超声波探伤

1、钢材原材料缺陷可以采用平探头纵波探伤，探头轴线与其端面垂直，超声波与探头端而或钢材表面成垂直方向传播；超声波通过钢材上表面，缺陷及底面时，均有部分超声波反射来，这些超声波各自往返的路程不同，回到探头的时间不同，在示渡器上将分别显示出反射脉冲，分别称其为始脉冲、伤脉冲和底脉冲。当钢材中**陷时，则无伤脉冲。始脉冲、伤脉冲和底脉冲波之间的间距比等于钢材中上表面、缺陷处和底面的间距比，由此可确定出缺陷的位置。焊缝探伤主要采用斜探头横波探伤，斜探头使声束斜向入射，斜探头的倾斜角有多种，使用斜探头发现焊缝中的缺陷与用直探头探伤一样，都是根据在始脉冲与底脉冲之间是否存在伤脉冲来判断 若焊缝中有缺陷，则可根据探头在试件上的位置以及缺陷回波在显示屏上的高度，确定出焊缝的缺陷位置和大小。
2．超声波探伤在建筑钢结构中的应用因为超声波探伤灵敏度高、操作方便、探测速度*和可高空作业等优点，广泛应用于建筑钢结构焊缝内部质量的检测。
2．1超声波探伤的主要要求
2．1．1探伤人员素质要求。探伤人员必须**相应检测方法的等级资格证书，只能从事与该等级相应的无损检测工作，并负相应的技术责任。
2．1．2选择探测面。根据构件形状，焊接工艺，可能产生的缺陷部位及缺陷的延展方向及焊缝要求的验收等级等来选取探测面。
2．1．3选择探头频率及角度(K值或折射角卢)。探头频率高，衰减大，穿透力差，不宜用于厚板构件焊缝的检测。但频率高，分辨率高，因此在穿透能力允许下，频率选的愈高愈好。一般选用2-5MHz探头，**使用2—2．5MHz探头。探头频率高，近场区场度大，衰减大，对探伤不利，实际探伤中要全面分析考虑各方面的因素，合理选择频率。～般在*探伤灵敏度的前提下尽可能选用低频率，钢结构焊缝检测一般选用2．5[~Iz及5洲z探头，网架杆件及薄壁构件焊缝常选用5MHz。探头角度一般根据材料厚度，焊缝坡口型式及预计主要缺陷种类来选择，由于建筑钢结构的板材厚度一般不大，**使用K2．0( 60。)或K2．5( 68。)，但钢网架杆件大部分板材壁薄应使用K3(卢72。)。
2．1．4耦合剂选择。

耦合剂必须具有良好的透声性和适宜的流动性，对材料和人体无害，且**易取，建议使用洗洁精。
2．2超声探伤在建筑钢结构焊缝检测中的应用

超声探伤在建筑钢结构的检测过程中主要是针对钢板的强度以及钢板的焊缝的检测两个方面。
2．2．1角焊缝的探伤
在钢结构焊缝的探伤过程中，对于角焊缝的内部缺陷检测难度是较大的，尤其是对那些钢板腹板厚度较小的角焊缝，很难检测出其缺陷。在进行角焊缝的探伤时，一定要控制好探伤方法和工艺，并且探伤的操作者必须经验丰富，以*检测正确性。以某工程的钢结构检测过程中，钢梁的腹板厚度为lOmm，而翼缘边板存在厚度为12ram的角焊缝。而钢结构的制作厂家在制作完成之后对角焊缝进行了自检，自检过程中采用的探头为k=2mm，l=18mm，较终的探伤结果显示为全部合格。但是，事实的情况并非这样。在施工之前，采用角度为70。，且探头*尺寸为l=9mm的探头进行再次探伤，检测结果则是在该腹板的整条焊缝处，发现在深度为7．0—7．5mm范围内出现了没有焊透的缺陷，其复检结果与初检结果不一致。这样主要因为探伤时经验不够而导致的探伤工艺和方法的不正确。

火灾后钢构件的损伤评定

本文将直接根据火灾后钢结构的损伤现状，对其安全性、使用性、适用性与耐久性进行综合评定。现场初步确定过火区域与非过火区域后，在过火区域内，按以下原则对钢构件的火损分为五个评定等级:
( 1) 1 级: 构件无( 明显) 损伤，防火涂层仅为烟火熏黑; 应清除表面，重新刷涂的措施。
( 2) 2 级: 构件防火涂层熏烤发黄、变色; 应清除表面，并检查涂层内钢构件是否受损。
( 3) 3 级: 构件防火涂层碳化、开裂、剥落; 清除防火涂层，采取加固补强措施。
( 4) 4 级: 构件明显弯曲变形，或焊缝开裂; 采取恢复变形或加固补强措施。
( 5) 5 级: 构件扭曲、屈曲、变形过大或局部坍塌; 采取更换的措施。
按以上五级进行评定，直接反映了钢构件的受损情况，结合各主要构件的力学性能检测，对其承载能力，使用功能及耐久性进行综合判定，相对于标准中根据防火保护受损、残余变形与撕裂、局部屈曲与扭曲、构件整体变形四个子项进行评判为三个等级，本文中建议的五个等级*详细，*易于在现场进行检测判定，也*便于后续处理。
2、具体的结构要素指标的检测与评定对钢构件进行分类评级后，还须结合钢结构的结构布置，损伤的程度对构件的变形、力学性能与化学成份分析、节点区域等进行**检测评定。下面分项对检测评定方法进行阐述:
2. 1 钢构件的变形
构件变形的测量主要包括以下以几部分: 水平构件的挠度、竖向构件的弯曲矢高和柱*位移。测试仪器可采用**水准仪、经纬仪、全站仪等常用检测仪器。抽样的数量宜根根据现场的火损情况确定，但一般应函括各损伤等级的构件，且受损较严重的构件应扩大检测比例，对构件的火损评定等级为4 级和5 级的构件应全数检测，对检测结果进行分析、比较不同火损等级的变形情况。
2. 2 构件的力学性能与化学成份分析检测与评定
2. 2. 1 力学性能检测与评定
钢结构在整个火灾过程中，经历了升温、降温或消防救火用水的激冷过程，钢结构在经历了升温后，又缓慢降温时，类似于正火或退火; 而升温后遭遇消防用水的激冷，又近似于淬火，但由于温度的不恒定，及过火时间的长短不同，可视为热处理，因此不能简单地用既有公式，根据推断火灾的温度，来判断钢构件的力学性能的降低比例及定量大小，而需要在原结构中取样进行拉伸试验以**钢构件受火冷却后的材料力学性能。此项试验结果对评估该结构的火灾后承载能力尤为重要。清除杂物，取样时尽量取已受力较小的位置的构件，确保安全性。同时，尽量不应随意采用火焰切割，应尽可能采用人工切割，且对取样试件留有足够的尺寸。当承重构件上无法直接取样进行力学性能试验时，可在火灾影响严重区域( 如杆件已经断裂处) 截取杆件钢材进行试验，用以判断火灾对钢材力学性能的影响，抽样的数量原则应为: 在现场条件允许的条件下，应对不同火损等级的钢构件取样进行力学性能检测，以分析评各火损情况下钢材的力学性能是否还能满足设计要求，为是否需要进行加固或采取相应的处理措施提供较为准确的依据。钢构件主要测试的力学性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、弹性模量。评定时，若各项指标均能达到设计及相关的钢材产品标准的要求时，可评定为不计火灾对构件的力学性能的不利影响。
2. 2. 2 化学成份分析与评定
通常可根据火灾对结构构件的损伤情况，检测火灾后钢构件的化学性及金相的变化，为确定合理可行的加固方案作依据。钢构件及高强螺栓的化学成份分析主要检测碳、硅、锰、硫、磷的百分含量; 而金相检测则主要考察夹杂、组织、品粒度、氧化层和脱氧层，通常金相检测适用于钢结构中高强螺栓用的比较多且损伤较为严重时的检测项目。
2. 3 节点区域的检测
对钢结构而言，梁柱节点、各连接节点应是**检测的区域之一。因节点处应力场较为复杂，较为*堆积火灾残留物，应先将节点区域杂物清理干净。对节点的外观进行全数检测，对出现严重损伤的节点应采取相应的措施进行加强或更换处理。在条件允许的条件下，应对现场截取有代表性的节点、高强螺栓、焊缝、值筋锚栓的力学性能进行检测。
( 1) 节点力学性能检测在现场截取有代表性的节点，检测试验应力是否大于钢材屈服强度，试件产生是否产生明显的拉伸位移，并观察试验过程中节点的高强螺栓或焊缝是否完好，是否存在开裂、变形等异常情况，若能满足相关的规范的要求，可不考虑火灾对高强螺栓连接或焊缝连接的节点的力学性能的不利影响。
( 2) 高强螺栓力学性能检测现场抽取损伤程度不同的高强螺栓，对高强度螺栓进行连接副扭矩系数抽测，抽样的数量应涵括火损程度不一致的各部位，以评定检测结果是否满足《钢结构工程施工质量验收规范》( GB50205-2001 ) 所规定的性能要求。
( 3) 焊缝力学性能与缺陷检测认真检查节点区域的裂缝情况，消除影响结构的安全隐患。在现场具备条件的情况下，截取包括焊缝的节点，在试验114室对焊缝进行力学性能试验，以评定火灾后焊缝的受拉、受剪承载力能否满足设计要求。
( 4) 植筋锚栓拉拔试验检测时，应检查植锚栓的外观质量情况，看锚栓有没有发生变形、拔出、熔化等损伤的现象。为了准确获得锚栓受火后的真实承载能力，在现场允许的条件下，抽取适当的锚栓，根据《混凝土结构合锚技术规程》对抗拉承载力进行试验，以评定锚栓在火灾后的力学性能是否能满足原设计要求。
2. 4 火灾后构件与结构的承载能力分析
在前述一系列构件火损等级、构件变形、力学性能检测结果的基础上，针对受火后实际的钢结构几何尺寸，建立计算模型，分析其在火灾后的实际受力状况，并根据火灾后的取样试件的力学性能检测结果以及锚栓试验结果对结构和构件的承载力进行验算，对比火灾前后节点内力值、单元名义应力比值( 强度、整体稳定、剪应力比等) 的变化，考察其是否*过设计限值。由于火灾后有钢构件产生平面外移，因此在*新计算模型时，不应忽略结构构件产生的整体偏心引起部分构件由于P—Δ 效应使其内力的增大量。