无损检测技术在钢结构桥梁中的实践研究

蔡泳松

广东盈通检测技术咨询服务有限公司 广东 中山 528459

引言

钢结构桥梁不仅具备着较高的结构强度，同时也会产生较强的综合效率，成为我国当下桥梁建设的重要类型，承担我国重要的交通运输职责。在过去的发展中，我国由于在钢结构桥梁方面的建设经验不足，使得伴随着使用年限的增加，会出现不同程度的质量问题，因此严重影响到了桥梁的正常使用[1]。

1 无损检测技术

在当下的无损检测技术，也被称为无损探伤，是一种在保障不会对检测对象造成质量损伤的一种检测技术类型，基于物质的声、光、磁、电等方面的特征，对物质的内部性能以及参数是否符合标准进行检测。相比较传统的检测技术，需要随机在结构上进行钻孔检测而言，这种形式下的检测技术并不会对钢结构造成较为严重的质量影响。

我国在当下的钢结构桥梁的建设中，主要采用的钢桥面板焊接而成。因此，这样的结构桥梁会存在着大量的焊接部位，同时残余应力也较大。这样的焊接技术下，会由于焊接工艺所面临的缺陷，或者在荷载力的反复作用下模式的形成一定的疲劳裂缝。归根结底，对于桥梁的一些质量隐患问题主要体现在三个不同的方面。第一是由于焊接水平高低不一导致，在实际的施工过程中，经常会出现未焊透、未熔合、烧穿等方面的问题。第二则是由于构件连接部位，会在主应力反复的作用力下，使得出现一定的疲劳裂纹。最后，则是由于在构件的细节位置，在受到外载荷力，或者受到震动的影响，出现一定的形变问题。因此，这种钢结构桥梁必然会在长期的使用中，出现不同程度的质量问题，只有采用科学合理的检测技术，才可以及时发现这些潜在的质量问题，以此采取针对性的解决措施。在当下开展无损检测的过程中，主要涉及桥梁构件的锈蚀、起皮、油漆剥落等情况的勘查；焊接缝与构件是否存在质量问题，特别是在杆件接头、钢材相互交叉的位置，检测是否出现了不同程度的疲劳裂纹[2]。

2 无损检测的实际应用

2.1 在役钢结构桥梁检测

在对在役钢结构桥梁进行的检测，是针对一些投入时间较长的桥梁所开展的相关检测技术。由于桥梁已经投入较长的检测时间，因此就会导致车辆在长时间的行驶之后，出现一定程度的振动，或者由于钢材的承压等方面的问题，导致在役钢结构桥梁出现不同程度的老化、裂纹等方面的问题。但是由于很多出现的裂缝很微小，因此让检修人员无法通过肉眼及时发现，这样就会留下较大的安全隐患。一旦得不到有效的修补，就会在之后的使用中，使得一些裂缝继续加大。在当下对于在役钢结构桥梁的检测技术，主要是首先让检测人员利用肉眼进行观察，之后再使用砂纸对桥梁的表面油漆进行打磨处理，使用磁粉或者着色渗透液的检测技术，对其内部进行探伤，最大程度上发现一些细小的裂缝[3]。

2.2 在建钢结构桥梁检测

在当下在建的钢结构桥梁也会由于各种原因，出现不同程度的裂缝问题。首先，可能是由于建设当中建设材料的质量影响，一些建筑材料质量不合格，因此在建设之前就会出现一定的裂缝。其次，还可能是由于施工过程中的施工工艺方法不当，以此导致对桥梁的整体结构造成不同程度的问题。一般情况下，出现这类问题的地方，都是在焊缝或者应力的集中位置。因此，在工程项目施工结束之后，基本上都需要首先使用超声波检测技术，并之后使用X射线进行检测。在本质上，需要在焊缝接头的起始两端，都拍下一组找平，并对其中开展抽样调查，对一些不合格的位置加倍进行拍照，直到焊缝得到了较为完整的检测，以此避免由于检测技术的不合格，让后期的使用过程中，会出现较为严重的裂缝问题[4]。

3 钢结构桥梁无损检测技术

在当下的检测技术的使用中，使用磁粉校测与渗透检测技术，仅仅可以对钢结构的表层裂缝进行检测，因此存在着一定的检测局限性。而在之后使用的射线照相技术、超声波探伤技术以及涡流检测技术等，可以在使用的过程中，对其钢结构的内部缺陷问题进行确定，因此得到了较为广泛的推广与使用。

3.1 磁粉检测技术

在钢材被成功的磁化之后，会导致表面存在的一些裂缝，能够对磁场的连续性造成一定的破坏。因此，在实际的使用过程中，对被磁化的钢材表面均匀地撒上一些磁粉，这样就可以使得一些钢材一定存在着一定的裂缝，就会让一部分磁束流入到存在的裂缝当中，以此进入到裂缝的磁束流当中，这样就可以很好的利用磁场的效果，对裂缝的具体位置、形状、大小进行科学合理的判断。对于这种磁粉检测技术而言，在操作上较为简单，同时也具备着较强的环境适应力，因此在当下的钢结构桥梁的无损检测工作当中，这种技术得到了较为科学合理的使用。但是，对于这种技术的问题在于，仅仅使用在一些钢结构的表层检测工作。同时，由于在检测的过程中，一些钢结构桥梁所使用的材料为一些奥氏体不锈钢，或者采用的是铝合金等一些无法被磁化的金属物质，另外裂缝在超过30%，以及一些裂缝出现在一些较深的位置上的时候，都无法使用这种方法进行检测[5]。

3.2 渗透检测技术

在使用这种检测技术的时候，往往首先需要在被检测对象，对其表面的油漆、灰尘以及油泥等位置处理干净，之后再使用喷雾器或者刷子，对其表面所覆盖的一些着色剂与荧光染料进行针对性的处理。一旦钢材当中出现了一定的裂缝，必然会让着色剂与荧光染料进入到裂缝当中，之后干燥处理之后，或者添加一定的显像剂，使用紫外线进行照射之后，就可以清晰的显示这个阶段裂缝的具体位置与形状。对于这种裂缝检测技术而言，其技术的使用范围较为广泛，同时操作也较为的简单。但是该技术的缺点在于，仅仅能够针对一些定性或者表面有着较高光洁技术的材料进行检测。同样对于一些裂缝较深的情况，无法进行科学合理的检测、另外，在一些表面出现铁锈、涂料或者出现的缺陷性问题，无法进行科学合理的检测。

3.3 射线照相技术

当下射线检测技术，主要是使用X射线，对其特定的胶片上所产生的一些感光作用，这样就可以很好地对一些体积型缺陷，或者一些焊缝位置进行详细的检测。在实际的使用过程中，在射线扫过被检测对象之后，就会被存在的一些裂缝所吸收。以此让胶片的感光程度出现变化，以此显示出裂缝的位置。对于这种技术的优势性，主要是可以很好的作用于各种建设材料，例如可以针对金属材料、复合材料、放射材料等多种类型的材料进行检测。使用计算机系统，将裂缝在出现的三维立体图像，也是现阶段所有无损检测技术当中，检测灵敏度最高的技术类型。但是，由于射线会伴随着检测对象的厚度所影响，出现射线的衰减，因此就会导致基本上都应用在一些薄层的结构检测。同时，该种技术对于设备有着较强的依赖性，同时在后期的设备维护成本较高，对于人体而言，射线也会对人体造成一定的损伤，需要在使用这种技术的时候，对检测人员做好相应的防护工作[6]。

3.4 超声波探伤技术

在频率大于20000MHz的机械波，被称之为超声波。在当下使用超声波检测技术，主要是利用超声波与被测对象所产生的相互作用。在遇到异面介质的时候，例如对于气孔、夹渣等，就会使得一些超声波经过超声波反射，导致在计算机处理信号之后，就可以显示出相应的缺陷回波。这样就可以很好的利用分析的方式，对检测对象的几何特性、组织结构、力学性能异常等方面得到充分合理的检测。对于这种技术而言，在实际的使用过程中，具备着仪器体积小、操作简单、易于携带，同时检测周期短的优势，同时可以在使用的过程中，作用于一些高厚度的钢材。并对一些裂缝、夹层以及折叠等位置，实现高效率的检测，以此满足检测人员对于该位置的检测工作。伴随着当下科学技术的发展，使得也研发出了各种类型的超声波检测技术，例如出现了自动超声波技术、远程超声技术以及逆波场衍射技术等，都可以应用在不同的情景当中[7]。

3.5 涡流检测技术

在应用物流检测技术的过程中，是一种基于电磁感应的原理，使其交变磁场作用下，可以产生大量的感应电流，并激发出次级感应磁场，是德语远处交变磁场会发生一定的作用，这样就会出现电流。这样的技术，可以很好地用于导电材料的检测技术当中。而在钢桥的结构当中，一旦存在着一定的裂缝或者气泡，就会使得导体当中的涡流出现一定的变化。因此，这种技术有效地应用到一些薄、细小的导电材料当中。在具体的操作中，并不需要进行材料的接触，同时检测技术有着较高的自动化程度，同时检测的速度也相对比较快。但是这样的技术也存在着一定的缺陷，就是无法有效地对一些厚度较高，或者在内部存在着一定缺陷问题的材料监测，同时探伤深度与表面探伤的灵敏度存在着一定的矛盾问题，因此就无法实现定量的检测方式[8]。

3.6 声发射探伤技术

在近些年的发展中，这种技术已经得到了广泛的应用，同时伴随着科学技术的发展，该技术也得到了全面的应用，成为一种可以很好地对钢桥进行检测的技术手段。声发射也被称为应力波发射技术，可以很好地在钢铁材料有着较大的荷载情况下，对其出现的一些破坏、断裂后不可逆的形变，产生较为明显的声场改变，以此产生一定的机械扰动，进而释放出应力波。在这样的技术使用中，利用传感器对发射的信号波采集，以此实现针对性的检测。但是，需要注意的是，该技术经常会受到一些外界环境的噪声干扰，以此使得该技术有着提升的空间。

3.7 金属磁记忆检测技术

当下金属磁记忆检测技术的使用，主要是利用金属磁材料在地磁场环境下，受载荷作用产生一些磁记忆，使得可以对材料当中的一些缺陷实现良好的反应。而在在载荷消灭后，依然可以存在。这样就可以很好地对铁磁构建的一些早期缺陷，实现使用寿命的评估。

4 结束语

综上所述，为了保障钢结构桥梁可以长期稳定的运行下去，创造出更多的社会效益，就需要在日常的运维中，采用各种针对性的无损检测技术，对其钢结构进行针对性的检测，以此及时的发现一些潜在的安全隐患，并针对性的进行处理与调整，从而全面提高桥梁施工质量。