钢结构工程焊缝无损检测技术应用研究

段 斌

（广东建准检测技术有限公司， 广东 广州 510407）

1 钢结构工程焊缝无损检测技术原理

钢结构焊接主要是连接杆件和构件，从而保障两者之间传力作用，通常情况下，最常用的焊接连接接头方式有以下几种，即对接接头、T 型接头、搭接接头、十字接头、角型接头，而显然钢结构焊接处理是存在一定复杂性的，如在焊接过程中，受高温作用，主体金属附近会出现“热影响区”，这个区域会随着焊接速度和焊接电流发生性能改变，如有些晶粒会变粗，从而导致钢结构材质变脆。此外受焊接工艺、操作技术等方面的影响，钢结构工程还易在焊接位置处，出现夹渣、气孔等质量问题，为此在焊接结束后，对钢结构工程进行检测十分必要的[1]。而与有损检测方式相比，“无损检测技术”是一种在不损害、不影响被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。

2 钢结构工程焊缝无损检测技术应用研究

2.1 射线探伤技术

“射线探伤技术”是一种重要的钢结构工程焊接无损检测技术，可对焊接内部的缺陷进行探伤检测，具体的检测方法主要是利用γ 射线或者X 射线穿透钢结构焊接接头，从而使检测影像落入到底片上，由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同，照射到胶片各处的射线强度也就会产生差异，通过暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。这样就可以清晰的观察出焊接内部的缺陷轮廓以及缺陷位置和大小，并以此对焊缝质量进行等级评定，得到的检测底片是可以长时间存档的，这就为接下来的工程质量验收提供了凭证，是“射线探伤技术”所特有的一种优势[2]。如现在一些封闭性较强的钢结构工程之中，多是使用射线探伤技术进行焊缝质量检测，但是由于此种检测方法判定时间较长，同时检测成本比较高，因此目前射线探伤技术还未得到广泛的应用推广。

2.2 超声波探伤技术

“超声波探伤技术”顾名思义，是利用超声波(频率高于20000Hz 的声波) 去探测被检测对象内部缺陷的一种常用检测方法，此种无损检测技术最大的优势特征就是指向性好、穿透能力强、灵敏度高等特点，因此在工业领域得到了广泛的应用推广。而对钢结构工程焊接质量进行无损检测时，超声波探伤技术的应用最为广泛，即利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小[3]。“超声波探伤技术”整体来说具有较高灵敏度，并且操作也比较方便，但不足之处是对缺陷的准确定性有难度，显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主、客观因素的影响，以及探伤结果不便保存等，因此超声波探伤也有其局限性。

2.3 磁粉探伤技术

“磁粉探伤技术”的应用，是利用了铁磁性材料被磁化后缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，磁化后的铁磁性材料在其表面和近表面缺陷处的磁场发生畸变，并形成漏磁场，这样利用漏磁场吸引磁粉的特征，来判定铁磁性材料是否有损伤，并通过磁粉的分布情况，进一步对铁磁性材料的表面缺陷和近表缺陷做出判断，此种检测方法是比较迅速的，并且检测成本也不高。但是不足之处是“磁粉探伤技术”只能检测到铁磁性材料的表面或者近表面缺陷，不能有效的检测到材料的内部深处损伤，同时检测过程中，可能会受到被检工件形状、尺寸的影响，因此此种无损检测技术，在某种程度上来说还是存在一定局限性的。

2.4 渗透探伤技术

“渗透探伤技术”是利用毛细现象检测材料的表面开口缺陷的一种方法，而具体来说，渗透探伤技术又分为荧光法和着色法两种形式，首先应用荧光法，主要是指在被检测工件的表面涂上一层含有荧光物质的渗透剂，让其向被检工件内部渗透，在规定时间后，清理掉表面的渗透剂，让缺陷内的渗透剂被保留下来，然后可以通过喷洒显像剂，使表面开口缺陷内的渗透剂被吸附出来，并扩散到探伤工件的表面，然后再将被探伤的工件放置在黑暗的环境之中，并使用紫外线灯对其进行照射，就可以清晰的看到缺陷处的荧光，以此做出有效的判断[4]。其次着色法，即将荧光物质替换成了着色染料，但相比较荧光法，着色法的检测效果要稍逊一筹，但整体上来说，渗透探伤技术是一种成本较低的无损检测技术，不足之处在于清洁工作比较麻烦。

3 结语

钢结构具有较强的载荷能力，抗震性能比较突出，因此目前被广泛的应用到机械及建筑领域之中，而钢结构的制作安装比较复杂，尤其是焊接难度比较大，容易出现气孔、夹渣等缺陷，因此为了更好的保障钢结构工程焊接质量，焊接后的检测环节不可缺少，而无损检测技术的应用，不会对钢结构本身造成破坏，相比较传统检测技术，更具有优势价值。