鋼結構無損檢測常用方法優缺點的分析

楊亞鵬

【摘要】本文從無損檢測技術發展概述、主要的無損檢測技術、目前我國常用的無損檢測方法及其優缺點，以及焊接缺陷無損檢測技術的發展趨勢這五個方面對鋼結構無損檢測常用方法優缺點進行分析和闡述。

【關鍵詞】鋼結構；無損；檢測；優缺點

中圖分類號： TU391文獻標識碼： A

一、前言

隨著全球科技的不斷發展，鋼鐵冶煉工藝的不斷提高，以及建筑施工技術的不斷提升，同時由于鋼結構建筑具有獨特的特點，使得鋼結構的建筑物得到廣泛的使用。在進行鋼結構建筑的施工時，需要將各個鋼結構組件進行焊接，如果焊接質量不過關將會直接影響到整體建筑的質量，為了檢測焊接的質量，但是又不能將結構破壞，所以促進了鋼結構無損檢測技術的發展。為了更好地進行檢測，我們需要對檢測技術進行分析，以便按需求進行選擇。

無損檢測技術發展概述

無損檢測是在不損壞試件的條件下，以物理或化學方法為手段，借助先進的技術和設備器材，對試件的內部及表面的結構，性質，狀態進行檢查和測試的方法。無損檢測技術主要用于未知工藝缺陷的檢驗。它是對破壞性檢驗的補充和完善。

我國最初的建筑結構是磚木結構逐漸過渡到磚石結構，到現在已發展成為鋼筋混凝土結構，鋼結構也得到了極大地發展，針對鋼結構的檢測方法。我國的大部分技術都是由國外引進過來的，例如磁粉檢測技術、超聲波檢測技術、射線探傷檢測技術和滲透探傷檢測技術等。隨著我國鋼結構建筑逐漸興起，鋼結構的無損檢測技術也得到了重視，最初的鋼結構無損檢測技術是為了檢測深圳發展中心大廈的建筑而引進的，那時候引進的技術是利用射線進行探傷以及利用超聲波檢測焊接處是否有縫，隨著鋼結構普及，檢測技術逐漸發展也穩步推進，超聲波檢測技術、磁性粉檢測技術、射線探傷檢測技術和滲透探傷檢測技術都得到了極大地發展，現在，已經出現超聲波相控陣檢測技術，可以針對較大跨度的結構進行檢測。鋼結構無損檢測技術與其他檢測技術一樣也存著多種多樣的優缺點，如何選用還需根據實際情況進行選擇。

三、主要的無損檢測技術

1.目視檢測

目視檢測，是國內實施的比較少，但在國際上非常重視的無損檢測第一階段首要方法。按照國際慣例，目視檢測要先做，以確認不會影響后面的檢驗，再接著做四大常規檢驗。例如BINDT的PCN認證，就有專門的VT1、2、3級考核，更有專門的持證要求。經過國際級的培訓，其VT檢測技術會比較專業，而且很受國際機構的重視。VT常常用于目視檢查焊縫，焊縫本身有工藝評定標準，都是可以通過目測和直接測量尺寸來做初步檢驗，發現咬邊等不合格的外觀缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的儀器檢測。例如焊接件表面和鑄件表面較多VT做的比較多，而鍛件就很少，并且其檢查標準是基本相符的。在進行鋼結構檢測時，最直觀、最簡單的檢測方式就是進行外觀檢測，這種檢測方式簡單、經濟。在進行檢測時，就是利用肉眼并根據以往的經驗的鋼結構進行檢測，觀察鋼結構是否有比較明顯的問題，這是一種從宏觀上的檢測。這種檢測方法通常被用于檢查鋼結構的焊縫表面，確保焊縫處的表面的效果符合標準的規定，避免較大的缺陷的產生。雖然說這種檢測手段比較簡單、經濟，但是由于這種檢測方式比較依靠檢測者的經驗，所以其適用范圍較窄。而且，這種檢測技術只能檢測結構外部的缺陷，無法檢測結構內部的缺陷。在正常的鋼結構檢測時，先是利用直接外觀檢測技術進行初步的檢測，在外觀沒有明顯的缺陷的情況下，再利用其它檢測技術進行內部檢測，以確保被檢測構件的內部質量安全。

2.磁粉探傷檢測技術

磁粉檢測是鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發生局部畸變而產生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出磁粉檢測不連續性的位置、形狀和大小。鋼結構本身也是磁性材料，因此在將鋼鐵磁化之后，鋼鐵周邊將會出現磁場，通過對磁場的分布的檢測可以間接反映出鋼鐵的結構以及是否發生變形，從而達到對鋼結構進行無損檢測的目的。現在，磁粉檢測手段主要運用于對鋼結構焊件焊接處的檢測，這種檢測手段可以快速、準確的檢測出焊件是否有裂紋、未熔合等缺陷的存在，但是這種檢測手段也有限制，只能檢測厚度在8mm范圍內的鋼結構構件中是否存在缺陷。

3超聲波探傷檢測技術

超聲波是指任何聲波或振動，其頻率超過人類耳朵可以聽到的最高閾值20千赫。超聲波由于其高頻特性而被廣泛應用于眾多領域，如醫療、塑膠產品的熔接、電子產品的焊接、金屬探傷、工件清洗等。超聲波檢測的定義：通過超聲波與試件相互作用，就反射、透射。無損檢測設備射和散射的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應用性進行評價的技術超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。聲源產生超聲波，采用一定的方式使超聲波進入試件。改變后的超聲波通過檢測設備被接收，并可對其進行處理和分析；根據接收的超聲波的特征，評估試件本身及其內部是否存在缺陷及缺陷的特性。

4射線探傷檢測技術

射線探傷是指用X射線或g射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法，該方法是最基本的，應用最廣泛的一種非破壞性檢驗方法。射線照相檢驗法的原理：射線能穿透肉眼無法穿透的物質使膠片感光，當X射線或g射線照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產生潛影，由于不同密度的物質對射線的吸收系數不同，照射到膠片各處的射線能量也就會產生差異，便可根據暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。

5滲透探傷檢測技術

液體滲透檢測的基本原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細管作用下，經過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；經去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被現實，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。

四、目前我國常用的無損檢測方法及其優缺點

1.射線探傷

利用射線進行探傷檢測焊縫內部缺陷是目前常用的一種檢測方法，這種方法主要是利用X射線等射線，通過利用這類射線照射焊接處，照射的結果將會直觀的顯現在照相底片或者熒光屏上。然后根據顯現的結果進行詳細的分析，并根據焊縫的質量進行詳細的分類定級，并將此作為產品驗收的標準。對于目前具有較高的密閉性要求的鋼材料產品，例如壓力鍋等壓力容器，進行質量檢測時均采用的是射線探傷檢測方法。

這種檢測的方法的優點是：可以對被檢測件進行準確的判定，具有極高的可靠性，同時照射出的底片可以進行長期的存檔。但是這種檢測方法也有缺點，利用檢測的射線具有其強的輻射性，會對人體造成極大的損害，因此這種檢測成本較高，而且從檢測開始到最終結果判定所需要的時間比較長。

2.超聲波探傷

超聲波探傷就是利用超聲波對材料內部進行無損檢測的檢測方法。超聲波是指頻率超過或者接近20000Hz的機械波，超聲波探傷是通過超聲波探頭發射出超聲波，然后通過對反射的超聲波進行分析、比對，然后得出相應的結果。超聲波在進行傳遞過程中，如果進行傳播的介質比較穩定且結構連續，那么其傳播速度是恒定的，當傳播過程中遇到斷裂面或者其他情況時，將會發生折射以及反射。通過聲波接收儀器，將反射的超聲波在熒屏上進行顯示，根據顯示的波峰以及波形進行分析，并判定出檢測構件的內部狀況。