鋼結(jié)構(gòu)焊接的無損檢測(cè)摘要：在我們的電力建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，鋼結(jié)構(gòu)建筑正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，如主廠房、各泵房等，延伸到社會(huì)，各種高層建筑、地標(biāo)建筑等都在大量使用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具備自重輕、成本低、強(qiáng)度高、可塑性強(qiáng)等天然優(yōu)勢(shì)，可以有效提升建筑的抗震性，延長(zhǎng)現(xiàn)代建筑的使用壽命，而鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量則直接決定了建筑物的質(zhì)量。焊縫無損檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全性能進(jìn)行確定，但是當(dāng)前的焊縫無損檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在部分問題，導(dǎo)致對(duì)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定出現(xiàn)偏差，進(jìn)而影響到鋼結(jié)構(gòu)的正常功能。本文主要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行深入分析，為鋼結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展提供借鑒。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；工程；焊縫；無損檢測(cè)引言：與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度更高、抗震性突出、施工工藝簡(jiǎn)單，更適應(yīng)電力建筑的建設(shè)需求，因而得到了廣泛的應(yīng)用。在通過焊接來對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷，而檢測(cè)焊縫質(zhì)量也是控制鋼結(jié)構(gòu)焊接工序質(zhì)量的重要手段。目前，在工程中常使用焊縫無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊接縫隙進(jìn)行質(zhì)量控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)中隱藏的缺陷問題，將質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)降到最低。因此，通過研究不斷完善焊縫無損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的安全使用、建筑工程的整體性能有著深遠(yuǎn)的影響。1鋼結(jié)構(gòu)概述相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)，抗震性能好、塑性和耐久性高、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑、大跨度建筑、橋梁和其他結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著重大優(yōu)勢(shì)。具體來說，鋼結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：①鋼材的內(nèi)部安排接近于各向同性，原料均勻。相關(guān)研究成果表明，鋼材的受力狀況與工程力學(xué)的計(jì)算結(jié)果一致，表現(xiàn)出較好的力學(xué)性質(zhì)；②塑性和耐久性好。鋼結(jié)構(gòu)在受到較大的外力荷載時(shí)，鋼材能夠?qū)崿F(xiàn)部分頂峰應(yīng)力的再分配，這就使得鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力不會(huì)發(fā)生突變，不會(huì)由于應(yīng)力的突然增加而致使結(jié)構(gòu)破壞，并且能夠適應(yīng)較大的動(dòng)力荷載。地震時(shí)，通過結(jié)構(gòu)的彈塑性變形能夠吸收一部分的地震能量，有利于提高建筑物的抗震功能。2無損檢測(cè)技術(shù)內(nèi)涵無損檢測(cè)技術(shù)，即在保證不對(duì)被檢測(cè)對(duì)象造成損傷的情況下，利用對(duì)象材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生異?；蛘呷毕莸葐栴}后，對(duì)聲、光、熱以及電磁等發(fā)生反應(yīng)的變化，來檢測(cè)對(duì)象表面或者內(nèi)部的問題，同時(shí)，對(duì)缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、以及變化體征做出準(zhǔn)確判斷和客觀評(píng)價(jià)。保證各類產(chǎn)品質(zhì)量、確保產(chǎn)品使用安全、改進(jìn)制造工藝、降低生產(chǎn)成本是無損檢測(cè)技術(shù)的主要目的。利用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，能夠及時(shí)確認(rèn)檢測(cè)結(jié)果，采取補(bǔ)救措施，以保證工程建筑的安全性。3常規(guī)焊縫無損檢測(cè)技術(shù)的類型鋼結(jié)構(gòu)作為當(dāng)前建筑工程中常用的結(jié)構(gòu)形式具有很大的優(yōu)越性，而焊接技術(shù)則是將鋼結(jié)構(gòu)連接起來的主要工藝，受到技術(shù)水平的限制，目前的焊接技術(shù)很容易引發(fā)焊縫缺陷，常見的焊縫缺陷有氣孔、咬邊、夾渣、未熔合、裂紋等，這些問題的存在會(huì)影響到鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。焊縫無損檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)焊接縫隙的一種科學(xué)手段，與其他檢測(cè)技術(shù)相比，無損檢測(cè)技術(shù)不會(huì)對(duì)已經(jīng)完工的鋼結(jié)構(gòu)造成二次破壞，同時(shí)完成了焊接縫隙缺陷的檢測(cè)，降低了施工單位的維修成本。3.1超聲波探傷技術(shù)通過超聲波對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭的內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊縫存在的缺陷，即為超聲波探傷技術(shù)。超聲波作為一種特殊的聲波，其頻率高于20000Hz，之所以在焊縫無損檢測(cè)中應(yīng)用超聲波，主要因?yàn)槌暡ǖ姆较蛐酝怀?、可以輕易穿透檢測(cè)材料，并且容易集中，使得檢測(cè)的效果得到保證。通常情況下，超聲波探傷技術(shù)是依靠超聲波探傷設(shè)備來進(jìn)行，具體如下：準(zhǔn)備好需要檢測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)材料，將由超聲波探傷設(shè)備所產(chǎn)生的超聲波傳輸?shù)狡渲校暡〞?huì)在鋼結(jié)構(gòu)材料中傳播，遇到焊縫缺陷的超聲波則會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，超聲波探傷設(shè)備則可以有效接收到發(fā)生反射的超聲波，并進(jìn)行放大，從而焊縫缺陷的情況。超聲波探傷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、節(jié)約時(shí)間、檢測(cè)效率高，而且該技術(shù)的具體操作十分簡(jiǎn)便，容易上手，不會(huì)對(duì)人體以及檢測(cè)材料造成任何損壞。其劣勢(shì)在于，以波形的形式來反應(yīng)焊縫缺陷的情況，需要檢測(cè)人員進(jìn)行再一步分析，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的精度以及客觀性容易受到影響。3.2磁粉探傷技術(shù)磁粉探傷技術(shù)是將由鋼鐵等具有磁性的材料制作成的工件進(jìn)行磁化，因?yàn)殇撹F等材料被磁化后，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁感應(yīng)，磁力線的密度會(huì)增加幾百到幾千倍，當(dāng)材料有損傷時(shí)，磁力線就會(huì)發(fā)生變化，形成漏磁場(chǎng)，然后利用缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征，依磁粉分布情況來顯示被探測(cè)物件表面缺陷和近表面缺陷。磁粉探傷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)的準(zhǔn)確度很高，可以客觀詳實(shí)地將焊縫中近表面的微小缺陷反應(yīng)出來，而且，在檢測(cè)中不會(huì)花費(fèi)太多的資金以及時(shí)間成本。該技術(shù)的短板在于它在檢測(cè)材料上存在很大的局限，僅可以對(duì)磁性材料發(fā)揮功效，而且只能對(duì)材料表面及近表面的缺陷進(jìn)行呈現(xiàn)，對(duì)于焊縫內(nèi)部的缺陷則無能為力，并且需要檢測(cè)人員具有良好的視力條件。3.3射線探傷技術(shù)在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)常用到射線探傷技術(shù)，該技術(shù)依靠x或Y射線，去穿透需要檢測(cè)的焊縫材料，而材料會(huì)對(duì)射線進(jìn)行吸收衰減，當(dāng)射線最終抵達(dá)熒光屏或膠片后，會(huì)形成焊縫缺陷的映像，從而幫助檢測(cè)人員判斷焊縫內(nèi)部缺陷的具體型式。射線探傷技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)對(duì)檢測(cè)材料造成破壞，而且可以通過底片映像的形式將焊縫內(nèi)部的缺陷直觀的呈現(xiàn)出來，減少了人為判斷的主觀性，提高了檢測(cè)的精度，此外，將底片歸檔存放，減少了后期復(fù)測(cè)的成本。該技術(shù)的劣勢(shì)在于它所耗費(fèi)的資金成本以及時(shí)間成本都比較高，同時(shí)射線會(huì)對(duì)人體的健康造成一定的破壞，而且存在引起輻射污染的風(fēng)險(xiǎn)，這些短板嚴(yán)重制約了該技術(shù)的普及。3.4滲透探傷技術(shù)與其他檢測(cè)技術(shù)相比，滲透探傷技術(shù)常用于焊縫材料的表面開口型缺陷的檢測(cè)中，通常將其分為熒光法、著色法。其原理是在需要被檢測(cè)的焊縫材料表面涂抹含有熒光或著色的液體，受到毛細(xì)現(xiàn)象的影響，液體會(huì)逐漸滲透到焊縫材料表面的缺陷中，經(jīng)過一段時(shí)間的滲透后，將材料表面多余的滲透液徹底清洗干凈，而滲入缺陷內(nèi)部的滲透液需原封不動(dòng)地保留下來，隨后對(duì)檢測(cè)材料表面撒播顯像劑，等到缺陷中的滲透液被顯像劑完全吸附后，可以利用黑暗環(huán)境對(duì)檢測(cè)材料施加光照，此時(shí)缺陷中的滲透液便會(huì)以肉眼可見的方式呈現(xiàn)出來，而檢測(cè)人員便可據(jù)此判斷缺陷的情況。兩者相比較，熒光法檢測(cè)的成效更加突出。滲透探傷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)適用范圍廣，對(duì)金屬與非金屬材料都有效，而且實(shí)際操作十分簡(jiǎn)單，檢測(cè)誤差小，缺陷顯示直觀，同時(shí)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。該技術(shù)的短板在于難以檢測(cè)焊縫內(nèi)部的缺陷，檢測(cè)過程中以及檢測(cè)結(jié)束后的清洗工作比較繁多。4鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析目前，在建筑工程鋼結(jié)構(gòu)中，通常使用焊接來實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的連接，由于焊縫以及母材連接位置的差異，可以將焊縫分為對(duì)接焊縫、角焊縫。《焊縫無損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》規(guī)定了母材厚度不小于8mm的低超聲衰減金屬材料熔化焊焊接接頭手工超聲檢測(cè)技術(shù)。對(duì)于板厚小于8mm的焊縫無法根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行手工超聲檢測(cè)，用磁粉探傷和滲透探傷都只能探到表面的缺陷，特別是對(duì)只能單面探傷的焊縫內(nèi)部缺陷較難探出，而普通超聲儀探頭能探測(cè)到的最小厚度是8mm。該厚度范圍內(nèi)的鋼板或管材探測(cè)焊縫內(nèi)部缺陷需與工程實(shí)際情況相結(jié)合結(jié)語綜上所述，由于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，其重要性也越來越突出。但是在通過焊接連接鋼結(jié)構(gòu)時(shí)還普遍處在人工作業(yè)階段，使得焊縫結(jié)構(gòu)中易產(chǎn)生缺陷，存在著很多隱患。焊縫無損檢測(cè)技術(shù)可以準(zhǔn)確、及時(shí)的發(fā)現(xiàn)焊縫結(jié)構(gòu)中隱藏著問題，有效避免了鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題。然而，以超聲波探傷檢測(cè)技術(shù)為代表的焊縫無損檢測(cè)技術(shù)依然存在著檢測(cè)精度有限，而且在檢測(cè)過程中需要通過專業(yè)人員進(jìn)行操作，對(duì)個(gè)別缺陷的嚴(yán)重程度以及數(shù)量都需要工作人員來裁決，影響到了無損檢測(cè)技術(shù)的客觀性。目前，應(yīng)用較為廣泛的先進(jìn)的數(shù)字超聲檢測(cè)就是TOFD和相控陣超聲檢測(cè)，但由于儀器、人員成本高昂，以及部分適用范圍限制，未得到全業(yè)范圍的全面應(yīng)用。因此，各相關(guān)行業(yè)需加強(qiáng)對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)的升級(jí)改進(jìn)，讓無損檢測(cè)技術(shù)在焊縫結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制中得到更好的利用，為建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量保駕護(hù)航。參考文獻(xiàn)：楊羿,張建東，李昊.鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接無