無損檢測技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用

盧永源

（廣東粵盛檢測技術(shù)有限公司，廣東 佛山 528000）

無損檢測技術(shù)應(yīng)用中重點(diǎn)是利用建筑材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常或者缺陷引起的對(duì)光、電、磁、熱、聲等反應(yīng)的變化，結(jié)合原位測試對(duì)建筑材料內(nèi)部的構(gòu)架或表面存在的缺陷進(jìn)行確定。除此之外，對(duì)缺陷的尺寸，形狀，數(shù)量類型等作出系列判斷，進(jìn)而對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程整體質(zhì)量作出評(píng)估的重要指標(biāo)。該技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用到行業(yè)發(fā)展中，起到了重要的質(zhì)量監(jiān)測作用。文章將其應(yīng)用與建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制中，以技術(shù)內(nèi)容介紹以及原理進(jìn)行初步分析，對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行講解，以期為建筑工程質(zhì)量安全提供技術(shù)支持。

1 鋼結(jié)構(gòu)于建筑工程作用

建筑工程建設(shè)過程中，鋼結(jié)構(gòu)作為重要組成部分，對(duì)于建筑工程質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有重要影響。

1.1 確定建筑層數(shù)

城市在開展經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中高層建筑數(shù)量增多，鋼結(jié)構(gòu)工程組件應(yīng)用增多，如何對(duì)建筑內(nèi)部大空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割，實(shí)現(xiàn)建筑整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是目前建筑設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮問題。大進(jìn)深以及大開間的建筑空間結(jié)構(gòu)需要利用鋼量以及結(jié)構(gòu)自重協(xié)調(diào)滿足，通過鋼量以及結(jié)構(gòu)自動(dòng)協(xié)調(diào)有效實(shí)現(xiàn)建筑配筋、強(qiáng)度、厚度選擇，保證建筑層數(shù)與鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量滿足建筑工程發(fā)展需求。

1.2 確定鋼結(jié)構(gòu)變形限值

鋼結(jié)構(gòu)具有延性以及抗震性對(duì)建筑工程質(zhì)量起到重要影響，在工程建設(shè)中通常需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)變形限制進(jìn)行確定，防止鋼結(jié)構(gòu)對(duì)剪力墻的破壞同時(shí)降低鋼結(jié)構(gòu)對(duì)柱截面壓力影響，鋼結(jié)構(gòu)鋼柱截面型包含H型，方管柱以及圓柱，前者施工設(shè)計(jì)較為方便，但鋼消耗較大，方管柱同樣具有較高的施工難度，因此在工程建設(shè)中需要依據(jù)工程具體情況選擇鋼柱截面形式。

2 無損檢測技術(shù)內(nèi)容及原理

無損檢測技術(shù)中包含多種技術(shù)內(nèi)容，例如超聲波檢測，射線檢測，滲透檢測，渦流檢測，磁粉檢測，全息檢測等，不同情況下，利用不同的檢測技術(shù)，可有效滿足對(duì)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況了解，全面掌握建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量情況。

2.1 超聲波檢測

原理分析：超聲波檢測作為無損檢測技術(shù)的重要內(nèi)容之一，主要利用＞20000MHz機(jī)械波進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)檢測，檢測過程中依據(jù)波動(dòng)傳播時(shí)介質(zhì)的振動(dòng)方向以及傳播方向的不同將檢測中超聲波分為表面波，板波，橫波，縱波，常見的鋼結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)中主要利用橫波以及縱波進(jìn)行檢驗(yàn)，超聲波對(duì)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部檢驗(yàn)中若遇到異面介質(zhì)，例如夾渣以及氣孔，這種情況下聲波會(huì)進(jìn)行反射，反射到儀器內(nèi)部處理對(duì)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷進(jìn)行了解，同時(shí)對(duì)檢測材料的硬度，厚度，流量，殘余應(yīng)力以及晶粒度進(jìn)行掌握。應(yīng)用對(duì)象：該技術(shù)通常被用來檢測焊縫，棒材、管材、板材以及鍛件、鑄件和復(fù)合材料的檢驗(yàn)（如圖1），尤其是厚度較大的工件。優(yōu)缺點(diǎn)：該檢測技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要為靈敏度高，且操作簡單，檢測速度快，而且成本較低對(duì)人體健康影響小等。但技術(shù)同時(shí)具有一定局限性，局限性主要體現(xiàn)在可塑性差，缺乏精準(zhǔn)性，受到人為因素以及材質(zhì)規(guī)格等影響，易出現(xiàn)監(jiān)測結(jié)果誤差大情況。

圖1 超聲波無損檢測

2.2 射線檢測

原理分析：射線檢測被廣泛應(yīng)用到焊縫內(nèi)部缺陷檢查中，技術(shù)應(yīng)用中主要利用X射線以及γ射線結(jié)構(gòu)照射，并且通過焊接接頭穿射成像對(duì)焊接部件進(jìn)行檢測。利用射線對(duì)被講對(duì)象檢驗(yàn)中通過射線吸收以及衰減進(jìn)而對(duì)射線到達(dá)情況進(jìn)行膠片記錄，不同位置對(duì)射線吸收情況不同，在技術(shù)處理后呈現(xiàn)在底片上，以此對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷影響進(jìn)行判斷。常見的射線檢測方法以熒光屏觀察法、照相機(jī)觀察法為主，除此之外還有電力法以及工業(yè)電視監(jiān)察法。應(yīng)用對(duì)象：該技術(shù)適用于厚度較小部件檢查，如果檢測工件厚度＞80mm，需利用加速器展開檢測。優(yōu)缺點(diǎn)：應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在有直觀的檢測結(jié)果，并且可以準(zhǔn)確定量定性，檢測結(jié)果保持時(shí)間長，便于溯源。但是由于技術(shù)應(yīng)用中成本較高，而且具有較長周期，因此并不適用于角焊縫以及上述超聲波檢測適用范圍。

2.3 滲透檢測

原理分析：該技術(shù)主要利用有色染料以及熒光染料的強(qiáng)滲透性特點(diǎn)對(duì)工件內(nèi)部缺陷以及痕跡進(jìn)行檢測，技術(shù)又被稱之為著色探傷或者熒光探傷檢測。在檢測過程中需先將液體涂抹被檢測對(duì)象表面，通過液體的高滲透性逐漸從表面開口的缺陷中進(jìn)入，而后利用清除劑對(duì)滲透過多的滲液進(jìn)行清除，利用顯像劑對(duì)存在缺陷位置進(jìn)行顯像，這樣對(duì)工件內(nèi)部缺陷可有效掌握。技術(shù)應(yīng)用全過程通過準(zhǔn)備染料、染料滲透、多余染料去除、工件干燥、缺陷顯像、檢驗(yàn)和后處理等部分。應(yīng)用對(duì)象：該技術(shù)多用于非多孔狀物體表面開口缺陷檢測（如圖2）。優(yōu)缺點(diǎn)：在檢測過程中使用的設(shè)備較為簡單，方便，具有較高的靈敏度，可以通過檢驗(yàn)結(jié)果直觀地觀察工件缺陷。但是該種檢驗(yàn)方法僅適用于表面發(fā)生開口缺陷工件檢驗(yàn)，而且在檢驗(yàn)過程中需保證部件表面高度光潔，若工件表面存在鐵銹等雜質(zhì)，易造成漏檢情況出現(xiàn)。

圖2 鑄鋼件滲透無損探傷

2.4 渦流檢測

原理分析：技術(shù)應(yīng)用過程中利用電磁感應(yīng)原理，對(duì)工件材料表面以及近表面把缺陷進(jìn)行檢測。除了可以對(duì)工件的缺陷進(jìn)行檢測外，同時(shí)還可以對(duì)被檢測材料的磁導(dǎo)率熱處理狀況以及電導(dǎo)率和硬度進(jìn)行檢查。檢查中可依據(jù)檢查需求，利用渦流電導(dǎo)儀，渦流測厚儀以及渦流探傷儀等多種技術(shù)開展檢驗(yàn)。應(yīng)用對(duì)象：適用于導(dǎo)電材料的檢測，若被檢測材料不具有導(dǎo)電特性，技術(shù)無法應(yīng)用；除此之外被檢測工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單，否則不適用。優(yōu)缺點(diǎn)分析：渦流檢測技術(shù)可以快速完成檢測，具有自動(dòng)化特點(diǎn)。但是技術(shù)與電磁檢測為主，因此對(duì)不導(dǎo)電材料無法使用。

2.5 磁粉檢測

原理分析：該檢測技術(shù)與渦流檢測技術(shù)具有一定相似性，主要利用強(qiáng)磁場中對(duì)鐵磁性材料進(jìn)行表面磁粉吸附情況為依據(jù)的缺陷檢測方法，若工件存在缺陷其表面的磁力會(huì)發(fā)生變化，對(duì)磁粉的吸附程度存在不同。利用光照檢查磁痕可有效對(duì)其存在缺陷位置，大小進(jìn)行判定。應(yīng)用范圍：該技術(shù)主要被應(yīng)用于磁鐵性材料缺陷檢驗(yàn)中（如圖3）。例如鑄鋼件，鋼管，鋼板等材料。優(yōu)缺點(diǎn)：磁粉檢測過程中使用的設(shè)備較為輕便，而且操作簡單，對(duì)于檢驗(yàn)缺陷靈敏度較高，可直觀反映工件缺陷位置，檢測結(jié)果較準(zhǔn)確。但是該技術(shù)應(yīng)用同樣具有局限性，例如檢測人員視力，工作環(huán)境，部件規(guī)格以及性質(zhì)等，這些均需要較高要求。

圖3 磁粉無損檢測射線拍片

2.6 全息檢測

原理分析：該技術(shù)基于激光，X光以及聲學(xué)全息照相探測技術(shù)對(duì)工件的缺陷進(jìn)行立體呈現(xiàn)。準(zhǔn)確地對(duì)鋼結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)內(nèi)部的缺陷，內(nèi)置大小情況掌握，使技術(shù)人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫有更加精準(zhǔn)判斷。由于全息檢測的成本較高，費(fèi)用較大，因此目前建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量管理中應(yīng)用較少。而相關(guān)技術(shù)實(shí)踐中逐漸將全息檢測作為建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損檢測前沿技術(shù)。

3 無損檢測技術(shù)質(zhì)量控制作用

3.1 材料質(zhì)量保證

建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制管理中利用無損檢測可有效實(shí)現(xiàn)建筑材料質(zhì)量，安全保障。對(duì)原材料的質(zhì)量以及緊固件質(zhì)量科學(xué)檢測，實(shí)現(xiàn)材料拼接，焊接滿足建筑工程需求。在技術(shù)應(yīng)用過程中，嚴(yán)格按照技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工件缺陷進(jìn)行檢查，保證工件在應(yīng)用過程中其質(zhì)量合格性，延長工件使用壽命，實(shí)現(xiàn)工程整體部分性能良好，防止由于部件質(zhì)量造成鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間缺陷引發(fā)工程質(zhì)量問題。建筑鋼結(jié)構(gòu)無損檢測過程中，需要以原材料檢測為初始，通過初始原材料檢測，逐漸過渡到構(gòu)件焊接拼裝檢測，通過逐步檢測保證鋼結(jié)構(gòu)建筑中各部件質(zhì)量完好，防止建筑鋼結(jié)構(gòu)長期應(yīng)用出現(xiàn)安全事故。

3.2 制造工藝改進(jìn)

無損檢測技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制中可以對(duì)部件內(nèi)部缺陷以及構(gòu)件安裝焊縫缺陷進(jìn)行檢測，通過檢測結(jié)果可以為技術(shù)人員提供工藝優(yōu)化思路。在施工過程中可以依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程需求制作預(yù)備工藝，簡單來講，則是在正式施工前制作施工試制品，利用無損檢測技術(shù)對(duì)試制品進(jìn)行檢驗(yàn)，通過對(duì)試制品檢驗(yàn)結(jié)果分析制造工件的整體質(zhì)量。針對(duì)檢驗(yàn)中質(zhì)量合格工件給予正式制作，若無損檢驗(yàn)技術(shù)中發(fā)現(xiàn)試制品存在一定缺陷，需對(duì)導(dǎo)致缺陷發(fā)生原因分析并且完善制作工藝。以焊接鋼構(gòu)件為例，為保證焊接規(guī)范性，可提前按照規(guī)范的焊接條件進(jìn)行焊接，完成焊接構(gòu)件后利用超聲波無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，依據(jù)探傷結(jié)果對(duì)鋼構(gòu)件缺陷進(jìn)行分析，完善焊接規(guī)范性，保證焊接工藝鋼部件質(zhì)量滿足鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量需求。

3.3 降低工程控制成本

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程屬于復(fù)雜性工程中涉及到的技術(shù)應(yīng)用范圍及技術(shù)內(nèi)容較多且復(fù)雜，若單純的依靠人工開展質(zhì)量管理工作，根本無法滿足工程質(zhì)量需求，同時(shí)還會(huì)消耗大量的人力，物力，財(cái)力，增加工程管理成本。將無損檢測技術(shù)應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量管理過程中可有效降低質(zhì)量，控制成本。例如施工前做好制造工藝改進(jìn)準(zhǔn)備，減少施工過程中因鋼部件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成返工或者停工，這樣可以有效降低構(gòu)件焊接驗(yàn)收中出現(xiàn)問題情況發(fā)生，減少鋼結(jié)構(gòu)建筑中原材料的消耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制成本作用。

3.4 工程質(zhì)量驗(yàn)收

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程在建設(shè)過程中需要嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收工規(guī)范》中相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行操作，并且針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量審核需要要求相關(guān)企業(yè)具有審核資質(zhì)。完成鋼結(jié)構(gòu)施工后需要進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行進(jìn)一步施工建設(shè)。無損檢測技術(shù)除了可以對(duì)鋼部件質(zhì)量進(jìn)行檢測外，同樣被使用到工程質(zhì)量驗(yàn)收過程中，依據(jù)不同鋼焊接質(zhì)量要求，使用不同技術(shù)，從單一鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測到總鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制，以此實(shí)現(xiàn)建筑質(zhì)量發(fā)展。

4 質(zhì)量控制作用要點(diǎn)分析

質(zhì)量控制工作是現(xiàn)階段建筑工程發(fā)展中至關(guān)重要內(nèi)容，從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度以及風(fēng)險(xiǎn)學(xué)角度分析，其質(zhì)量控制好與壞均對(duì)建設(shè)工程發(fā)展有重要影響。鋼結(jié)構(gòu)工程作為建筑工程分支，做好質(zhì)量控制更為關(guān)鍵。實(shí)施無損檢測技術(shù)中需要注重多因素防范，強(qiáng)調(diào)內(nèi)容如圖4所示。

圖4 質(zhì)量控制作用要點(diǎn)分析

4.1 技術(shù)人員專業(yè)性

無損檢測技術(shù)作為重要的質(zhì)量檢測技術(shù)，在技術(shù)使用過程中受到的影響因素較多，最為關(guān)鍵的因素則為人為因素。如果技術(shù)人員不能正確的使用無損檢測技術(shù)或者技術(shù)使用過程中缺乏對(duì)技術(shù)原理以及技術(shù)應(yīng)用范圍明確，極易造成無損檢測結(jié)果受到影響，造成鋼結(jié)構(gòu)部件以及整體性安全受到影響。因此在技術(shù)使用過程中需要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員技術(shù)專業(yè)性有較高要求。保證技術(shù)人員對(duì)無損檢測技術(shù)的原理，內(nèi)容，適用范圍，注意事項(xiàng)綜合性掌握，同時(shí)有豐富的技術(shù)使用經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)具備良好的職業(yè)道德。

4.2 檢測設(shè)備優(yōu)質(zhì)性

無損檢測技術(shù)在使用過程中除了受到技術(shù)人員技術(shù)掌握情況的影響外，還受到檢驗(yàn)設(shè)備的影像。在技術(shù)應(yīng)用中需要充分保證技術(shù)應(yīng)用環(huán)境滿足設(shè)備使用需求，這樣對(duì)無損檢測技術(shù)使用性能可有效保證。同時(shí)在設(shè)備使用過程中需要定期進(jìn)行設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)工作，定期檢定在檢定效期內(nèi)進(jìn)行設(shè)備使用，保證檢測設(shè)備滿足技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，提升鋼結(jié)構(gòu)建筑中質(zhì)量合格性。

4.3 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)性文件

無損檢測技術(shù)應(yīng)用過程中需要有相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，這是保證建筑鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)質(zhì)量保障的關(guān)鍵。以建設(shè)單位以及施工單位質(zhì)量管理體系為核心，對(duì)質(zhì)量管理體系文件進(jìn)行建立，依據(jù)行業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，以及工程規(guī)范性建設(shè)需求，對(duì)質(zhì)量安全控制責(zé)任充分明確，對(duì)無損檢測各環(huán)節(jié)以及流程做好質(zhì)量控制管理工作，保證無損檢測科學(xué)性。在技術(shù)應(yīng)用中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)文件內(nèi)容執(zhí)行。針對(duì)新的無損檢測需要做好技術(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)評(píng)審?fù)ㄟ^后進(jìn)行使用。同時(shí)注重?zé)o損檢測技術(shù)中溯源需求，對(duì)技術(shù)應(yīng)用中數(shù)據(jù)、表格、底片、磁帶、光盤、報(bào)告等內(nèi)容整理建檔，保證有源可溯。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵，鋼結(jié)構(gòu)在整個(gè)工程建設(shè)中起到重要支撐作用，尤其針對(duì)高層以及超高層建筑，鋼結(jié)構(gòu)的選型，變形值限定情況，鋼結(jié)構(gòu)體系情況等對(duì)于建筑整體質(zhì)量均會(huì)造成影響，加強(qiáng)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制至關(guān)重要。文章以無損檢測技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行檢測，總結(jié)超聲波檢測，射線檢測，滲透檢測，渦流檢測，磁粉檢測，全息檢測等技術(shù)的技術(shù)原理以及技術(shù)適用范圍。并且對(duì)無損檢測技術(shù)質(zhì)量控制作用以及技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)說明，發(fā)現(xiàn)技術(shù)人員專業(yè)性，檢測設(shè)備儀器養(yǎng)護(hù)以及標(biāo)準(zhǔn)文件約束對(duì)無損檢測技術(shù)安全性使用有重要意義。