大跨度空间建筑钢结构无损检测质量控制措施探讨

摘    要：随着建筑四新技术的推广应用，大跨度空间建筑钢结构项目数量增多，如何提高工程质量，成为施工企业的关注重点。本文以无损检测技术为核心，首先指出大跨度空间建筑钢结构的技术特征，然后阐述了无损检测技术应用过程中的质量控制措施，以供参考。

关键词：大跨度空间;钢结构;技术特征;无损检测;质量控制

1  前言

依据现行的钢结构规范，大跨度建筑钢结构指的是跨度在60m以上的钢结构，常见如体育馆、影剧院、航空港等公共建筑。在结构形式上，主要分为网架式、悬索式、桁架式、薄壳式等。考虑到钢结构施工工序复杂，会受到诸多因素的影响，采用无损检测技术，能保证工程质量。以下结合实践，探讨了无损检測工作的质量控制措施。

2  大跨度空间建筑钢结构的技术特征

2.1  钢材等级高

建筑工程快速发展，对施工技术的要求不断提高，目前跨度超过100m的钢结构在工程中普遍应用。国家超限审查委员会，针对大跨度钢结构的超限审查编制了明确规定，要求施工期间必须使用高强级别的钢材，例如Q390C、Q420C、Q460E等，以保证钢材的强度指标。

2.2  结构形式多样

大跨度钢结构的形式多样，且向着组合趋势发展，举例来看：北京奥运会中的鸟巢采用空间桁架结构，水立方采用多面体钢架结构，羽毛球馆采用弦支穹顶钢结构;广州国际会展中心，采用张弦桁架结构。此外，仿生理念的应用，促使钢结构节点形式更加多样，例如球绞节点、锻钢节点、铸钢节点等。

2.3  施工难度大

钢构件的截面类型不一，数量众多，一项大型工程中，包含数万个到数十万个钢构件，而且每个构件的长度、尺寸均不同，其中弯扭构件必须进行试验研究。如此一来，施工期间的难度加大，会形成较多质量隐患。

3  超声检测技术的质控措施

3.1  消除焊缝余高

在焊缝表面，相邻焊趾之间的焊缝余高，应该磨平处理，一方面有利于检测工作，另一方面可以降低漏检率。具体到焊接质量验收工作，应该尽量减少焊缝表面产生的轮廓反射波，而且要低于测长线，以便检测出表面缺陷、近表面缺陷。

3.2  探测材料缺陷

对焊缝进行检测时，焊接表面的焊缝余高不需要处理，但如果缺陷难以准确判断，此时应该消除焊缝余高，提高检测结果的准确性。处理期间，对于单面焊缝，磨平处理难以达到根部，此时应该采取以下措施：①调节检测仪器的灵敏度，随着脉冲增宽，焊缝轮廓反射波会增强，对于缺陷的检出率更高;②针对检测人员进行技术培训，能根据焊缝轮廓的反射波特征，判断是否存在缺陷。如果反射波的波形异常，或者位置变动，就要消除焊缝余高，然后再次检测。③合理选择探头类型，以高分辨探头、双晶探头为例，其焊缝轮廓的反射波更小，能改善检测效果。

3.3  选择检测方法

以直接接触检测为例，分为直射声束法、斜射声束法两种。前者声束垂直入射工件的待检测面，如下图1，没有缺陷时，只显示始波T、底波B;如果存在小缺陷，显示始波T、底波B、缺陷波F;如果存在大缺陷，显示始波T、缺陷波F。后者声束倾斜入射工件的待检测面，如下图2所示，没有缺陷时，只显示始波T;如果存在缺陷，显示始波T、缺陷波F;如果碰到板端，显示始波T、端角波B。工作人员应该合理选择检测方法，以提高检测效率和质量。

4  磁粉检测技术的质控措施

4.1  合理选择仪器

选择磁粉检测仪器时，应该严把质量关，结合检测对象的形态、尺寸、特点，以提高仪器的灵敏度。此外，选择灵敏度试片时，一方面要满足规范标准，另一方面要进行测试。

4.2  完善质控制度

磁粉检测技术的应用，对铁磁性材料表面、近表面缺陷的检测灵敏度高，是表面缺陷检测的首选方法。检测工作的开展，应该具有完善的质控制度体系，制定明确的检测内容、质量标准，为工作人员的操作提供支撑和保障。

4.3  加强人员管理

实践证实，磁粉检测技术对待测工件的表面光滑度要求高，检测人员要有扎实的技术和丰富的经验。基于此，应该加强人员管理，从技术水平、职业素质两个方面入手，不断提升人员的能力，增强工作责任心，保证检测工作质量。

5  射线检测技术的质控措施

5.1  抽查工艺卡

针对专用工艺卡，应该进行抽查检测，包括内容的填写、审核、编制等，看是否满足规范要求。检测过程中，注意保护工艺卡，避免出现破损。

5.2  选择透照方式

在透照方式的选择上，一是选择射线类型，常见如X射线、α射线、β射线、γ射线等。以X射线检测为例，优点是方便实用，使用面宽，底片能长期保存，不仅能直观显示出缺陷部位和图像，而且有利于分析工作;但缺点是对工作人员会产生辐射性损害，在敏感物体上会引起不良作用。二是选择工艺类型，其中胶片成像工艺，是根据胶片的感光情况，判断检测工件的内部质量;数字成像工艺则是将检测工件的内部信息，转化为数字信号，然后进行还原和储存。

5.3   规范检测流程

射线检测过程中，要对检测全过程进行控制，关键环节是射线拍片、底片处理等。在射线拍片期间，应该严格按照规范流程操作，不能依靠个人经验;在底片处理期间，控制显影、定影、烘干等环节，调节合适的时间和温度。评定底片质量时，要求评定人员持证上岗，按照初评→复评步骤完成。如果复评和初评结果不一致，应该协商改进评价方案，确定最终评价结果，并签字确认。

6  渗透检测技术的质控措施

6.1  使用渗透剂

渗透检测技术的应用，要求在工件表面涂抹渗透剂，促使检测部位处于湿润状态。一般情况下，渗透时间控制在10分钟以上，并且结合渗透剂的类型、工件的材质、存在的缺陷等，对渗透时间进行调整。检测完成后，如果检测结果不准确，可以适当延长渗透时间。

6.2  使用显像剂

显像剂的使用，主要用来覆盖底色，使用前首先轻微摇晃，促使显像剂质量均匀。如果表面裂缝小，渗透液的渗透量小，相应地回渗量减少，只需使用少量显像剂即可。相反，如果使用大量显像剂，反而会掩盖细微裂缝，出现漏检现象。此外，使用显像剂时，还要把握好显像时间，避免影响检测结果。

6.3  及时清洗试件

渗透检测的原理是毛细现象，常用在非梳孔性的金属、非金属零件中，是检测表面开口缺陷的有效手段。如果工件表面开口有缺陷，渗透液在毛细作用下会浸入缺陷中，继而检测出缺陷的分布和形态。为了提高检测准确性，首先要保证工件表面的清洁度，可以采用清洗剂进行清洗;擦拭时将渗透剂擦干净，擦拭纸不能重复使用，且保持方向一致，直至工件表面干燥。值得注意的是，不能向工件表面直接喷涂清洗剂，因渗透剂稀释，可能出现回渗现象，会提高漏检率。

7  结语

随着建筑行业的快速发展，大跨度空间建筑钢结构项目增多，其技术特征是钢材等级高、结构形式多样、施工难度大。文中以超声检测、磁粉检测、射线检测、渗透检测技术为例，介绍了检测期间的质量控制措施，以期提高检测结果的准确性，保证钢结构工程质量。

参考文献：

[1] 郭浩霖.关于钢结构无损检测质量控制措施探析[J].中国石油和化工标准与质量，2018（9）：21～22.

[2] 林强，黄建强，徐斌，等.无损检测新技术在钢结构桥梁中的应用探讨[J].江西建材，2017（15）：200～204.

作者简介：

黄又青（1987—）江西 男 汉 本科 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 工程师 研究方向：建筑钢结构安全鉴定与检测。