鋼結構工程焊縫無損檢測技術應用研究

段 斌

（廣東建準檢測技術有限公司， 廣東 廣州 510407）

1 鋼結構工程焊縫無損檢測技術原理

鋼結構焊接主要是連接桿件和構件，從而保障兩者之間傳力作用，通常情況下，最常用的焊接連接接頭方式有以下幾種，即對接接頭、T 型接頭、搭接接頭、十字接頭、角型接頭，而顯然鋼結構焊接處理是存在一定復雜性的，如在焊接過程中，受高溫作用，主體金屬附近會出現“熱影響區”，這個區域會隨著焊接速度和焊接電流發生性能改變，如有些晶粒會變粗，從而導致鋼結構材質變脆。此外受焊接工藝、操作技術等方面的影響，鋼結構工程還易在焊接位置處，出現夾渣、氣孔等質量問題，為此在焊接結束后，對鋼結構工程進行檢測十分必要的[1]。而與有損檢測方式相比，“無損檢測技術”是一種在不損害、不影響被檢測對象內部組織的前提下，利用材料內部結構異常或缺陷存在引起的熱、聲、光、電、磁等反應的變化，以物理或化學方法為手段，借助現代化的技術和設備器材，對試件內部及表面的結構、性質、狀態及缺陷的類型、性質、數量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化進行檢查和測試的方法。

2 鋼結構工程焊縫無損檢測技術應用研究

2.1 射線探傷技術

“射線探傷技術”是一種重要的鋼結構工程焊接無損檢測技術，可對焊接內部的缺陷進行探傷檢測，具體的檢測方法主要是利用γ 射線或者X 射線穿透鋼結構焊接接頭，從而使檢測影像落入到底片上，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強度也就會產生差異，通過暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。這樣就可以清晰的觀察出焊接內部的缺陷輪廓以及缺陷位置和大小，并以此對焊縫質量進行等級評定，得到的檢測底片是可以長時間存檔的，這就為接下來的工程質量驗收提供了憑證，是“射線探傷技術”所特有的一種優勢[2]。如現在一些封閉性較強的鋼結構工程之中，多是使用射線探傷技術進行焊縫質量檢測，但是由于此種檢測方法判定時間較長，同時檢測成本比較高，因此目前射線探傷技術還未得到廣泛的應用推廣。

2.2 超聲波探傷技術

“超聲波探傷技術”顧名思義，是利用超聲波(頻率高于20000Hz 的聲波) 去探測被檢測對象內部缺陷的一種常用檢測方法，此種無損檢測技術最大的優勢特征就是指向性好、穿透能力強、靈敏度高等特點，因此在工業領域得到了廣泛的應用推廣。而對鋼結構工程焊接質量進行無損檢測時，超聲波探傷技術的應用最為廣泛，即利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發生反射波，在熒光屏上形成脈沖波形，根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小[3]。“超聲波探傷技術”整體來說具有較高靈敏度，并且操作也比較方便，但不足之處是對缺陷的準確定性有難度，顯示不直觀，探傷技術難度大，容易受到主、客觀因素的影響，以及探傷結果不便保存等，因此超聲波探傷也有其局限性。

2.3 磁粉探傷技術

“磁粉探傷技術”的應用，是利用了鐵磁性材料被磁化后缺陷處的漏磁場與磁粉的相互作用，磁化后的鐵磁性材料在其表面和近表面缺陷處的磁場發生畸變，并形成漏磁場，這樣利用漏磁場吸引磁粉的特征，來判定鐵磁性材料是否有損傷，并通過磁粉的分布情況，進一步對鐵磁性材料的表面缺陷和近表缺陷做出判斷，此種檢測方法是比較迅速的，并且檢測成本也不高。但是不足之處是“磁粉探傷技術”只能檢測到鐵磁性材料的表面或者近表面缺陷，不能有效的檢測到材料的內部深處損傷，同時檢測過程中，可能會受到被檢工件形狀、尺寸的影響，因此此種無損檢測技術，在某種程度上來說還是存在一定局限性的。

2.4 滲透探傷技術

“滲透探傷技術”是利用毛細現象檢測材料的表面開口缺陷的一種方法，而具體來說，滲透探傷技術又分為熒光法和著色法兩種形式，首先應用熒光法，主要是指在被檢測工件的表面涂上一層含有熒光物質的滲透劑，讓其向被檢工件內部滲透，在規定時間后，清理掉表面的滲透劑，讓缺陷內的滲透劑被保留下來，然后可以通過噴灑顯像劑，使表面開口缺陷內的滲透劑被吸附出來，并擴散到探傷工件的表面，然后再將被探傷的工件放置在黑暗的環境之中，并使用紫外線燈對其進行照射，就可以清晰的看到缺陷處的熒光，以此做出有效的判斷[4]。其次著色法，即將熒光物質替換成了著色染料，但相比較熒光法，著色法的檢測效果要稍遜一籌，但整體上來說，滲透探傷技術是一種成本較低的無損檢測技術，不足之處在于清潔工作比較麻煩。

3 結語

鋼結構具有較強的載荷能力，抗震性能比較突出，因此目前被廣泛的應用到機械及建筑領域之中，而鋼結構的制作安裝比較復雜，尤其是焊接難度比較大，容易出現氣孔、夾渣等缺陷，因此為了更好的保障鋼結構工程焊接質量，焊接后的檢測環節不可缺少，而無損檢測技術的應用，不會對鋼結構本身造成破壞，相比較傳統檢測技術，更具有優勢價值。