無損檢測技術在道路橋梁工程中的應用分析

劉健

山西省交通建設工程質量檢測中心（有限公司） 山西太原 030000

無損檢測有多種方法，當前應用的檢查方法有超聲波檢測、射線檢查、磁粉檢測、滲透檢測和目視檢查[1]。無損檢測經歷了三個發展階段，即無損探傷（NDI）、無損檢測(NDT)、無損評價(NDE)。目前一般統稱為無損檢測（NDT），而不是特指上述的第二階段。在這三個階段中，各階段之間沒有絕對的時間分界點，并且相互集成和發展。

1 無損探傷（NDI）

從國際上看，這一技術主要應用于20世紀五六十年代，作為無損檢測的初級階段，其特點是技術和任務都較為簡單。技術上主要采用超聲、射線等，在任務上主要是檢測構件是否存在缺陷或者異常，其基本任務是不破壞構件的情況下發現內部的缺陷，滿足工程基本需求，其檢測結論主要分為有缺陷和無缺陷兩類。

2 無損檢測（NDT）

隨著科學技術的不斷，特別是生產上對無損檢測技術的要求不斷提升，僅僅檢測出是否有缺陷顯然不能滿足工程的實際需求。在無損檢測(NDT)這一發展階段，不僅僅是探測出構件是否含有缺陷，還包括探測構件的一些其他信息，例如：缺陷的結構、性質、大小位置等，并試圖通過檢測掌握更多的信息，對于國際上發達的工業國家，這一階段大致開始于20世紀70年代末或者80年代初。

3 無損評價（NDT）

盡管第二階段的無損檢測（NDT）技術已經能夠滿足大部分建筑工業生產的需求，但是隨著對材料、結構等質量的不斷提高，特別是針對現役工程的安全性和經濟性評價的需求愈加突出，無損檢測技術進入了第三階段，即無損評價階段（NDE）。這一階段的標志性事件是1996年新德里第14屆無損檢測大會，在該次大會提出了將無損檢測（NDT）變為無損評價（NDE）這一重要觀點，并很快被各國家的無損檢測學會所接受。在這一階段，人們不僅要對缺陷的有無、屬性、位置、大小等信息進行掌握，還要進一步評估分析缺陷對構件使用性能的影響，例如：壽命、強度、穩定性等的影響程度，從而最終得出綜合性能指標和結論。這對從事無損檢測人員的專業能力也提出了更高的要求，同時也依賴著相關領域的發展，如數字圖像處理技術、電子測量技術、實時成像技術等[2]。

4 橋梁檢測工作中無損檢測應用示例

4.1 無損檢測方法選定

本文以某全鋼結構大橋為例進行介紹。大橋是由7跨連續的鋼箱梁構成的，橋體全場80．23米，寬10米，主梁是高雙箱雙室截面模式，該橋梁采用的是廠內制作，現場安裝的模式，因此在進行無損檢測的過程中要經歷工廠焊縫檢驗和現場安裝檢測。在廠內進行焊縫檢驗時，相關的工作人員需要根據工程的質檢驗收規范對鋼結構橋梁的面板、腹板、隔板、底板的焊接縫隙逐一開展磁致伸縮導波探傷檢測；在現場進行安裝測試時，相關工作人員要對相應的安裝縫隙以及已經焊接整改好的焊接縫隙做磁致伸縮導波探傷和射線探傷雙方面的檢測，一般使用的是100．0%磁致伸縮導波探傷和12．0%射線探傷。

4.2 無損檢測方案設置

首先，根據大橋主要通過焊接、鉚接、螺栓連接的方式進行橋梁連接的特點，判斷在橋梁中主要存在的問題可能有表面氣孔、表面裂紋、夾渣以及未熔合、未焊透、表面咬邊等幾方面，根據上述可能出現的問題使用磁致伸縮導波探傷+射線探傷，對焊縫的起收弧位置以及十字交叉口位置等重點位置進行定點定期監測。

其次，在檢測的過程中要對磁致伸縮導波探傷模式和射線探傷模式有充分的了解，將橋梁關鍵點中可能存在的內部缺陷進行分類和預計，靈活選擇使用磁致伸縮導波探傷、射線探傷模式或者兩種模式結合的方式進行監測工作。

最后，為提高對橋梁內部缺陷檢測結果呈現的直觀度和有效性，相關人員在開展監測工作的過程中還應該使用透探傷技術，尤其針對表面光潔度相對較高的材料開展檢測活動，確保橋梁表面材料產生裂口、縫隙時能夠及時發現處理。

4.3 無損檢測過程

大橋的橋梁跨度不較大，橋梁纜索的直徑可以達到100mm以上，想要進行整體金屬損傷監測的難度比較大。再加上大橋建造過程中用到了水泥漿灌注等技術，整個橋梁內部材料種類較多，實際電磁介質比較復雜，只運用其中一種或者兩種檢測技術得到的結果會存在比較大的偏差。在開展實際檢測工作時采用的是聲發射+射線檢測+磁性檢測+磁致伸縮導波模式的綜合檢測方法。

首先運用聲發射檢測構件是否有缺陷，運用聲發射傳感器將瞬時彈性波在固體介質中產生的機械振動轉換成電信號，對橋梁缺陷進行定位；其次運用射線檢測對橋梁內部缺陷進行檢測，運用χ或γ射線穿透橋梁內部，對比局部問題區域實際透過射線強度和其他區域射線強度來確定問題情況；其三運用磁性檢測確定橋梁內部是否有大面積腐蝕，將銜鐵、空氣隙、永磁體、被檢測構件建成完整的磁化回路，用永磁體對回路內的構件情況進行掃描；最后運用磁致伸縮導波檢測獲取橋梁構件的具體信息并進行具象化的體現，構建瞬間磁場使線圈包圍構件，瞬態磁場會出現彈性變化，如果存在缺陷，相應構件會反射回波，將這些回波收集并進行處理，最后將具體缺陷情況具象化[3]。

5 結語

無損檢測具有較多優勢，現如今被廣泛應用于工程質量檢測中。無損檢測技術種類多樣，應用上也有一定差異。實際工作中，需要掌握檢測方法，會分析檢測結果，加強典型實例的剖析，加強實踐研究，不斷提升工作質量。