钢结构工程焊缝无损检测技术及其运用探讨

郭华栋

摘要：钢结构工程在建设施工时，一般会通过焊接技术进行有效连接，焊接质量对于钢结构质量具有直接影响。为了保证焊缝质量，需要通过无损检测方法进行检验。对此，本文阐述了无损检测技术，介绍了钢结构工程常见DNT技术，并提出DNT技术应用要点，希望能够为相关单位与人员提供参考。

关键词：钢结构工程;无损检测;运用策略

前言：钢结构具有强度高、承重能力良好等特点，在建设工程中具有广泛应用，可以为建设项目质量提供良好保障。在建设工程中，钢结构具有一定抗震能力，开展施工活动时，钢结构施工活动较为便捷与简单，这也是建设工程中广泛应用钢结构的关键原因。焊缝无损伤检测技术能够检测钢结构稳定性，确保钢结构质量满足工程标准。

1无损检测技术

无损检测技术（NDT）在焊缝检测中具有良好先进性，涵盖探伤、检测以及评价3个环节。无损探伤是对焊接缺陷进行检查;NDT技术通过探伤环节对缺陷位置、状态、大小与性质进行明确;无损评价具有广泛应用范围，相关人员应该对检测对象进行准确、全面地了解，进行充分掌握其信息，以准确评估其运行状态与使用寿命。NDT就是针对检测对象展开应用性检测处理，一般会借助超声、磁粉等检测手段实现，对缺陷具体情况进行了解，充分提高检测结果，所以在工业生产的质量检测中DNT应用较为普遍。选择该技术检测钢结构焊缝，能够及时发现其缺陷情况，便于及时制定修复措施进行有效处理，以充分保证焊接质量。开展钢结构焊缝NDT检测工作时，超声波检测方法应用较为广泛，通过超声波反射可以对缺陷位置进行确定。超声波方法就是借助该原理实现检测，同时借助超声波探头进行相应超声波发送，之后借助接收器收集反馈数据，通过屏幕可以直接显示折射波形与反射波形，针对波形情况开展分析以及评判等工作，进而对缺陷形式进行全面了解，可以以此为基础制定科学防治措施[1]。

2钢结构工程常见DNT技术

2.1渗透检测

渗透检测（PT）主要是将借助毛细现象开展检测工作，一般在检测液体接触被检测物体后，若是被检测物体中有毛细管、细微缝隙等缺陷，那么液体就会进入到毛细管与缝隙中，液体可以对毛细管进行湿润，毛细管、缝隙中液面不断升高，缝隙以及毛细管内径减小，液面高度也会持续增加。若是液体在毛细管中没有实现润湿，则缺陷内液面也会不断下降。PT技术主要是通过该原理实现检测，在焊缝表面涂抹一定量的渗透液，若是焊缝表面有上述缺陷，那么就会有渗透液进入，此时可以去除渗透液，工作人员能够清晰观察到焊缝缺陷中渗透液情况，将缺陷问题清晰展示出来。结合渗透液类型，涵盖着色与荧光两种检测手段，两者差异性主要体现在缺陷展示效果方面。对于钢结构工程中，焊缝缺陷检测来讲，两者效果较为突出。以整体性角度分析，DT技术具有灵敏度高、直观展示缺陷问题以及操作简便等特点，钢结构尺寸、形状以及缺陷方位等情况并不会对检测工作造成影响。然而渗透液存在挥发性、腐蚀性问题，需要保证工作人员安全，另外在多孔性材料、内部缺陷等方面PT技术检测效果较差。

2.2磁粉检测

磁粉检测（MT）主要借助铁磁性材料受到磁化之后可以产生磁场的现象，检测焊缝缺陷问题。以理论角度分析，对此类材料进行科学磁化处理，可以充分强化其内部磁感应效果，基于正常情况，因为铁磁性材料充分约束了磁感应线，所以不会吸附磁粉，然而若是鐵磁材料焊缝表面出现缺陷问题，则磁感应线就会出现变化，突破束缚，产生磁极、形成漏磁场，同时可以吸附磁粉，此时只需要在材料表明放置荧光或是颜色显著的磁悬液、磁粉，并观察其聚集情况，能够对其缺陷大小与位置等信息进行准确判断。相比于其他技术，MT技术具有灵敏度高、操作便捷以及适应性良好等特点，然而只可以在铁磁材料中进行应用，对于奥氏体材料并不能够开展检测工作，若是，焊缝缺陷具有较高的深度，并且材料磁性较弱，也会影响检测准确性。

2.3射线检测

射线检测（RT），一般借助中子射线、Y射线或是X射线等透过材料内部的强度情况合理评估焊缝缺陷情况，一般需要通过专业设备开展检测工作。不论是哪种射线，穿过物体过程中会发生衰减现象，物质不同，相应衰减系数也会出现一定差异，所以只需借助相应射线照射焊缝，同时将协助胶片开展感光处理，之后进行暗室处理，即能够获得射线光度底片，若是焊缝出现缺陷问题，则其他部位和缺陷部位的射线强度会有错不同，可以通过底片将不同之处显示出来，以此为基础即可以识别焊缝缺陷问题。RT技术可以对缺陷厚度差、位置、尺寸、数量与性质等情况进行精准分析，具有较高的灵敏度，对于各种金属材料、焊接工艺等均具有良好适应性，所以对于钢结构焊缝检测来讲，也可以获得显著效果，然而因为射线照射角度以及穿透能力等会影响检测数据精准度，所以，在锻件、钢管以及钢板检测工作中缺乏良好适应性，也会增加检测成本，拖延检测速度。

2.4超声检测

对于超声检测（UT），需要通过专业设备开展检测工作，此过程中通过超声探头实现超声波发射，借助耦合剂在构件中实现传播，同时探头也会接收相应反射回波。通常而言，超声波进入材料后，虽然可以根据原速度与方向传播，然而若是材料出现气孔、裂纹等缺陷问题，则两侧界面声阻抗有所不同，最终将超声波反射回来，借助采集分析这些反射波，即可以检测缺陷问题。该技术在建设工程中应用广泛，其检测准确性、速度以及灵敏度等方面的检测优势非常显著。然而并不能够直观地展示检测结果，另外材料缺陷位置、形状、晶粒度与外形等情况也会影响检测数据[2]。

3无损检测在钢结构工程中的应用要点

3.1科学选择检测技术

虽然钢结构可以充分提高建设项目整体抗震性能以及结构强度等，然而因为各个建设项目在建设时间中有所不同，所以，在其焊缝NDT检测中提出的要求也会存在一定差异，开展检测实践活动时，应该根据建设项目具体需求科学确定NDT技术，以提高检测数据有效性与准确性。比如，开展铁磁材料表面焊缝检测工作时，应该选择MT技术，开展检测焊缝内部缺陷时，应该尽量选UT技术或是RT技术。见下表。

开展焊缝NDT检测工作时，因为一些NDT技术极易被外界环境、条件等方面影响，所以正式开展检测工作前，一般应该根据规定科学检验该工作所需材料以及检测对象，以保证检测数据正确性。比如在开展着色检验工作时，需要确保检测对象温度保持在10—50℃范围内，同时表面照度在500Lx以上，基于此种条件涂抹着色渗透液，能够保证液体不会出现蒸发、冻结等问题，保持高照度可以保证缺陷中渗透液清晰地显示出来。同时，还应该按照检测对象检验材料。若是检测对象是镍基合金、钛合金、奥氏体材料，则应该控制显像剂、渗透剂以及清洗剂等材料中硫化物、氯氟化物的含量，尽量保持在200ppm以内，保证不会损伤检测对象[3]。

3.2科学选用设备

钢结构焊缝DNT检测工作具有一定复杂性，为了保证在各种条件下的检测需求得到充分满足，提高检测数据精准性，工作人员应该科学选择检测设备，防止由于设备问题对检测数据产生影响。比如，开展UT检测工作过程中，因为焊缝缺陷尺寸较小，所以，为了提高检测分辨率，需要采用2—5MHz探头。另外，探头镜片尺寸情况也会影响其检测性能，若是晶片尺寸大就会促使超声能量更加集中，进而提高检测数据准确性，然而因为近场长度也会增加，所以表面波会影响检测工作，导致缺陷判断结果不够准确。所以，相关人员需要科学设置晶片尺寸，实际工作时可以结合检测对象材料实际特定科学确定晶片尺寸。

结语：综上所述，在钢结构焊缝NDT检测工作中，各种检测技术有着各自的优势，开展实践工作时，相关人员需要结合工程实际要求，科学确定检测手段，注重产品以及材料检验，科学选用设备，进而才可以充分保证检测效果，及时发现焊缝缺陷问题，制定补救措施，保证工程质量。

参考文献

[1]张卿，李晓光，杜亚飞，何艺，朱悦铭，程婧婷，王海涛.基于Tx-Rx探頭的异种金属焊缝缺陷检测及定量分析[J].计算机测量与控制，2021，29（12）：73-78.

[2]李昊，王贤强，刘鹏，刘朵，张建东.超声相控阵U肋熔深检测应用现状及展望[C].江苏省综合交通运输学会公路分会.2019年泛长三角公路发展论坛论文集.江苏省综合交通运输学会公路分会：江苏省公路学会，2019：130-133.

[3]许旭东，袁尧，邓彬彬，张俊，李忠斌，杨帆.阵列超声波检测技术在船闸闸门焊缝中的应用分析[J].吉林水利，2021（10）：5-8+16.