建筑鋼結(jié)構(gòu)中常見無損檢測技術(shù)分析

文/劉生虎 青海省建筑建材科學(xué)研究院有限責(zé)任公司 青海西寧 810008

1、概述

常見的鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)共有三種，依次為模擬實驗技術(shù)、破壞性實驗技術(shù)及無損檢測技術(shù)。模擬實驗是一類可信度較高的實驗方法，由于所模擬的實驗?zāi)Ｐ图皩嶒灜h(huán)境真實、直觀，故檢測結(jié)果爭議性小。但是，由于模擬實驗檢測周期長，檢測技術(shù)難度較高，故該檢測技術(shù)具有明顯的實用性缺陷。

無損檢測技術(shù)是通過不對待測產(chǎn)品造成任何損傷的辦法對鋼結(jié)構(gòu)工件實施質(zhì)量檢測的技術(shù)手法。通過無損檢測后的工件可較為明確的獲悉其質(zhì)量水平，是否損傷，損傷部位等等。同時，工件的物質(zhì)狀態(tài)、各方面性質(zhì)均不會受到破壞。無損檢測技術(shù)內(nèi)容豐富，檢測效率高，檢測內(nèi)容覆蓋面廣，結(jié)果可信度高。

2、無損檢測方法簡述

無損檢測技術(shù)是在物理學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、計算機(jī)技術(shù)以及人工智能學(xué)等多方面學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項綜合性工程應(yīng)用性技術(shù)。

無損檢測技術(shù)流程主要包括三個方面，依次為無損探傷、無損檢測、無損評價。無損檢測技術(shù)主要分為常規(guī)檢查技術(shù)與非常規(guī)檢測技術(shù)兩大類，其中，建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用成熟的無損檢測技術(shù)包括滲透檢驗、射線檢測、磁粉檢測、超聲檢測等。

2.1 滲透檢測技術(shù)

滲透檢測是液體滲透檢測技術(shù)的簡稱，該技術(shù)基于毛細(xì)管現(xiàn)象，是一種用來揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷的一種方法。其原理是將檢測所用的滲透液借助毛細(xì)管的作用深入到被檢測工件的表面開口缺陷當(dāng)中，然后借助清除劑的將工件表面多余的滲透液去掉，接著將顯像劑噴涂在被檢測工件的表面，經(jīng)過毛細(xì)管的作用缺陷中的滲透液就會回滲到顯像劑中，經(jīng)過一定的處理就可以判斷工件中的開口缺陷情況。這種方法檢測的基本步驟包括預(yù)處理、滲透、去除、干燥、顯像和后處理等。

滲透檢測技術(shù)是精密性較高的鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)之一，對缺陷檢測的精確度較高，操作也比較方便，主要用于對開口缺陷的檢測，在建筑鋼結(jié)構(gòu)中主要用于對鑄件、鍛件、焊接體及奧氏體不銹鋼等開口缺陷的檢測。

2.2 磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測技術(shù)，是利用磁感線表現(xiàn)對待測對象進(jìn)行檢測的技術(shù)類型。由于鋼鐵材料在一定條件下可以被磁化，磁化后，在檢測對象表面會通過磁粉排布形成一定的磁力線的分布模式。正常情況下，磁力線的排布模式是具有一定樣式的，但當(dāng)鋼鐵材料遭到破壞后，原有的磁力場會發(fā)生一定的變化，工件表面磁場線會在損壞部分發(fā)生漏磁現(xiàn)象或出現(xiàn)變形，在特定的光照條件下，這些變形便可以明顯的顯現(xiàn)出來，從而達(dá)到鋼材料質(zhì)量檢測的目的。

目前，磁粉檢測技術(shù)通常應(yīng)用于一切鋼結(jié)構(gòu)的材料，如建筑行業(yè)中常用的鋼板材、鋼管、鋼制零件等等。

2.3 射線檢測技術(shù)

射線檢測技術(shù)是基于被檢測工件對波長不同的射線的不同吸收情況而對工件內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測的。由于被檢測工件不同部位的厚度、密度及成分差異，會使不同部位對透入射線的吸入情況存在差別，這些差別可通過底片記錄下來，然后分析底片上的影像，即可對被檢測工件內(nèi)部的缺陷類型、大小進(jìn)行判斷。 射線檢測技術(shù)主要用于對工件內(nèi)部的體積缺陷進(jìn)行檢測，其優(yōu)點是檢測結(jié)果直觀；但缺點是操作不方便，射線對人體的危害較大，需要采取一定的防護(hù)措施。

2.4 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測是利用超聲波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生反射的性質(zhì)來對缺陷進(jìn)行檢測，通過對超聲波回波的分析可以確定缺陷存在的位置及嚴(yán)重程度。在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，該種方法可用于對分層、裂紋等缺陷的檢測，也可用于對夾雜等不均勻缺陷的檢測。

該方法的優(yōu)點是操作方便，能對厚度較大的工件進(jìn)行檢測；缺點是表面和近表面的缺陷難以檢測，對檢測人員的個人技能水平要求較高。

3、建筑鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)新應(yīng)用

超聲相控陣掃描檢測技術(shù)是借鑒相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的原理發(fā)展起來的，其發(fā)射超聲波進(jìn)行無損檢測的原理與普通超聲波檢測是相同的，但探頭是由多個壓電晶片單元組成陣列，通過控制各陣元發(fā)射的聲波的相位實現(xiàn)對超聲波聲場的控制。由于該技術(shù)采用了動態(tài)聚焦及聲束的角度掃描技術(shù)，因此使檢測效率和靈敏度大為提高，且檢測結(jié)果更直觀。目前，對該檢測技術(shù)的應(yīng)用還存有一定的障礙，如設(shè)備計量、使用標(biāo)準(zhǔn)、人員培訓(xùn)等，但隨著該技術(shù)的日益成熟，它的應(yīng)用一定會在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中普遍起來。

建筑鋼結(jié)構(gòu)中的焊縫較多，由于焊縫本身有一定的工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，因此首先可以通過目測和測量來對焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測，這時就要用到目視檢測（VT）技術(shù)。通過目視檢測可以對焊縫的外觀首先進(jìn)行檢測，可以發(fā)現(xiàn)咬邊等外觀缺陷，經(jīng)過修磨以后再利用其它檢測技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步檢測。目視檢測技術(shù)是國際上非常重視的一種無損檢測方法，但在國內(nèi)的無損檢測中沒有得到足夠重視，未來需要不斷加強(qiáng)這一檢測技術(shù)的應(yīng)用。

總結(jié)：

無損檢測對建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測與質(zhì)量把關(guān)有著極其重要的意義。這更要求相關(guān)領(lǐng)域工作人員加強(qiáng)對無損檢測的研究與實踐，促進(jìn)該檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，并最終以其推動我國建筑行業(yè)的進(jìn)步乃至國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。