电力铁塔角钢连接部位无损伤检测的超声检测技术操作流程

电力铁塔作为输电线路的支撑核心，其角钢连接部位（如节点板与角钢焊缝、螺栓孔周围）是受力最集中的区域，长期受风荷载、温度变化及腐蚀作用，易产生裂纹、疲劳损伤或材质劣化。超声检测技术因具有无创、穿透深、灵敏度高的特点，成为该部位缺陷检测的主流手段。而操作流程的规范性直接决定检测结果的准确性——从前期准备到最终数据留存，每一步细节都需严格遵循标准，才能有效识别隐藏缺陷，保障铁塔运行安全。

检测前的准备工作

检测前需完成三项核心准备：一是资料收集，需获取铁塔的设计图纸（明确角钢型号、连接方式及节点位置）、服役历史（包括过往检修记录、载荷变化情况）及最新的外观检查报告（标记已发现的腐蚀或变形部位）；二是人员资质核查，检测人员需持有超声检测（UT）Ⅱ级及以上资格证书，且熟悉电力铁塔的结构特点与受力逻辑；三是设备检查，提前确认超声仪（如CTS-9006型）电量充足、显示屏无花屏，探头（如2.5MHz K1.5斜探头）无裂纹或磨损，连接电缆无破损，确保设备处于正常工作状态。

此外，还需准备辅助工具：钢丝刷、砂纸（120-240目）、丙酮、粗糙度仪、耦合剂（工业机油）、检测记录表格、记号笔及相机。这些工具需提前装箱，避免现场遗漏影响进度。

超声设备的校准与调试

设备校准是保证检测精度的关键步骤，需使用标准试块（如CSK-ⅠA试块）完成三项校准：首先是探头K值校准——将探头置于试块的R100圆弧面，找到Φ5mm横孔的最高回波，测量探头前端到试块边缘的水平距离L，计算K值（K=L/孔深，孔深为25mm时，若L=37.5mm，则K=1.5）；其次是前沿距离校准——将探头前端对齐试块的棱边，记录回波起始点对应的水平距离，即为探头的前沿距离（一般为10-15mm）；最后是仪器性能校准，调整增益旋钮，使试块底波高度达到屏幕的80%，并验证仪器的分辨率（能区分试块上两个相邻Φ2mm孔的回波）。

校准时需注意环境温度，若现场温度低于5℃，需将设备预热10分钟再校准，避免温度变化影响声速，导致K值计算误差。

检测面的预处理

检测面的表面状态直接影响耦合效果与声波传输，需按三步处理：第一步是清理，用钢丝刷去除表面浮锈、氧化皮，用砂纸打磨厚漆层（若油漆厚度超过0.5mm），再用丙酮擦拭油污——注意不能用汽油或香蕉水，避免腐蚀角钢表面；第二步是粗糙度控制，用粗糙度仪检测表面粗糙度，需达到Ra≤6.3μm（相当于表面光洁度▽4），若粗糙度超标，需用更细的砂纸（240目）继续打磨；第三步是边缘处理，将检测面的棱角用砂纸磨圆，避免划伤探头晶片。

预处理后的检测面需无明显凹坑、凸起或异物，确保探头与表面能紧密贴合。

耦合剂的选择与施用

耦合剂的作用是排除探头与检测面之间的空气，减少声波反射。电力铁塔检测中常用的耦合剂有两种：工业机油（成本低、易清理）和甘油（耦合性好，但易吸灰）。需避免使用柴油（挥发性强，耦合层易干燥）或酸碱溶液（腐蚀角钢）。

施用时，用毛刷或手指将耦合剂均匀涂抹在检测面上，厚度控制在1-2mm——过薄会导致耦合不良，过厚会增加声波衰减。若现场风大，需增加涂抹频率，防止耦合剂被吹干。

扫查方式与参数设置

电力铁塔角钢连接部位的扫查以手工接触式为主，常用两种扫查方式：一是直线扫查，探头沿角钢长度方向移动，间距不超过探头宽度的1/2（如探头宽度20mm，则间距≤10mm），用于检测纵向缺陷；二是斜平行扫查，探头与焊缝或螺栓孔成45°角移动，用于检测横向缺陷（如螺栓孔周围的裂纹）。

参数设置需根据角钢厚度调整：频率选2.5-5MHz（厚度≤12mm时用2.5MHz，厚度>12mm时用5MHz，兼顾穿透性与分辨率）；探头角度选K1-K2（厚度8-12mm用K1.5，厚度12-20mm用K2）；扫查速度控制在100-150mm/s，避免速度过快导致漏检。

扫查时需保持探头压力均匀（约1-2N），若压力过大，会使探头晶片变形，影响波形准确性；压力过小，则耦合不良，无回波显示。

缺陷信号的识别与判定

缺陷信号的识别需结合回波特征与结构逻辑：裂纹的回波通常是陡峭的单峰或多峰，波幅高且位置固定，若移动探头，回波会随探头位置变化而连续移动；夹杂的回波是宽峰，波幅低，位置不随探头移动而变化；气孔的回波是分散的小峰，波幅不稳定，多出现于焊缝部位。

判定时需对比底波：若缺陷波幅超过底波的50%，则需标记为可疑缺陷；缺陷深度用三角法计算（深度=水平距离/K，如K1.5探头，水平距离30mm，则深度=20mm）；缺陷长度用“6dB法”测量——找到缺陷波的最高波峰，然后降低增益6dB，标记波峰两端的位置，两点间的距离即为缺陷长度。

需注意区分假信号：若回波来自角钢的棱边或螺栓，需移动探头验证——棱边回波会随探头远离而迅速消失，螺栓回波则位置固定且波幅稳定，可通过设计图纸确认螺栓位置，排除假信号。

检测数据的记录与留存

数据记录需做到“可追溯”，使用统一的《电力铁塔超声检测记录表格》，内容包括：铁塔编号（如“ZJ-110-005”）、检测部位（如“塔身第3段左侧L100×8角钢与横担节点板连接焊缝”）、缺陷位置（用坐标标记：X=150mm（沿角钢长度方向），Y=200mm（沿节点板宽度方向），标高35.2m）、缺陷参数（长度25mm，深度8mm，波幅65%底波）、波形截图（用超声仪内置存储功能保存，或用手机拍摄屏幕，标注日期与部位）、检测人员签名（需签全名，不可代签）。

记录完成后，需将电子数据（表格、截图）存入专用电脑，纸质表格需归档保存，保存期限不少于10年——若铁塔后续发生故障，可通过历史记录追溯缺陷发展过程。

检测后的验证与收尾

对可疑缺陷，需用其他检测方法验证：表面裂纹用磁粉检测（将磁粉液喷洒在检测面，用磁轭磁化，若有裂纹，磁粉会吸附形成磁痕）；开口缺陷用渗透检测（将渗透剂涂在检测面，待渗透后擦去，再涂显像剂，若有缺陷，显像剂会显示红色痕迹）。验证结果需写入《缺陷验证报告》，与超声检测记录一起存档。

收尾工作包括：用干净棉布擦除检测面的耦合剂，避免残留腐蚀角钢；将探头装入保护套，电缆绕成直径≥30cm的线圈，避免折损；超声仪关闭电源，放入专用箱内——若现场灰尘大，需用防尘罩覆盖设备。