較大的鋼結(jié)構(gòu)工件時,，若選擇的探頭頻率過高，可能會導(dǎo)致超聲波衰減過快,，無法檢測到深處的缺陷,；折射角選擇不合適可能會使聲束無法覆蓋整個檢測區(qū)域；晶片尺寸選擇錯誤也會影響探傷效果,。此外,，探頭與工件的耦合情況也很關(guān)鍵，如果耦合不好（如接觸面和檢測面之間的間隙過大）,，會影響超聲波的傳播,，導(dǎo)致探傷結(jié)果不準(zhǔn)確。
- 檢測人員技術(shù)水平與經(jīng)驗不足：鋼結(jié)構(gòu)探傷檢測需要檢測人員具備一定的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗,。例如在焊縫缺欠顯示的評定過程中（如采用GB/T11345 - 2013和GB/T29712 - 2013標(biāo)準(zhǔn)）,，對于標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定參考靈敏度的技術(shù),、缺欠回波波幅基準(zhǔn)的確定以及群顯示的評定等難點內(nèi)容，如果檢測人員理解不到位,，就很容易對焊縫質(zhì)量誤判,。并且在實際檢測中，區(qū)分缺陷波和變形波,、準(zhǔn)確判斷缺陷位置和性質(zhì)等也需要檢測人員有足夠的經(jīng)驗,，缺乏經(jīng)驗的檢測人員可能會得出錯誤的探傷結(jié)果。
鋼結(jié)構(gòu)焊縫氣孔成因及預(yù)防措施
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