无损检测技术在钢结构中的应用

文 / 山东省路桥集团有限公司章丘设备制造中心 曲振华

无损检测技术内涵

钢结构无损检测技术主要是利用光、电、声和磁等钢结构的特性在不影响钢结构自身结构的前提下来对钢结构进行全面有效的检测。无损检测技术能够非常准确及高效地对钢结构中的不均匀性和缺陷进行检测，进而能够对钢结构中出现缺陷的位置、大小、规格等信息进行准确的掌握，进而更加全面地了解钢结构内部的具体情况，以此来为钢结构的后续加固处理等进行科学的基础参考依据。目前我国的相关部门已经开始越来越重视无损检测技术的更新和应用，同时对无损检测的相关标准进行统一，对无损检测技术的重要政策进行规定，确保其能够更加全面高效地应用在我国的钢结构检测领域当中。无损检测技术目前在我国的钢结构检测工作中已经取得了非常瞩目的成就，随着该项技术的不断发展及推进，在我国的钢结构检测中已经累积了非常宝贵及丰富的实践检测经验，为后续的建筑行业和工业生产等发展提供了非常坚实的基础，注入了强大的动力。无损检测技术目前较为突出的优势主要有以下几点：1.无损检测技术的整体检测效率较高，同时在开展无损检测的过程中所受到的外界影响因素较少，能够保障无损检测技术较为顺利地进行。2.无损检测技术整体的检测准确度高，其能够高效地对所检测钢结构内部的缺陷位置及大小等信息进行准确地获取，为后续的钢结构加固提供坚实的科学基础。3.无损检测技术整体的检测成本较低，在进行无损检测的过程当中不需要消耗较多的人力和物力。无损检测技术凭借着这些优势在我国的钢结构检测工作中开始越来越广泛地应用。随着钢结构的应用环境越来越复杂，行业内对钢结构的整体使用安全性和稳定性等也提出了全新的要求，因此需要对钢结构的无损检测技术进行进一步地升级和改进，确保其能够更加有效地满足相关的检测需求。

钢结构缺陷

机械零件、建筑桥梁、铁路运输、管道架设等领域中随处可见钢材的影踪，但在工作过程中，因钢材会受到交变应力、自然腐蚀等多种因素影响极易产生裂纹、疲劳损伤、锈蚀等破损，从而引起局部失稳乃至整体崩溃。钢结构是各种型材、钢板、钢管的组合体，连接部分通过焊接实现。但在焊接过程中会受到环境条件、操作者技术水平、焊接工艺性等多方面的影响，钢结构内部出现缺陷难以避免，常见的应力缺陷有气孔、夹渣、裂缝及焊不透等。在缺陷等级上，气孔、分布式夹渣属一般缺陷，不会对焊缝强度产生过大的削弱；群布式气孔、未熔合属严重缺陷，是钢结构力学性能的重大威胁。无损检测技术即是在不损坏钢架结构的前提下，达到结构诊断的目的，它能为工程技术人员提供设计参考，也能为检验检测部门建立依据。目前常用的无损检测方法主要有渗透检测、磁粉检测、超声波检测、涡流检测和射线检测等，实际中技术人员要具体问题具体分析，针对不同的结构形式采用不同的检测方法。

钢结构无损检测的重要性

在建筑工程当中，钢结构的整体质量好坏会对最后的工程施工质量造成严重的影响。如果在进行工程施工的过程中出现了钢结构的质量问题会导致严重的安全事故发生，同时也会对整个工程项目的安全稳定性造成严重的威胁。目前在钢结构的实际应用过程中会由于外部因素的影响而导致整个钢结构出现过量荷载和损伤等问题，长时间的损伤会导致钢结构受到损坏，进而可能发生严重的安全事故。为了有效地避免上述问题的出现，需要对钢结构的整体定期地进行质量检测。在进行钢结构的检测工作中需要有效地应用无损检测来全面地提升检测效率和检测质量，同时由于无损检测不会对钢结构造成影响，因此无损检测是目前钢结构检测工作中较为广泛使用的一项检测技术。随着科技技术的发展和无损检测技术的不断更新优化，无损检测技术目前已经在我国的钢结构检测工作中发挥了非常重要的作用。

无损检测技术的主要检测形式及其原理

射线检测

射线检测技术主要是利用射线穿透被检测物体的过程中整个射线强度不断的减弱，根据射线减弱的情况来对被检测物体内部是否存在缺陷进行检测。在进行具体的射线检测过程中，需要将观光胶片放在被检测物体的适当位置，以此来对射线的相关信息进行接收，之后将观光胶片经过暗室处理后对整个被检测物体的内部缺陷和厚度变化等进行直观的图像审视，并结合图像所显示的内容来对缺陷的位置、大小和数量等进行评断。利用电子成像技术可以对钢结构内部存在的问题或焊接存在的缺陷等进行更加直观的显示，同时整个检测成像结果能够长期的进行存储，方便后期的检查。但是射线检测技术较为明显的一个缺点就是会对人体造成伤害，同时整体的检测成本相对较高，检测速度相对缓慢。

超声波检测

超声波检测技术主要的原理是利用超声波在不同的介质中所传播的性质各不相同来对受检测物体内部的相关缺陷进行判断。利用超声波检测技术在钢结构中进行检测能够有效地对超声波传播过程中的钢结构内部缺陷进行检测。当超声波发出遇到障碍物后，整个超声波的传播特性和传播方向等都会随之发生变化，接收设备会明显的感受到超声波接收过程中的变化，检测人员以此来对被检测物体的内部缺陷进行分析及判断，超声波检测原理图如图1所示。超声波检测类型主要是使用A型脉冲反射法。超声波检测技术最突出的优点时其能够在短时间内对钢结构内部出现的焊接缺陷和裂纹等进行检测，整个检测成本较低，同时超声波检测设备也便于携带。但是超声波检测技术的缺点是其对钢结构焊接面的粗糙结构有一定的要求，整体的普遍适应性较低。

磁粉检测

由于被检测的钢结构中具有一定的铁磁性，当钢结构在进行磁化后其内部会产生较为强烈的磁感应。当被检测的钢结构内部的材质出现不连续情况的情况下，整个钢结构的磁力线会随着不连续材质而发生变化，导致整个磁力线透出钢结构材料，在被检测钢结构周围形成漏磁场。磁粉会在钢结构磁力线的作用下堆积在受检测钢结构材料的近表面或表面，以此来对钢结构内部的缺陷进行判断。磁粉检测技术最主要的优点是整个检测过程中的灵敏度较高，检测成本相对较低。但是磁粉检测技术的缺点是只能对受检测钢结构的表面和近表面进行检测，同时由于需要被检测物体具有铁磁性，因此具有较为明显的局限性。

无损检测技术在钢结构检测工作中的应用

射线探伤

射线探伤能够对钢结构内部的体型等问题进行准确的检测，通过使用射线技术能够对钢结构内部的气孔及疏松等问题进行准确的检测。同时利用射线技术还能够对钢结构的裂纹问题、充分融合问题、未焊透问题进行有效的探测。目前较为常见的射线技术主要由X射线和中子射线，较为常用的射线探伤检测设备是X射线探伤机，其能够将整个探伤检测结果通过平面图像较为直观的向检测人员进行展现。

超声检测

在超声波探针与被测钢结构的表面相接触时，探测器会发出超声波，并接收到声波，再将声波转换成电子信号，通过超声波在钢结构中的传播速度和时间变化，来确定钢结构的缺陷所在。一般情况下，受检测钢结构的内部缺陷越大，则其反射表面越大，故可通过反射的超声比来判定其强度。目前，常见的探伤波形有纵波，横波，表面波，其中纵波和横波适合于检测钢结构的内部缺陷，而表面波用于检测表面的缺陷。

磁粉探伤

磁粉探伤在钢结构检测中较为常见，由于钢结构具有一定的铁磁性，因此能够比较有效的使用磁粉探伤对其进行检测。主要分为以下几步：1.受检测钢结构预处理2.钢结构磁化操作3.钢结构附近施加磁粉及铁磁性材料4.认真观察并记录受检测钢结构周围的磁痕5.认真分析钢结构的缺陷6.对钢结构进行退磁处理。在进行磁粉探伤过程当中，对受检测钢结构进行磁化是一项较为复杂的操作，同时也是能够有效掌握受检测钢结构缺陷的基础。

结语

综上可知，在进行钢结构质量检测工作中，无损检测技术的应用能够更加高效全面地提升钢结构质量监测工作的整体准确度和效率。同时需要采取科学有效的方法来加强钢结构质量检测力度来确保整个建筑工程能够更加高质量进行，确保钢结构能够全面有效地为我国的各行各业提供坚实的基础支持。