鋼結構工程焊縫無損檢測技術研究

郭如春

(貴州建工集團第八建筑工程有限責任公司,貴州 貴陽 550003)

鋼結構是一種承重結構,其強度高、具有較高的經濟價值,且可塑性和抗震性等特點優于其他結構,進而得到廣泛應用。為保證鋼結構發揮作用,鋼結構工程施工中加強焊縫的無損檢測,保證焊接施工中焊縫的質量滿足鋼結構工程的需求。無損檢測技術即檢測焊縫質量的過程中不會造成焊縫的二次傷害,是檢測并保證焊縫質量的有效檢測措施。

1 鋼結構工程簡述

鋼結構工程的主要材料是鋼材,是建筑結構的主要類型,更是現代建筑結構的代表。鋼結構與鋼筋混凝土等結構相比,其質量更輕、強度更好,且抗震性能及耐久性和塑性等都具有優勢,在很多建筑工程中其優勢都是其他結構工程無法比擬的。鋼結構工程的優勢具體可以從以下幾點進行介紹：第一,鋼材本身的質量較好,且內部結構與同性相近,材質結構比較均勻；若是鋼材的結構性能、受力情況與工程力學的結果一致,則說明鋼材的力學性能較好[1]。第二,鋼結構的耐久性和塑性性能較好。鋼結構工程需要承受較大的外部力量,鋼材可以在達到受力頂峰后再重新對承載的力量重新進行分配,可以保持鋼結構的內部受力不會突然出現較大的變化,更不會由于承載的力量突然加大而導致其結構出現受損或是被破壞等現象；同時,鋼結構工程能夠承受較大的動力載荷。因此,在現代化技術的發展下,鋼結構工程受到更多人的歡迎,得到廣泛的應用。

2 鋼結構工程焊縫無損檢測技術

2.1 射線探傷無損檢測技術

射線探傷無損檢測技術其實質是利用γ射線或是X射線穿透不同物理性質的物體時,其強度或有不同程度的衰減現象,進而分析其衰減的結果,從而根據分析的結果判斷被檢測物體的質量。射線探傷實際檢測過程是,射線穿透被檢測物體,將其投影在膠片上,并利用特殊技術對膠片進行處理,膠片上便會顯現出被檢測物體的內部結構、厚度等情況,進而得出被檢測物體質量的準確結論。膠片上的影像是判斷被檢測物體內部結構是否存在缺陷的重要依據,與此同時,檢測人員可根據膠片上的影像判斷出被檢測物體的缺陷程度。鋼結構工程焊縫的無損檢測過程中,可以利用射線探傷無損檢測技術進行檢測,進而準確判斷焊縫的焊接質量,若是焊縫的質量不符合鋼結構工程的使用需求,則可以及時進行修復,避免鋼結構工程存在安全隱患[2]。但是,射線探傷無損檢測技術對材料的厚度有所要求,材料的最小厚度不得小于兩毫米,厚度的最大值不得超出兩百毫米,只有鋼結構工程焊縫的厚度在射線探傷檢測范圍內,射線探傷才能發揮作用。射線探傷的檢測優勢是可以增加被檢測物體缺陷的直觀度,且缺陷的檢測材料可以保存,方便日后查閱,作為審核的有效依據。射線探傷無損檢測技術對檢測設備也有很高的要求,首先設備的成本較高,不利于節約成本；其次,射線探傷檢測設備的體積較大,不方便隨身攜帶開展監測工作,且在一定程度上影響檢測人員的身體健康。

2.2 滲透探傷無損檢測技術

在鋼結構工程焊縫的表面涂滲透液,而后焊縫的表面會有毛細現象,若是在滲透液中摻入熒光顏料,則可以沿著焊縫表面的缺陷部位滲透到其內部。除去鋼結構工程焊縫表面的滲透液,而后涂抹顯像劑,與使用滲透液相同,利用焊縫表面的毛細現象,若是鋼結構工程焊縫處存在缺陷,那么熒光顏料則會與顯像劑共同作用,利用白光照射焊縫缺陷處會出現熒光；若是沒有熒光現象,則說明焊縫出沒有缺陷。同時,可以結合缺陷處熒光的狀態判斷焊縫缺陷情況。滲透探傷無損檢測技術是應用最為廣泛的檢測技術,其對被檢測物體的材質和表面沒有特別要求,更不需要使用特別的儀器。滲透探傷無損檢測技術最大的不足在于檢測結束后需要對鋼結構進行清洗,浪費物力以及人力資源。

2.3 超聲波無損檢測技術

超聲波無損檢測技術的主要原理是,超聲波在傳播中會受到聲學本身特性的影響,利用超聲波穿透鋼結構工程焊縫,分析其穿透過程中的聲波,判斷焊縫處是否存在缺陷。使用超聲波檢測焊縫質量,需要控制超聲的頻率最小值不得低于0.5兆赫,最大值不得超出5兆赫；超聲波檢測的最大優點是對焊縫處目標的缺陷判斷準確性較高,相比于射線探傷無損檢測技術,超聲波使用的設備體積較小,發表根據檢測需求隨時搬運儀器,也可隨身攜帶開展檢測工作[3]。同時,超聲波無損檢測使用的儀器成本也比較低,減少檢測工作需要投入的資金,可以節省鋼結構工程的成本。此外,超聲波無損檢測技術可以快速得出檢測結果,可及時對不合格的焊接施工進行處理,減少焊接工作質量不合格導致的安全隱患。但是,對于體積型的焊縫缺陷,超聲波的檢測效果不佳,需要人工協助才能更準確的進行判斷,從而影響超聲波無損檢測技術判斷的準確率；超聲波無損檢測技術讀焊縫處的粗糙度也有嚴格要求,若是粗糙度超出超聲波的檢測范圍,同樣無法使用該技術實施檢測。

2.4 磁粉探傷無損檢測技術

使用磁粉探傷無損檢測技術,主要是利用具有磁鐵性質材料的磁化性能、以及磁粉本身具有的物理性質進行檢測。當具有磁鐵性質的材料受到磁化作用的影響,材料內部會出現很強的磁感應現象,且磁力線的密度也會驟然增加。若是焊縫處出現缺陷,則會導致磁力線的位置發生變化,部分磁力線被擠出鋼結構,產生露磁現象。此時,若是磁場內有磁粉,磁力線則會影響磁粉,在焊縫的缺陷處出現堆積,便于檢測人員判斷焊縫的缺陷。磁粉探傷無損檢測技術與其他檢測技術相比,其靈敏性更高,可以檢測出鋼結構接近表面的缺陷。但是,磁粉探傷無損檢測技術需要被檢測鋼結構工程的焊縫處材料具有磁性性能,否則無法使用該檢測技術。

3 鋼結構工程焊縫無損檢測技術應用

焊接是鋼結構的主要連接方式,其焊縫的質量直接影響鋼結構工程的質量,根據焊縫與鋼結構材料的連接位置,可以將焊縫劃分為角焊縫和對接焊縫。鋼結構的相關設計規范要求焊縫定級需考慮鋼結構工程在整體工程中的重要性、承載的重量及使用的焊縫連接形式等因素；鋼結構焊縫的驗收工程需按照相關要求對焊縫的表面和內部進行檢測。焊縫的表面檢測可以直接利用目測或是借助簡單的檢測工具便可完成；而內部檢測則需要根據焊縫的等級選擇檢測技術,一級、二級的焊縫利用超聲波探傷無損檢測技術實施焊縫的內部結構檢測,若是超聲波探傷無損檢測技術無法檢測出焊縫的缺陷情況,則再次利用射線探傷無損檢測技術進行檢測,檢測后焊縫內部的缺陷定級、探傷需要按照超聲波探傷以及結論定級的相關要求、或是利用鋼結構對接焊縫射線探傷、焊縫質量定級的相關規定保持一致。

鋼結構工程焊縫質量在整體的工程中都具有重要作用,對焊縫質量的檢測更需要結合鋼結構工程在整體工程中所處的地位,科學的選擇無損檢測技術,既避免對焊縫造成二次傷害,又保證準確檢測出焊縫是否存在缺陷,進而根據焊縫的缺陷程度及時采取補救措施,減少或是消除鋼結構工程存在的安全隱患,進而加強整體工程的安全性。可見,鋼結構工程焊縫無損檢測技術有著不可替代的作用,需要施工單位和檢測人員重視對焊縫的檢測工作,提高焊縫的施工質量。

4 總結

鋼結構工程無損檢測技術主要有射線探傷、滲透探傷、超聲波探傷和磁粉探傷等,結合不同的檢測需要選擇無損檢測技術,確保焊縫的施工質量,進而保證鋼結構工程的質量。隨著技術的不斷發展,鋼結構工程的逐漸增多,人們對鋼結構工程的質量要求也越來越高。因此,施工人員和技術人員利用合理的焊接技術、焊縫無損檢測技術保證焊縫的施工質量,從而保證鋼結構工程的質量。

[1]鄒斌.建筑鋼結構工程及焊縫無損檢測技術應用[J].江西建材,2009(02)：119-120．

[2]趙文婷,吳耀歡.鋼結構工程焊縫無損檢測技術研究[J].工程技術研究,2017(03)．

[3]李仁龍,吳磊.鋼結構工程焊縫無損檢測技術應用研究[J].價值工程,2016(30)．