建筑鋼結構中常見無損檢測技術分析

文/劉生虎 青海省建筑建材科學研究院有限責任公司 青海西寧 810008

1、概述

常見的鋼結構檢測技術共有三種，依次為模擬實驗技術、破壞性實驗技術及無損檢測技術。模擬實驗是一類可信度較高的實驗方法，由于所模擬的實驗模型及實驗環境真實、直觀，故檢測結果爭議性小。但是，由于模擬實驗檢測周期長，檢測技術難度較高，故該檢測技術具有明顯的實用性缺陷。

無損檢測技術是通過不對待測產品造成任何損傷的辦法對鋼結構工件實施質量檢測的技術手法。通過無損檢測后的工件可較為明確的獲悉其質量水平，是否損傷，損傷部位等等。同時，工件的物質狀態、各方面性質均不會受到破壞。無損檢測技術內容豐富，檢測效率高，檢測內容覆蓋面廣，結果可信度高。

2、無損檢測方法簡述

無損檢測技術是在物理學、材料學、化學、計算機技術以及人工智能學等多方面學科基礎上發展起來的一項綜合性工程應用性技術。

無損檢測技術流程主要包括三個方面，依次為無損探傷、無損檢測、無損評價。無損檢測技術主要分為常規檢查技術與非常規檢測技術兩大類，其中，建筑鋼結構應用成熟的無損檢測技術包括滲透檢驗、射線檢測、磁粉檢測、超聲檢測等。

2.1 滲透檢測技術

滲透檢測是液體滲透檢測技術的簡稱，該技術基于毛細管現象，是一種用來揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷的一種方法。其原理是將檢測所用的滲透液借助毛細管的作用深入到被檢測工件的表面開口缺陷當中，然后借助清除劑的將工件表面多余的滲透液去掉，接著將顯像劑噴涂在被檢測工件的表面，經過毛細管的作用缺陷中的滲透液就會回滲到顯像劑中，經過一定的處理就可以判斷工件中的開口缺陷情況。這種方法檢測的基本步驟包括預處理、滲透、去除、干燥、顯像和后處理等。

滲透檢測技術是精密性較高的鋼結構無損檢測技術之一，對缺陷檢測的精確度較高，操作也比較方便，主要用于對開口缺陷的檢測，在建筑鋼結構中主要用于對鑄件、鍛件、焊接體及奧氏體不銹鋼等開口缺陷的檢測。

2.2 磁粉檢測技術

磁粉檢測技術，是利用磁感線表現對待測對象進行檢測的技術類型。由于鋼鐵材料在一定條件下可以被磁化，磁化后，在檢測對象表面會通過磁粉排布形成一定的磁力線的分布模式。正常情況下，磁力線的排布模式是具有一定樣式的，但當鋼鐵材料遭到破壞后，原有的磁力場會發生一定的變化，工件表面磁場線會在損壞部分發生漏磁現象或出現變形，在特定的光照條件下，這些變形便可以明顯的顯現出來，從而達到鋼材料質量檢測的目的。

目前，磁粉檢測技術通常應用于一切鋼結構的材料，如建筑行業中常用的鋼板材、鋼管、鋼制零件等等。

2.3 射線檢測技術

射線檢測技術是基于被檢測工件對波長不同的射線的不同吸收情況而對工件內部的缺陷進行檢測的。由于被檢測工件不同部位的厚度、密度及成分差異，會使不同部位對透入射線的吸入情況存在差別，這些差別可通過底片記錄下來，然后分析底片上的影像，即可對被檢測工件內部的缺陷類型、大小進行判斷。 射線檢測技術主要用于對工件內部的體積缺陷進行檢測，其優點是檢測結果直觀；但缺點是操作不方便，射線對人體的危害較大，需要采取一定的防護措施。

2.4 超聲波檢測技術

超聲波檢測是利用超聲波在介質中傳播時產生反射的性質來對缺陷進行檢測，通過對超聲波回波的分析可以確定缺陷存在的位置及嚴重程度。在建筑鋼結構中，該種方法可用于對分層、裂紋等缺陷的檢測，也可用于對夾雜等不均勻缺陷的檢測。

該方法的優點是操作方便，能對厚度較大的工件進行檢測；缺點是表面和近表面的缺陷難以檢測，對檢測人員的個人技能水平要求較高。

3、建筑鋼結構無損檢測技術新應用

超聲相控陣掃描檢測技術是借鑒相控陣雷達技術的原理發展起來的，其發射超聲波進行無損檢測的原理與普通超聲波檢測是相同的，但探頭是由多個壓電晶片單元組成陣列，通過控制各陣元發射的聲波的相位實現對超聲波聲場的控制。由于該技術采用了動態聚焦及聲束的角度掃描技術，因此使檢測效率和靈敏度大為提高，且檢測結果更直觀。目前，對該檢測技術的應用還存有一定的障礙，如設備計量、使用標準、人員培訓等，但隨著該技術的日益成熟，它的應用一定會在建筑鋼結構檢測中普遍起來。

建筑鋼結構中的焊縫較多，由于焊縫本身有一定的工藝評定標準，因此首先可以通過目測和測量來對焊接質量進行檢測，這時就要用到目視檢測（VT）技術。通過目視檢測可以對焊縫的外觀首先進行檢測，可以發現咬邊等外觀缺陷，經過修磨以后再利用其它檢測技術進行進一步檢測。目視檢測技術是國際上非常重視的一種無損檢測方法，但在國內的無損檢測中沒有得到足夠重視，未來需要不斷加強這一檢測技術的應用。

總結：

無損檢測對建筑鋼結構質量檢測與質量把關有著極其重要的意義。這更要求相關領域工作人員加強對無損檢測的研究與實踐，促進該檢測技術的不斷發展，并最終以其推動我國建筑行業的進步乃至國民經濟的發展。