淺談鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】建筑業(yè)在快速進(jìn)步，與之相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)工程也日益增加了總體數(shù)目，包含了鋼結(jié)構(gòu)的各類建筑。例如水利工程、規(guī)模較大的工業(yè)廠房、城區(qū)高層建筑，這些都不可缺失內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)。針對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，可借助于焊接步驟用來(lái)銜接各個(gè)構(gòu)件，構(gòu)成完備的整體。焊接工序?qū)?huì)留下焊縫，對(duì)此有必要配備無(wú)損檢測(cè)的方式用來(lái)測(cè)定精確的焊縫體積及狀態(tài)。針對(duì)各類鋼結(jié)構(gòu)工程，探析了無(wú)損檢測(cè)在測(cè)定焊縫時(shí)的具體運(yùn)用。結(jié)合工程的真實(shí)狀態(tài)，選取無(wú)損檢測(cè)的適當(dāng)方法。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)工程；焊縫；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；具體應(yīng)用

作為承重系統(tǒng)，鋼結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為多樣的優(yōu)勢(shì)，例如強(qiáng)度優(yōu)良、自身重量很輕、具備最佳抗震特性及韌性。在自動(dòng)裝配時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)也擁有環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。從現(xiàn)今狀態(tài)看，各類工程都日益接納了新式鋼結(jié)構(gòu)。具體在施工時(shí)，銜接各構(gòu)件的施工流程都要經(jīng)過(guò)焊接。由此可見(jiàn)，焊接得出的鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量密切關(guān)系到總體性能。采納無(wú)損檢測(cè)的新方式用來(lái)檢測(cè)隱含的焊縫，才能測(cè)出焊縫缺陷并且及時(shí)予以修補(bǔ)。從目前來(lái)看，無(wú)損檢測(cè)針對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)的日常運(yùn)用正在擴(kuò)展，體現(xiàn)出必要的價(jià)值。

一、鋼結(jié)構(gòu)常見(jiàn)焊縫類型

從焊接方式來(lái)看，焊接包含了自動(dòng)的埋弧焊、手動(dòng)式的電弧焊、電渣焊及氣體保護(hù)焊。焊接鋼材的完整流程包含鑄造及冶煉等，在高溫狀態(tài)下金屬被熔化，由此構(gòu)成了熔池。在后續(xù)處理中，設(shè)置了冷卻及冶金反應(yīng)，因而牢固銜接了各類母材。電弧焊可選用手工焊接，分解了高溫的外層藥皮因而防控了滲入至鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)的毒害性氣體；電渣焊及埋弧的自動(dòng)焊接配備了固液兩類的保護(hù)，氣體保護(hù)焊借助于惰性的二氧化碳或氬氣用來(lái)焊接。從常規(guī)來(lái)看，焊縫缺陷可表現(xiàn)為如下類型：

第一類為夾渣。經(jīng)過(guò)焊接之后，焊縫將會(huì)殘存夾渣或熔渣。焊渣掉落至金屬焊縫內(nèi)側(cè)，這種焊渣包含了點(diǎn)狀及條帶狀這樣兩類。具體來(lái)看，鋸齒形態(tài)的條帶夾渣呈現(xiàn)為偏低的波峰，點(diǎn)狀?yuàn)A渣很近似單獨(dú)的氣孔。夾渣產(chǎn)生的根源應(yīng)為：焊接或冷卻較快、坡口含有雜物、冷卻熔池較快且沒(méi)能完全浮起夾渣物質(zhì)。

第二類為氣孔。焊接施工的流程內(nèi)，高溫狀態(tài)下的熔池可用來(lái)吸納較多氣體。在冷卻前，金屬焊縫殘存了空穴因而沒(méi)能溢出氣體，由此形成氣孔。從形態(tài)來(lái)看，氣孔包含了密集性的、單一性及橢球性這樣三類氣孔。其中，單獨(dú)氣孔呈現(xiàn)為較低的回波，波形也很穩(wěn)定；密集式的氣孔源自反射的簇狀波形，在氣孔變化時(shí)波高也將不斷波動(dòng)。氣孔缺陷起源于油漬或偏吹的電弧。在某些情況下，保護(hù)氣體不足或者烘干焊劑的狀態(tài)不佳，也會(huì)造成氣孔。

第三類為裂紋。完成焊接之后，局部將會(huì)暴露出熱影響造成的母材焊縫，這種焊縫包含了冷熱兩類的裂痕。平移探頭時(shí)，經(jīng)常暴露出起伏不定的波幅；轉(zhuǎn)動(dòng)探頭過(guò)程中，波峰還會(huì)不停反復(fù)錯(cuò)動(dòng)。裂紋的根源為：不適當(dāng)?shù)牟僮鳌⑵屏嗽械暮附咏嵌取⒐簿w表現(xiàn)出較低熔點(diǎn)。

第四類為未焊透的焊接。焊接不夠透徹，體現(xiàn)為沒(méi)能熔化透徹，金屬接頭因而暴露出缺陷。平移探頭時(shí)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的波形，然而兩側(cè)反射回來(lái)的探頭波形卻并非相同。這種弊病根源為：焊接流經(jīng)較小的電流或速度過(guò)快、坡口設(shè)定了不適當(dāng)?shù)慕嵌取⒉僮骷凹庸ち鞒檀嬖诒撞　⒑缚p存在過(guò)小的間隙、偏移了焊接角度。某些情況下，金屬及母材并沒(méi)能融匯為整體，這主要是由于坡口存在未能清洗的油污。

二、應(yīng)用中的檢測(cè)技術(shù)

具體在焊接時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)若存在較多焊縫，將會(huì)減低鋼結(jié)構(gòu)可承載的總體應(yīng)力，因而縮減了耐疲勞性及強(qiáng)度性能。從技術(shù)現(xiàn)狀看，檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)可選的技術(shù)包含破壞測(cè)驗(yàn)、無(wú)損性的檢測(cè)、模擬的試驗(yàn)法。相比來(lái)看，無(wú)損檢測(cè)擁有了更優(yōu)的綜合性能，借助高技術(shù)性的儀器用來(lái)測(cè)定焊縫。無(wú)損檢測(cè)不會(huì)損傷原材，這種基礎(chǔ)上測(cè)定了焊縫的物理特性。檢測(cè)的步驟中，并不會(huì)增添額外的更多損傷，在根本上即可確保鋼結(jié)構(gòu)是完整且致密的。現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，無(wú)損檢測(cè)可選如下技術(shù)途徑來(lái)檢測(cè)焊縫：

（一）超聲波的探測(cè)

對(duì)于材質(zhì)缺陷，可選超聲波方式用來(lái)測(cè)探，這種探測(cè)設(shè)定為無(wú)損檢測(cè)。超聲波表現(xiàn)為高頻率，適合工業(yè)探測(cè)。借助特定的儀器，針對(duì)于選定的待測(cè)材質(zhì)即可發(fā)射探頭的超聲波。在不同介質(zhì)內(nèi)，超聲波可以折射并且反射，反饋至銜接的儀器。在顯示屏幕上，超聲波被顯示為放大的波紋形態(tài)，便于判斷歸納。相比于其他探傷，超聲波探傷更敏銳且省略了冗余的繁雜流程，加快探測(cè)速度。

（二）借助射線的檢測(cè)方式

針對(duì)于內(nèi)側(cè)隱含的焊縫缺陷，優(yōu)選射線探傷的手段用來(lái)檢測(cè)。在焊縫銜接處，可透過(guò)射線以此來(lái)呈現(xiàn)缺陷。在底片或屏幕上，顯示了精確的焊縫缺陷狀態(tài)及總數(shù)，也可辨認(rèn)出焊縫的輪廓。經(jīng)過(guò)射線測(cè)定的方式，評(píng)定了分類的焊縫等級(jí)，后期在驗(yàn)收過(guò)程中即可把探傷結(jié)論設(shè)定為依據(jù)。針對(duì)于射線探傷，可選電視監(jiān)督或電離的方式。判定焊縫的形態(tài)，射線探傷擁有更優(yōu)的顯著性。然而不應(yīng)忽視，射線將會(huì)傷害到人體，檢測(cè)流程也會(huì)消耗較長(zhǎng)的總時(shí)間。

（三）表層滲透的探傷

在無(wú)損探傷中，還可借助毛細(xì)管用來(lái)滲透鋼結(jié)構(gòu)表層，以便于探測(cè)損傷。具體來(lái)看，滲透探傷包含了著色方式及熒光探傷。在焊縫的表層，可填入流動(dòng)性的滲透液體。間隔一段時(shí)間，再去清洗液體。這樣做，即可保留清晰的探傷顯影。滲透探傷更適合用在非金屬特質(zhì)的材料中，可直觀顯示出精確的探傷結(jié)果。

結(jié)語(yǔ)

在鋼結(jié)構(gòu)中，連接各個(gè)構(gòu)件的常見(jiàn)方式即為焊接。選用無(wú)損檢測(cè)，從根本上提升了各步驟內(nèi)的檢測(cè)質(zhì)量，確保檢測(cè)得出的數(shù)值是精準(zhǔn)的。然而從現(xiàn)狀看，無(wú)損檢測(cè)配套的運(yùn)用技術(shù)仍沒(méi)能達(dá)到完善，有待后期改進(jìn)。在未來(lái)實(shí)踐中，還需拓展無(wú)損檢測(cè)可用的檢測(cè)范圍，引入探傷的超聲波測(cè)定方式。針對(duì)于焊縫缺陷，做到更精確的判定。不斷總結(jié)并歸納無(wú)損檢測(cè)的日常運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，服務(wù)于鋼結(jié)構(gòu)總體工程質(zhì)量的提升。

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作者簡(jiǎn)介：

第一作者：楊立光， 男， 1960.1，遼寧省昌圖縣 漢族，大學(xué)本科，工作單位： 水利部長(zhǎng)春機(jī)械研究所，檢測(cè)處，高工 常務(wù)副主任 處長(zhǎng)，

第二作者：劉大偉，水利部長(zhǎng)春機(jī)械研究所

第三作者：柳振華，水利部長(zhǎng)春機(jī)械研究所