淺談鋼結構焊縫無損檢測方法的應用

江涌

摘 要：分析了無損檢測方法在鋼結構焊縫中的應用現狀，并探析了幾種常見無損檢測方法在鋼結構焊縫中的應用，以供參考。

關鍵詞：鋼結構焊縫；無損檢測；曲率半徑；滲透探傷

中圖分類號：TU758.11 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.148

無損檢測方法是一項新興的綜合性技術，通過應用化學、物理現象，并借助先進的器材和設備等，可對鋼結構焊縫進行有效的測試和檢測，以保證鋼結構的可靠性、安全性、致密性、連續性和完整性。

1 無損檢測方法的應用現狀

鋼結構的焊接連接是一種最常見的連接方式，根據母材和焊縫的連接位置可將焊縫分為角焊縫和對接焊縫。其中，角焊縫分為斜角焊縫和直角焊縫；對接焊縫分為部分焊透焊縫和完全焊透焊縫。根據《鋼結構設計規范》（GB 50017—2003），焊縫應該根據應力狀況、工作環境、焊縫形式、荷載特性和結構的重要性等，將焊縫的質量劃分為不同等級。對于不同質量等級的焊縫，應根據相應的鋼結構工程施工質量驗收標準驗收，并分別對鋼結構焊縫進行內部質量檢測和表觀檢測。內部質量檢測是指根據相關的設計要求，采用超聲波探傷技術檢測焊縫內部是否存在缺陷。如果超聲波探傷無法準確判斷焊縫內部是否存在缺陷，則應采用射線探傷技術。上述無損檢測的探傷方法和內部缺陷分級均符合國家現行標準中的相關要求，比如《鋼熔化焊對接接頭射線照相與質量分級的規定》（GB 3323）和《鋼焊縫手工超聲波探傷結果分級法》（GB 11345）等。此外，對于厚度>8 mm的板材和曲率半徑相對較小的管材，常采用超聲波探傷；對于厚度在8 mm以下的板材和曲率半徑相對較大的管材，常采用滲透探傷或磁粉探傷。

2 無損檢測在鋼結構焊縫中的應用

2.1 射線探傷檢測的應用

射線探傷無損檢測方法的工作原理為：利用γ射線或Χ射線穿透物體，并根據射線在穿透檢測物體各個部分時的衰減強度，探測物體內部是否存在缺陷。采用射線探傷無損檢測能根據底片上出現缺陷的形狀、大小和數量等，判斷焊縫是否存在質量問題，還可分類和定級焊縫質量，并將其作為產品驗收的質量標準。這種無損檢測方法通常適用于對密閉性能要求相對較高的鋼結構產品中，比如大型船身、壓力容器和鍋爐等，通常都采用射線探傷檢測焊縫質量。根據缺陷顯示方法具有的差異性，可將射線探傷方法分為工業電視監察法、電離法、熒光屏觀察法和照相觀察法等。通過采用射線探傷檢測，能準確判斷鋼結構缺陷的形狀，具有非常高的可靠性。射線探傷檢測的缺點為成本較高、探測時間較長，且射線對人體有一定的危害，在使用的過程中應采取相應的防護措施。

2.2 超聲波探傷無損檢測的應用

超聲波探傷無損檢測方法的工作原理為：利用超聲波穿透鋼結構，并從一個截面穿透到另一個截面，在截面的邊緣發生反射，以此檢測鋼結構內部是否存在問題。同時，超聲波檢測到零件底面存在缺陷時，能在熒光屏上形成相應的脈沖波形，通過觀察脈沖波形可準確判斷缺陷的位置、形狀和數量等。超聲波探傷無損檢測方法具有成本低、探測速度快、操作簡單、靈敏度高和對人體無害等特點，這使其被廣泛應用于鋼結構焊縫以及其他領域中。但采用超聲波探傷無損檢測方法時，缺陷的定性、定量評定工作需要檢測人員具有非常熟練的技術和豐富的經驗。因此，采用該方法對檢測人員的要求相對較高。

2.3 滲透探傷無損檢測的應用

滲透探傷無損檢測方法的工作原理為：利用熒光染料和有色染料具有的滲透性強的物理特性顯示缺陷痕跡。因此，這種無損檢測方法也被稱為“熒光探傷”或“著色探傷”。滲透探傷無損檢測不僅能對鋼結構焊縫進行檢測，還能探測合金材料、有色金屬、耐候鋼和不銹鋼等材料的缺陷。滲透探傷無損檢測方法具有對人體無害、成本低、探測速度快、操作簡單和靈敏度高等特點。但這種無損探測方法只能發現非磁性和磁性工件表面或近表面中的缺陷，且只能定量缺陷，無法斷定缺陷的性質和位置。

2.4 磁粉探傷無損檢測的應用

磁粉探傷無損檢測方法的工作原理為：利用鋼鐵等具有磁性，對鋼結構工件進行磁化，鋼結構內部會產生相對較強的磁感應，磁力線的密度將增加至原來的幾百或幾千倍。如果結構中存在缺陷，則磁力線也會發生相應的變化。此時，可根據缺陷部分的漏磁場具有的吸收磁粉的特點，判斷鋼結構是否存在缺陷以及缺陷的形狀。這種無損檢測方法具有靈敏度高、成本低等特點，但無法對鋼結構內部進行檢測，同時，會受到材料尺寸、形狀的影響，導致在實踐應用中具有一定的局限性。

3 結束語

綜上所述，建筑鋼結構具有工程化程度高、強度高和經濟效益高等優點，被廣泛應用于電力、海洋工程、船舶、航天和建筑鋼結構等領域中，并創造了非常大的社會效益和經濟效益。因此，為了保證鋼結構在實踐中的應用效果，需要采用單種或多種無損檢測方法對鋼結構焊縫進行檢測，以保證鋼結構建筑的質量和安全。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕