钢结构工程焊缝无损检测技术研究

王亚婷，张国权

河北华建检测试验有限责任公司，河北 沧州 061000

钢结构的强度较高，并且具有良好的承重能力，在建筑工程中的应用较为广泛，也能够为建筑工程的整体质量提供有效的保障。钢结构的建筑物在一定程度上具有良好的抗震能力，在施工的过程中，钢结构的施工安装较为简单和便捷，这也是钢结构在工程建筑中得到广泛应用的原因之一。焊缝无损检测技术可对钢结构的稳定性进行检测，保证钢结构的施工质量符合建筑工程的标准要求。

1 钢结构工程中焊接技术的缺陷

在钢结构工程焊接的过程中，焊接技术可能会受到技术、建设需要、施工环境等方面的因素影响，导致焊接过程中存在较为严重的缺陷。焊接技术的缺陷主要可以分为以下几种：

（1）气孔问题。在钢结构工程焊接的过程中，熔池高温会让金属吸收到大量的气体，在金属冷却之前并没有排出吸入的气体，导致在金属材料中形成空穴，进而影响焊接施工的稳定性。导致气孔产生的主要原因是焊接剂没有完全烘干，在后续的电弧偏出和保护气体不足等情况下，气孔便会随之产生[1]。

（2）夹渣问题。在焊接施工完成后，金属夹缝中会残留条状、点状等熔渣，这些熔渣在后续的施工中，可能会造成焊接出现细小的缝隙，且很难被发现，这是因为坡口焊接的过程中存在油垢，焊接施工的速度较快，导致出现夹渣问题。

（3）未焊透问题。焊接的接口处并没有完全渗透便开始进行焊接施工，导致焊接出现未焊透的问题，在实际的施工过程中，焊接的电流过小、焊接的速度较快、焊接的缝隙较小等均会造成钢结构材料出现未焊透的问题[2]。

（4）未融合问题。金属与需要进行焊接的材料之间没有进行有效的融合连接，在焊接施工的过程中，金属坡口存在油垢、焊接速度较快或未按照实际的施工方案进行施工都会造成金属材料与需要焊接的材料部分未充分融合。

2 钢结构工程焊缝无损检测技术

2.1 渗透检测技术

（1）检测原理。渗透检测技术又可称为液体渗透检测技术，主要是在钢结构焊接缝中通过毛细现象来进行检测，当液体渗透到细小缝隙或者毛细管中，会顺着毛细管及缝隙移动的方向产生变化，导致缝隙或者毛细管中的水面不断上升，根据缝隙或者细管直径的大小变化，观察水面上升的程度，如果渗透检测方法操作的过程中，所滴入的液体无法润湿细管，则表明焊缝的质量不存在缺陷，可以进行后续的施工；如果当液体滴入细管后，细管被润湿水面出现上升的情况，则表明钢结构焊缝存在缺陷，需要及时地进行返工。渗透检测的方法中还可以使用不同的渗透液体，因此渗透检测的方式也可按照渗透液体的不同来进行划分，如着色检测和荧光渗透检测。这两种渗透检测方式都能够有效检测焊缝中的损坏情况，但渗透液体具有一定的腐蚀性，会对检测人员的身体健康产生一定的影响，此外在检测多孔性质的材料或者焊缝内部的过程中，无法提供精准的检测结果，因此现阶段在钢结构中利用渗透检测技术，仍旧存在一定的安全风险和缺陷，在今后焊缝无损检测技术的发展过程中，需要不断对渗透检测技术进行完善[3]。

（2）渗透检测技术的优缺点。渗透技术的检测优点在于能够直观、灵活和明显地观察钢结构中存在的问题，一般裂缝宽度在1μm以上的，都可以利用渗透法进行检测，检测的成本也相对较低。但渗透技术也存在较为明显的缺点，如荧光材料只能作用在钢结构的表面，无法及时检测内部存在的问题，导致检测的结果较为片面。

2.2 磁粉检测技术

（1）检测原理。磁粉检测技术主要是对磁场中磁化后的铁性质材料所表现出来的特征进行检测，检测过程中，如果铁性的材料出现磁化反应后，磁感强度会有所提升，但是磁感主要是存在铁磁性的材料中，因此不会有吸附磁粉的现象出现，如果焊缝表面有缺陷，铁磁材料内部的磁感就会有一定的变化，在钢结构材料的表面出现磁粉，再对磁粉进行相应的处理，让磁粉能够更加直观地被工作人员观察，这个过程就是磁粉检测技术。在对磁粉进行处理的过程中，一般所使用的磁粉都具有荧光性的特点，这样能够让工作人员在检测过程中第一时间发现磁粉反应。在应用磁粉检测技术的过程中，操作较为简单且灵敏程度较高，同时磁粉检测技术还具有较为良好的适应性，检测成本也较为低廉。

（2）磁粉检测技术的优缺点。磁粉检测的适应性较强，只要是铁磁性的材料，都可以使用磁粉检测技术，针对一些较为隐蔽的问题也能够进行精准检测，而磁粉检测也存在较为严重的缺点，目前的钢结构工程都会采用奥氏体不锈钢或者铝合金等材料，这些材料都不适合使用磁粉技术进行检测。

2.3 射线检测技术

（1）检测原理。射线检测技术主要是利用各种类型的射线对钢结构中的缺陷进行检测，射线检测技术对设备仪器的要求较为严格。由于射线在穿透物体时会有不同程度的衰减，因此需要根据钢结构的不同性质来选择最为合适的射线检测设备。通过对暗室进行处理，可得到射线穿过物体之后留下的光度底片，再根据射线的衰减程度对钢结构焊缝的质量进行检测，就可判断焊缝是否存在质量缺陷。现阶段，射线检测技术在钢结构焊缝检测应用的过程中，由于射线检测的成本过高，检测的速度也较为缓慢，导致射线检测技术未能在钢结构检测中被广泛应用，在今后钢结构焊缝检测技术的发展中，需要不断完善射线检测方式，弥补射线检测技术的缺陷[4]。

（2）射线检测技术的优缺点。射线检测技术具有一定的灵敏度，检测结果也较为精准，还能够对焊缝缺陷的尺寸、数量、位置、厚度等方面进行检测，但射线对人体具有一定的危害，长期进行检测的工作人员，受到射线损害的程度更为严重。

2.4 超声检测技术

（1）检测原理。在钢结构焊缝无损检测技术中，超声检测技术是目前应用最为广泛的检测技术，与射线检测技术相同，超声检测技术同样需要有专业的设备仪器来支持，检测的原理主要是通过利用超声波对钢结构中存在的问题进行判断，当超声经过钢结构中的缺陷时，设备可对波动情况进行分析从而判断钢结构是否存在缺陷。但是在实际的检测过程中，超声检测技术也很容易受到材料的影响，钢结构材料的性质会影响超声检测的准确性，使得缺陷位置的判断不准确。

（2）超声检测技术的优缺点。超声检测技术的准确性较好，且灵敏度较高，检测速度较快，但在复杂的施工环境下，或者在不规则钢材的检测过程中，超声波会受到严重的损耗，使得设备接收信号的过程受到影响，导致检测的精准度下降。

3 结束语

焊缝无损检测技术是现阶段在钢结构工程中应用得较为广泛的检测技术，这种应用检测技术可以准确地在钢结构工程中检测出结构中存在的质量缺陷，能够有效保障钢结构施工质量。因此技术人员实际在应用检测技术的过程中，需要灵活选择钢结构焊缝无损检测技术，以此全面提升钢结构的工程质量和稳定性，进而提升建筑工程的整体经济效益。