浅谈钢结构焊缝无损检测方法的应用

江涌

摘 要：分析了无损检测方法在钢结构焊缝中的应用现状，并探析了几种常见无损检测方法在钢结构焊缝中的应用，以供参考。

关键词：钢结构焊缝；无损检测；曲率半径；渗透探伤

中图分类号：TU758.11 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.148

无损检测方法是一项新兴的综合性技术，通过应用化学、物理现象，并借助先进的器材和设备等，可对钢结构焊缝进行有效的测试和检测，以保证钢结构的可靠性、安全性、致密性、连续性和完整性。

1 无损检测方法的应用现状

钢结构的焊接连接是一种最常见的连接方式，根据母材和焊缝的连接位置可将焊缝分为角焊缝和对接焊缝。其中，角焊缝分为斜角焊缝和直角焊缝；对接焊缝分为部分焊透焊缝和完全焊透焊缝。根据《钢结构设计规范》（GB 50017—2003），焊缝应该根据应力状况、工作环境、焊缝形式、荷载特性和结构的重要性等，将焊缝的质量划分为不同等级。对于不同质量等级的焊缝，应根据相应的钢结构工程施工质量验收标准验收，并分别对钢结构焊缝进行内部质量检测和表观检测。内部质量检测是指根据相关的设计要求，采用超声波探伤技术检测焊缝内部是否存在缺陷。如果超声波探伤无法准确判断焊缝内部是否存在缺陷，则应采用射线探伤技术。上述无损检测的探伤方法和内部缺陷分级均符合国家现行标准中的相关要求，比如《钢熔化焊对接接头射线照相与质量分级的规定》（GB 3323）和《钢焊缝手工超声波探伤结果分级法》（GB 11345）等。此外，对于厚度>8 mm的板材和曲率半径相对较小的管材，常采用超声波探伤；对于厚度在8 mm以下的板材和曲率半径相对较大的管材，常采用渗透探伤或磁粉探伤。

2 无损检测在钢结构焊缝中的应用

2.1 射线探伤检测的应用

射线探伤无损检测方法的工作原理为：利用γ射线或Χ射线穿透物体，并根据射线在穿透检测物体各个部分时的衰减强度，探测物体内部是否存在缺陷。采用射线探伤无损检测能根据底片上出现缺陷的形状、大小和数量等，判断焊缝是否存在质量问题，还可分类和定级焊缝质量，并将其作为产品验收的质量标准。这种无损检测方法通常适用于对密闭性能要求相对较高的钢结构产品中，比如大型船身、压力容器和锅炉等，通常都采用射线探伤检测焊缝质量。根据缺陷显示方法具有的差异性，可将射线探伤方法分为工业电视监察法、电离法、荧光屏观察法和照相观察法等。通过采用射线探伤检测，能准确判断钢结构缺陷的形状，具有非常高的可靠性。射线探伤检测的缺点为成本较高、探测时间较长，且射线对人体有一定的危害，在使用的过程中应采取相应的防护措施。

2.2 超声波探伤无损检测的应用

超声波探伤无损检测方法的工作原理为：利用超声波穿透钢结构，并从一个截面穿透到另一个截面，在截面的边缘发生反射，以此检测钢结构内部是否存在问题。同时，超声波检测到零件底面存在缺陷时，能在荧光屏上形成相应的脉冲波形，通过观察脉冲波形可准确判断缺陷的位置、形状和数量等。超声波探伤无损检测方法具有成本低、探测速度快、操作简单、灵敏度高和对人体无害等特点，这使其被广泛应用于钢结构焊缝以及其他领域中。但采用超声波探伤无损检测方法时，缺陷的定性、定量评定工作需要检测人员具有非常熟练的技术和丰富的经验。因此，采用该方法对检测人员的要求相对较高。

2.3 渗透探伤无损检测的应用

渗透探伤无损检测方法的工作原理为：利用荧光染料和有色染料具有的渗透性强的物理特性显示缺陷痕迹。因此，这种无损检测方法也被称为“荧光探伤”或“着色探伤”。渗透探伤无损检测不仅能对钢结构焊缝进行检测，还能探测合金材料、有色金属、耐候钢和不锈钢等材料的缺陷。渗透探伤无损检测方法具有对人体无害、成本低、探测速度快、操作简单和灵敏度高等特点。但这种无损探测方法只能发现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，无法断定缺陷的性质和位置。

2.4 磁粉探伤无损检测的应用

磁粉探伤无损检测方法的工作原理为：利用钢铁等具有磁性，对钢结构工件进行磁化，钢结构内部会产生相对较强的磁感应，磁力线的密度将增加至原来的几百或几千倍。如果结构中存在缺陷，则磁力线也会发生相应的变化。此时，可根据缺陷部分的漏磁场具有的吸收磁粉的特点，判断钢结构是否存在缺陷以及缺陷的形状。这种无损检测方法具有灵敏度高、成本低等特点，但无法对钢结构内部进行检测，同时，会受到材料尺寸、形状的影响，导致在实践应用中具有一定的局限性。

3 结束语

综上所述，建筑钢结构具有工程化程度高、强度高和经济效益高等优点，被广泛应用于电力、海洋工程、船舶、航天和建筑钢结构等领域中，并创造了非常大的社会效益和经济效益。因此，为了保证钢结构在实践中的应用效果，需要采用单种或多种无损检测方法对钢结构焊缝进行检测，以保证钢结构建筑的质量和安全。

参考文献

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[3]盛陈飞.钢结构焊缝无损检测方法的应用研究[J].科技资讯，2008（1）：7.

〔编辑：张思楠〕