鋼結構工程焊縫無損檢測技術研究

王亞婷，張國權

河北華建檢測試驗有限責任公司，河北 滄州 061000

鋼結構的強度較高，并且具有良好的承重能力，在建筑工程中的應用較為廣泛，也能夠為建筑工程的整體質量提供有效的保障。鋼結構的建筑物在一定程度上具有良好的抗震能力，在施工的過程中，鋼結構的施工安裝較為簡單和便捷，這也是鋼結構在工程建筑中得到廣泛應用的原因之一。焊縫無損檢測技術可對鋼結構的穩定性進行檢測，保證鋼結構的施工質量符合建筑工程的標準要求。

1 鋼結構工程中焊接技術的缺陷

在鋼結構工程焊接的過程中，焊接技術可能會受到技術、建設需要、施工環境等方面的因素影響，導致焊接過程中存在較為嚴重的缺陷。焊接技術的缺陷主要可以分為以下幾種：

（1）氣孔問題。在鋼結構工程焊接的過程中，熔池高溫會讓金屬吸收到大量的氣體，在金屬冷卻之前并沒有排出吸入的氣體，導致在金屬材料中形成空穴，進而影響焊接施工的穩定性。導致氣孔產生的主要原因是焊接劑沒有完全烘干，在后續的電弧偏出和保護氣體不足等情況下，氣孔便會隨之產生[1]。

（2）夾渣問題。在焊接施工完成后，金屬夾縫中會殘留條狀、點狀等熔渣，這些熔渣在后續的施工中，可能會造成焊接出現細小的縫隙，且很難被發現，這是因為坡口焊接的過程中存在油垢，焊接施工的速度較快，導致出現夾渣問題。

（3）未焊透問題。焊接的接口處并沒有完全滲透便開始進行焊接施工，導致焊接出現未焊透的問題，在實際的施工過程中，焊接的電流過小、焊接的速度較快、焊接的縫隙較小等均會造成鋼結構材料出現未焊透的問題[2]。

（4）未融合問題。金屬與需要進行焊接的材料之間沒有進行有效的融合連接，在焊接施工的過程中，金屬坡口存在油垢、焊接速度較快或未按照實際的施工方案進行施工都會造成金屬材料與需要焊接的材料部分未充分融合。

2 鋼結構工程焊縫無損檢測技術

2.1 滲透檢測技術

（1）檢測原理。滲透檢測技術又可稱為液體滲透檢測技術，主要是在鋼結構焊接縫中通過毛細現象來進行檢測，當液體滲透到細小縫隙或者毛細管中，會順著毛細管及縫隙移動的方向產生變化，導致縫隙或者毛細管中的水面不斷上升，根據縫隙或者細管直徑的大小變化，觀察水面上升的程度，如果滲透檢測方法操作的過程中，所滴入的液體無法潤濕細管，則表明焊縫的質量不存在缺陷，可以進行后續的施工；如果當液體滴入細管后，細管被潤濕水面出現上升的情況，則表明鋼結構焊縫存在缺陷，需要及時地進行返工。滲透檢測的方法中還可以使用不同的滲透液體，因此滲透檢測的方式也可按照滲透液體的不同來進行劃分，如著色檢測和熒光滲透檢測。這兩種滲透檢測方式都能夠有效檢測焊縫中的損壞情況，但滲透液體具有一定的腐蝕性，會對檢測人員的身體健康產生一定的影響，此外在檢測多孔性質的材料或者焊縫內部的過程中，無法提供精準的檢測結果，因此現階段在鋼結構中利用滲透檢測技術，仍舊存在一定的安全風險和缺陷，在今后焊縫無損檢測技術的發展過程中，需要不斷對滲透檢測技術進行完善[3]。

（2）滲透檢測技術的優缺點。滲透技術的檢測優點在于能夠直觀、靈活和明顯地觀察鋼結構中存在的問題，一般裂縫寬度在1μm以上的，都可以利用滲透法進行檢測，檢測的成本也相對較低。但滲透技術也存在較為明顯的缺點，如熒光材料只能作用在鋼結構的表面，無法及時檢測內部存在的問題，導致檢測的結果較為片面。

2.2 磁粉檢測技術

（1）檢測原理。磁粉檢測技術主要是對磁場中磁化后的鐵性質材料所表現出來的特征進行檢測，檢測過程中，如果鐵性的材料出現磁化反應后，磁感強度會有所提升，但是磁感主要是存在鐵磁性的材料中，因此不會有吸附磁粉的現象出現，如果焊縫表面有缺陷，鐵磁材料內部的磁感就會有一定的變化，在鋼結構材料的表面出現磁粉，再對磁粉進行相應的處理，讓磁粉能夠更加直觀地被工作人員觀察，這個過程就是磁粉檢測技術。在對磁粉進行處理的過程中，一般所使用的磁粉都具有熒光性的特點，這樣能夠讓工作人員在檢測過程中第一時間發現磁粉反應。在應用磁粉檢測技術的過程中，操作較為簡單且靈敏程度較高，同時磁粉檢測技術還具有較為良好的適應性，檢測成本也較為低廉。

（2）磁粉檢測技術的優缺點。磁粉檢測的適應性較強，只要是鐵磁性的材料，都可以使用磁粉檢測技術，針對一些較為隱蔽的問題也能夠進行精準檢測，而磁粉檢測也存在較為嚴重的缺點，目前的鋼結構工程都會采用奧氏體不銹鋼或者鋁合金等材料，這些材料都不適合使用磁粉技術進行檢測。

2.3 射線檢測技術

（1）檢測原理。射線檢測技術主要是利用各種類型的射線對鋼結構中的缺陷進行檢測，射線檢測技術對設備儀器的要求較為嚴格。由于射線在穿透物體時會有不同程度的衰減，因此需要根據鋼結構的不同性質來選擇最為合適的射線檢測設備。通過對暗室進行處理，可得到射線穿過物體之后留下的光度底片，再根據射線的衰減程度對鋼結構焊縫的質量進行檢測，就可判斷焊縫是否存在質量缺陷。現階段，射線檢測技術在鋼結構焊縫檢測應用的過程中，由于射線檢測的成本過高，檢測的速度也較為緩慢，導致射線檢測技術未能在鋼結構檢測中被廣泛應用，在今后鋼結構焊縫檢測技術的發展中，需要不斷完善射線檢測方式，彌補射線檢測技術的缺陷[4]。

（2）射線檢測技術的優缺點。射線檢測技術具有一定的靈敏度，檢測結果也較為精準，還能夠對焊縫缺陷的尺寸、數量、位置、厚度等方面進行檢測，但射線對人體具有一定的危害，長期進行檢測的工作人員，受到射線損害的程度更為嚴重。

2.4 超聲檢測技術

（1）檢測原理。在鋼結構焊縫無損檢測技術中，超聲檢測技術是目前應用最為廣泛的檢測技術，與射線檢測技術相同，超聲檢測技術同樣需要有專業的設備儀器來支持，檢測的原理主要是通過利用超聲波對鋼結構中存在的問題進行判斷，當超聲經過鋼結構中的缺陷時，設備可對波動情況進行分析從而判斷鋼結構是否存在缺陷。但是在實際的檢測過程中，超聲檢測技術也很容易受到材料的影響，鋼結構材料的性質會影響超聲檢測的準確性，使得缺陷位置的判斷不準確。

（2）超聲檢測技術的優缺點。超聲檢測技術的準確性較好，且靈敏度較高，檢測速度較快，但在復雜的施工環境下，或者在不規則鋼材的檢測過程中，超聲波會受到嚴重的損耗，使得設備接收信號的過程受到影響，導致檢測的精準度下降。

3 結束語

焊縫無損檢測技術是現階段在鋼結構工程中應用得較為廣泛的檢測技術，這種應用檢測技術可以準確地在鋼結構工程中檢測出結構中存在的質量缺陷，能夠有效保障鋼結構施工質量。因此技術人員實際在應用檢測技術的過程中，需要靈活選擇鋼結構焊縫無損檢測技術，以此全面提升鋼結構的工程質量和穩定性，進而提升建筑工程的整體經濟效益。