无损检测技术在钢结构建筑工程检测中的应用

孙超

摘要：钢结构是现代建筑工程建设中重要的建筑材料，钢结构有多个使用优点，由于其轻质性，在工程施工进程中轻便快速，同时产生的经济效益也很高，成为了现代建筑炙手可热的建筑材料。钢结构在一定程度上符合人们对现代化建筑绿色发展的要求，所以被大量投入建筑使用。无损检测作为一种新检测技术手段，在不损害钢结构建筑的前提下，对钢结构进行内外细致全面的检测。

关键词：无损检测技术；钢结构；建筑工程；检测应用

1无损检验

1.1无损技术的概况

无损检测是在不破坏试件的条件下，以物理或者化学方法为手段，借助先进的科学设备，对试件的表面，以及试件内部结构进行检测。判断被检测试件中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小、位置、性质和数据等信息，进而判断被检测试件所处技术状态的所有技术手段的总称。

1.2无损检测的特点

现代社会飞跃发展，以及现代工业的要求，建筑企业对施工材料质量以及材料结构特点都有严格的要求，材料质量可靠性都要求高标准，由于无损检测技术具有不破坏试件、检测灵敏度高等特点，所以在钢结构检测中应用日益广泛。

2无损检测技术的主要形式

2.1渗透检测技术

向被测钢结构表面涂抹着色剂，着色剂经由毛细管渗透并逐步转移至开口型缺陷中，用清洗剂清除着色剂，等待一段时间以便试件达到干燥状态，涂抹显像剂，由其吸收残余的着色剂，观察缺陷部位可以明显地看到着色剂的痕迹，根据痕迹明确缺陷的发生位置以及形状。渗透检测能够直观判断被测结构表面的开口型缺陷，但涉及到的操作流程较为繁琐，检测耗费的时间相对较长，难以满足高效检测的要求。同时，渗透检测仅能够判断构件表面的开口型缺陷，对于闭口型缺陷或是夹渣等内部问题的判断则缺乏可行性。从环保的角度来看，检测试剂具有污染性。

2.2磁粉检测技术

磁场磁化铁磁材料，若被测建筑钢结构的表面或近表面存在缺陷，此区域的磁阻较之于其它无异样的部位有所变化，除了绕过缺陷继续传播的磁力线外，还有一部分以“先排挤出构件而后再进入构件”的路径发生运动，此变化下产生漏磁场，焊缝表面的磁粉被吸附，经过观察即可初步判断焊缝的缺陷，掌握缺陷的发生位置和具体形状。焊缝表面或距表面小于12mm的近表面缺陷的检测均可采用磁粉检测技术，对于难以目视识别的小缺陷也可以采用磁粉检测技术，兼具操作便捷、灵敏度高、成本低、污染小等多项优势，但是，该项技术在构件内部缺陷的检测和表面缺陷深度的判断中缺乏可行性。

2.3超声波检测技术

探头向被测构件发出超声波脉冲，传播期间遇到构件缺陷时存在不同的声阻抗，到达缺陷界面的部分超声波发生反射，探头接收后可以从幅值和相位信息两个方面进行分析，明确缺陷的位置和大小，对焊缝中缺陷的具体情况做出判断。超声波检测技术具备识别焊缝内部缺陷并定位的能力，效率高、成本低，在面积形缺陷的检测中有较好的应用效果；但检测结果不直观，在相同技术应用方式下，不同缺陷位置产生的检测结果在准确性方面有所区别，例如构件表面或近表面缺陷检测效果欠佳；被测结构呈不规则形状时，也难以取得良好的检测效果。

2.4射线检测技术

被测焊缝存在缺陷时，X射线或其它放射源穿透期间被吸收的情况由于是否存在缺陷而显现出差异，其中缺陷部位对射线的吸收能力明显强于其它部位，由于对射线吸收能力的提高，缺陷位置的射线强度减弱，观察暗室处理后的胶片可以清晰发现焊缝内部缺陷，根据胶片判断缺陷的位置和形状。

射线检测技术以投影图像的形式直观呈现构件内部的质量状况，生成的检测结果具备长期保存的条件。在各类无损检测技术中，射线检测法更倾向于以定性、定量的方法对缺陷进行判断，在检测气孔、夹渣等试件内部体积型缺陷时有良好的应用效果，但在裂纹或其它的面积型缺陷的检测中缺乏可行性，具体与射线照射角度有关，例如射线照射方向与缺陷方向平行时，存在缺陷检测率偏低的问题。同时，射线检测技术在角焊缝的检测中缺乏可行性，主要原因在于设备与胶片的布置难度高，若未妥善布置，难以有效保证成像质量，因此通常只用于对接焊缝的检测。射线还存在伤害人体健康、成本高等局限性，进一步缩小其应用范围。

3无损检测技术在钢结构建筑工程实例中的应用

某建筑工程地下1层、地上3层，采用全钢结构。在焊接位置、焊接工艺、焊接条件多因素的影响下，存在根部未焊接、点状等质量缺陷，钢结构缺乏稳定性。为准确发现钢结构焊接问题并及时处理，工程采用无损检测技术进行焊缝质量的判断。

3.1外观检测

全熔透对接焊缝内部检测前安排焊缝外观检测，重点从外观缺陷和尺寸偏差两方面判断手工电弧焊的施工质量。外观缺陷具有直观性，采取目视观察的方法，良好的焊缝外观质量不允许存在裂纹、气孔、烧穿等问题，焊缝的熔渣和飞溅需得到有效的清理。经过对本工程建筑钢结构焊缝的外观检查后，发现焊缝有表面气孔、弧坑、飞溅等缺陷。在明确焊缝缺陷的类型、位置及具体范围后，进行返工处理。

焊缝尺寸偏差的检测采取测量的方法，工具选用焊标检验尺，测量项目包含焊缝的平整度、宽度、高度，经过控制后需达到如下要求：焊缝的宽度≤坡口宽度加4mm、余高高差≤2mm、焊缝错边量≤0.1倍板厚、不直度≤3mm。若检测发现的焊缝表面缺陷得到妥善的处理，方可安排焊缝内部的质量检测。

3.2超声波检测

超声发射设备向被测部位发射脉冲信号，缺陷部位和非缺陷部位在反射波的大小、位置多方面均存在差异，根据此特性进行缺陷的判断，例如是否存在缺陷、缺陷的发生位置及其类型（裂纹、气孔、夹渣等）。材料性质、声速、传感器的性能均会对焊缝超声波探伤检测效果带来影响，为提高检测结果的精度，从被测件的特点出发，确定一套适宜的焊缝检测参数，生成检测方案，由专员在方案的指导下有效组织检测活动。

（1）仪器的配备。根据高效、准确的焊缝内部缺陷检测要求，采用汉威全数字超声波探伤仪HS610E，此仪器在夹渣、气孔、裂纹等焊缝内部缺陷的检测中具有可行性。（2）探头K值和频率的设定。根据工件的厚度选择适宜的检测参数，以较厚的工件为例，采用低K值、低频率的探头，对于存在可疑信号的部位，安排复验，获得准确的检验结果。具体至本工程，分14mm、16mm、20mm、25mm和28mm、32mm、36mm、40mm两部分考虑，前者采用斜探头5P13×13K2.5，后者采用斜探头2.5P13×13K2.0。（3）试块。考虑的是CSK-ⅠA标准试块和RB-2型对比试块两类，汇总试块的检测结果，生成距离波幅曲线（DAC）。（4）扫查方式。锯齿形扫查（L型），焊缝质量等级为2级，探伤面为单面双侧，传输修正灵敏度4dB。（5）耦合剂。首先进行打磨处理，清理打磨产生的杂物，达到平整、干净的状态后均匀涂抹浆糊。探头与工件紧密接触，探伤检测人员密切关注一次回波和二次回波，根据探测信息进行缺陷的全方位判断。探伤检测期间需要更换探头时，要求新探头的频率参数和频率频带均与原探头保持一致。

4结语

经过本文对钢结构建筑无损检测技术的分析，提出渗透检测、磁粉检测、超声波检测、射线检测等常见无损检测技术的应用原理及要点，并结合工程实例进行分析，加深对无损检测技术的认知。

参考文献

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