鋼結構工程焊縫無損檢測技術及其運用探討

郭華棟

摘要：鋼結構工程在建設施工時，一般會通過焊接技術進行有效連接，焊接質量對于鋼結構質量具有直接影響。為了保證焊縫質量，需要通過無損檢測方法進行檢驗。對此，本文闡述了無損檢測技術，介紹了鋼結構工程常見DNT技術，并提出DNT技術應用要點，希望能夠為相關單位與人員提供參考。

關鍵詞：鋼結構工程;無損檢測;運用策略

前言：鋼結構具有強度高、承重能力良好等特點，在建設工程中具有廣泛應用，可以為建設項目質量提供良好保障。在建設工程中，鋼結構具有一定抗震能力，開展施工活動時，鋼結構施工活動較為便捷與簡單，這也是建設工程中廣泛應用鋼結構的關鍵原因。焊縫無損傷檢測技術能夠檢測鋼結構穩定性，確保鋼結構質量滿足工程標準。

1無損檢測技術

無損檢測技術（NDT）在焊縫檢測中具有良好先進性，涵蓋探傷、檢測以及評價3個環節。無損探傷是對焊接缺陷進行檢查;NDT技術通過探傷環節對缺陷位置、狀態、大小與性質進行明確;無損評價具有廣泛應用范圍，相關人員應該對檢測對象進行準確、全面地了解，進行充分掌握其信息，以準確評估其運行狀態與使用壽命。NDT就是針對檢測對象展開應用性檢測處理，一般會借助超聲、磁粉等檢測手段實現，對缺陷具體情況進行了解，充分提高檢測結果，所以在工業生產的質量檢測中DNT應用較為普遍。選擇該技術檢測鋼結構焊縫，能夠及時發現其缺陷情況，便于及時制定修復措施進行有效處理，以充分保證焊接質量。開展鋼結構焊縫NDT檢測工作時，超聲波檢測方法應用較為廣泛，通過超聲波反射可以對缺陷位置進行確定。超聲波方法就是借助該原理實現檢測，同時借助超聲波探頭進行相應超聲波發送，之后借助接收器收集反饋數據，通過屏幕可以直接顯示折射波形與反射波形，針對波形情況開展分析以及評判等工作，進而對缺陷形式進行全面了解，可以以此為基礎制定科學防治措施[1]。

2鋼結構工程常見DNT技術

2.1滲透檢測

滲透檢測（PT）主要是將借助毛細現象開展檢測工作，一般在檢測液體接觸被檢測物體后，若是被檢測物體中有毛細管、細微縫隙等缺陷，那么液體就會進入到毛細管與縫隙中，液體可以對毛細管進行濕潤，毛細管、縫隙中液面不斷升高，縫隙以及毛細管內徑減小，液面高度也會持續增加。若是液體在毛細管中沒有實現潤濕，則缺陷內液面也會不斷下降。PT技術主要是通過該原理實現檢測，在焊縫表面涂抹一定量的滲透液，若是焊縫表面有上述缺陷，那么就會有滲透液進入，此時可以去除滲透液，工作人員能夠清晰觀察到焊縫缺陷中滲透液情況，將缺陷問題清晰展示出來。結合滲透液類型，涵蓋著色與熒光兩種檢測手段，兩者差異性主要體現在缺陷展示效果方面。對于鋼結構工程中，焊縫缺陷檢測來講，兩者效果較為突出。以整體性角度分析，DT技術具有靈敏度高、直觀展示缺陷問題以及操作簡便等特點，鋼結構尺寸、形狀以及缺陷方位等情況并不會對檢測工作造成影響。然而滲透液存在揮發性、腐蝕性問題，需要保證工作人員安全，另外在多孔性材料、內部缺陷等方面PT技術檢測效果較差。

2.2磁粉檢測

磁粉檢測（MT）主要借助鐵磁性材料受到磁化之后可以產生磁場的現象，檢測焊縫缺陷問題。以理論角度分析，對此類材料進行科學磁化處理，可以充分強化其內部磁感應效果，基于正常情況，因為鐵磁性材料充分約束了磁感應線，所以不會吸附磁粉，然而若是鐵磁材料焊縫表面出現缺陷問題，則磁感應線就會出現變化，突破束縛，產生磁極、形成漏磁場，同時可以吸附磁粉，此時只需要在材料表明放置熒光或是顏色顯著的磁懸液、磁粉，并觀察其聚集情況，能夠對其缺陷大小與位置等信息進行準確判斷。相比于其他技術，MT技術具有靈敏度高、操作便捷以及適應性良好等特點，然而只可以在鐵磁材料中進行應用，對于奧氏體材料并不能夠開展檢測工作，若是，焊縫缺陷具有較高的深度，并且材料磁性較弱，也會影響檢測準確性。

2.3射線檢測

射線檢測（RT），一般借助中子射線、Y射線或是X射線等透過材料內部的強度情況合理評估焊縫缺陷情況，一般需要通過專業設備開展檢測工作。不論是哪種射線，穿過物體過程中會發生衰減現象，物質不同，相應衰減系數也會出現一定差異，所以只需借助相應射線照射焊縫，同時將協助膠片開展感光處理，之后進行暗室處理，即能夠獲得射線光度底片，若是焊縫出現缺陷問題，則其他部位和缺陷部位的射線強度會有錯不同，可以通過底片將不同之處顯示出來，以此為基礎即可以識別焊縫缺陷問題。RT技術可以對缺陷厚度差、位置、尺寸、數量與性質等情況進行精準分析，具有較高的靈敏度，對于各種金屬材料、焊接工藝等均具有良好適應性，所以對于鋼結構焊縫檢測來講，也可以獲得顯著效果，然而因為射線照射角度以及穿透能力等會影響檢測數據精準度，所以，在鍛件、鋼管以及鋼板檢測工作中缺乏良好適應性，也會增加檢測成本，拖延檢測速度。

2.4超聲檢測

對于超聲檢測（UT），需要通過專業設備開展檢測工作，此過程中通過超聲探頭實現超聲波發射，借助耦合劑在構件中實現傳播，同時探頭也會接收相應反射回波。通常而言，超聲波進入材料后，雖然可以根據原速度與方向傳播，然而若是材料出現氣孔、裂紋等缺陷問題，則兩側界面聲阻抗有所不同，最終將超聲波反射回來，借助采集分析這些反射波，即可以檢測缺陷問題。該技術在建設工程中應用廣泛，其檢測準確性、速度以及靈敏度等方面的檢測優勢非常顯著。然而并不能夠直觀地展示檢測結果，另外材料缺陷位置、形狀、晶粒度與外形等情況也會影響檢測數據[2]。

3無損檢測在鋼結構工程中的應用要點

3.1科學選擇檢測技術

雖然鋼結構可以充分提高建設項目整體抗震性能以及結構強度等，然而因為各個建設項目在建設時間中有所不同，所以，在其焊縫NDT檢測中提出的要求也會存在一定差異，開展檢測實踐活動時，應該根據建設項目具體需求科學確定NDT技術，以提高檢測數據有效性與準確性。比如，開展鐵磁材料表面焊縫檢測工作時，應該選擇MT技術，開展檢測焊縫內部缺陷時，應該盡量選UT技術或是RT技術。見下表。

開展焊縫NDT檢測工作時，因為一些NDT技術極易被外界環境、條件等方面影響，所以正式開展檢測工作前，一般應該根據規定科學檢驗該工作所需材料以及檢測對象，以保證檢測數據正確性。比如在開展著色檢驗工作時，需要確保檢測對象溫度保持在10—50℃范圍內，同時表面照度在500Lx以上，基于此種條件涂抹著色滲透液，能夠保證液體不會出現蒸發、凍結等問題，保持高照度可以保證缺陷中滲透液清晰地顯示出來。同時，還應該按照檢測對象檢驗材料。若是檢測對象是鎳基合金、鈦合金、奧氏體材料，則應該控制顯像劑、滲透劑以及清洗劑等材料中硫化物、氯氟化物的含量，盡量保持在200ppm以內，保證不會損傷檢測對象[3]。

3.2科學選用設備

鋼結構焊縫DNT檢測工作具有一定復雜性，為了保證在各種條件下的檢測需求得到充分滿足，提高檢測數據精準性，工作人員應該科學選擇檢測設備，防止由于設備問題對檢測數據產生影響。比如，開展UT檢測工作過程中，因為焊縫缺陷尺寸較小，所以，為了提高檢測分辨率，需要采用2—5MHz探頭。另外，探頭鏡片尺寸情況也會影響其檢測性能，若是晶片尺寸大就會促使超聲能量更加集中，進而提高檢測數據準確性，然而因為近場長度也會增加，所以表面波會影響檢測工作，導致缺陷判斷結果不夠準確。所以，相關人員需要科學設置晶片尺寸，實際工作時可以結合檢測對象材料實際特定科學確定晶片尺寸。

結語：綜上所述，在鋼結構焊縫NDT檢測工作中，各種檢測技術有著各自的優勢，開展實踐工作時，相關人員需要結合工程實際要求，科學確定檢測手段，注重產品以及材料檢驗，科學選用設備，進而才可以充分保證檢測效果，及時發現焊縫缺陷問題，制定補救措施，保證工程質量。

參考文獻

[1]張卿，李曉光，杜亞飛，何藝，朱悅銘，程婧婷，王海濤.基于Tx-Rx探頭的異種金屬焊縫缺陷檢測及定量分析[J].計算機測量與控制，2021，29（12）：73-78.

[2]李昊，王賢強，劉鵬，劉朵，張建東.超聲相控陣U肋熔深檢測應用現狀及展望[C].江蘇省綜合交通運輸學會公路分會.2019年泛長三角公路發展論壇論文集.江蘇省綜合交通運輸學會公路分會：江蘇省公路學會，2019：130-133.

[3]許旭東，袁堯，鄧彬彬，張俊，李忠斌，楊帆.陣列超聲波檢測技術在船閘閘門焊縫中的應用分析[J].吉林水利，2021（10）：5-8+16.