钢结构无损检测常用方法优缺点的分析

杨亚鹏

【摘要】本文从无损检测技术发展概述、主要的无损检测技术、目前我国常用的无损检测方法及其优缺点，以及焊接缺陷无损检测技术的发展趋势这五个方面对钢结构无损检测常用方法优缺点进行分析和阐述。

【关键词】钢结构；无损；检测；优缺点

中图分类号： TU391文献标识码： A

一、前言

随着全球科技的不断发展，钢铁冶炼工艺的不断提高，以及建筑施工技术的不断提升，同时由于钢结构建筑具有独特的特点，使得钢结构的建筑物得到广泛的使用。在进行钢结构建筑的施工时，需要将各个钢结构组件进行焊接，如果焊接质量不过关将会直接影响到整体建筑的质量，为了检测焊接的质量，但是又不能将结构破坏，所以促进了钢结构无损检测技术的发展。为了更好地进行检测，我们需要对检测技术进行分析，以便按需求进行选择。

无损检测技术发展概述

无损检测是在不损坏试件的条件下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。无损检测技术主要用于未知工艺缺陷的检验。它是对破坏性检验的补充和完善。

我国最初的建筑结构是砖木结构逐渐过渡到砖石结构，到现在已发展成为钢筋混凝土结构，钢结构也得到了极大地发展，针对钢结构的检测方法。我国的大部分技术都是由国外引进过来的，例如磁粉检测技术、超声波检测技术、射线探伤检测技术和渗透探伤检测技术等。随着我国钢结构建筑逐渐兴起，钢结构的无损检测技术也得到了重视，最初的钢结构无损检测技术是为了检测深圳发展中心大厦的建筑而引进的，那时候引进的技术是利用射线进行探伤以及利用超声波检测焊接处是否有缝，随着钢结构普及，检测技术逐渐发展也稳步推进，超声波检测技术、磁性粉检测技术、射线探伤检测技术和渗透探伤检测技术都得到了极大地发展，现在，已经出现超声波相控阵检测技术，可以针对较大跨度的结构进行检测。钢结构无损检测技术与其他检测技术一样也存着多种多样的优缺点，如何选用还需根据实际情况进行选择。

三、主要的无损检测技术

1.目视检测

目视检测，是国内实施的比较少，但在国际上非常重视的无损检测第一阶段首要方法。按照国际惯例，目视检测要先做，以确认不会影响后面的检验，再接着做四大常规检验。例如BINDT的PCN认证，就有专门的VT1、2、3级考核，更有专门的持证要求。经过国际级的培训，其VT检测技术会比较专业，而且很受国际机构的重视。VT常常用于目视检查焊缝，焊缝本身有工艺评定标准，都是可以通过目测和直接测量尺寸来做初步检验，发现咬边等不合格的外观缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的仪器检测。例如焊接件表面和铸件表面较多VT做的比较多，而锻件就很少，并且其检查标准是基本相符的。在进行钢结构检测时，最直观、最简单的检测方式就是进行外观检测，这种检测方式简单、经济。在进行检测时，就是利用肉眼并根据以往的经验的钢结构进行检测，观察钢结构是否有比较明显的问题，这是一种从宏观上的检测。这种检测方法通常被用于检查钢结构的焊缝表面，确保焊缝处的表面的效果符合标准的规定，避免较大的缺陷的产生。虽然说这种检测手段比较简单、经济，但是由于这种检测方式比较依靠检测者的经验，所以其适用范围较窄。而且，这种检测技术只能检测结构外部的缺陷，无法检测结构内部的缺陷。在正常的钢结构检测时，先是利用直接外观检测技术进行初步的检测，在外观没有明显的缺陷的情况下，再利用其它检测技术进行内部检测，以确保被检测构件的内部质量安全。

2.磁粉探伤检测技术

磁粉检测是铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出磁粉检测不连续性的位置、形状和大小。钢结构本身也是磁性材料，因此在将钢铁磁化之后，钢铁周边将会出现磁场，通过对磁场的分布的检测可以间接反映出钢铁的结构以及是否发生变形，从而达到对钢结构进行无损检测的目的。现在，磁粉检测手段主要运用于对钢结构焊件焊接处的检测，这种检测手段可以快速、准确的检测出焊件是否有裂纹、未熔合等缺陷的存在，但是这种检测手段也有限制，只能检测厚度在8mm范围内的钢结构构件中是否存在缺陷。

3超声波探伤检测技术

超声波是指任何声波或振动，其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20千赫。超声波由于其高频特性而被广泛应用于众多领域，如医疗、塑胶产品的熔接、电子产品的焊接、金属探伤、工件清洗等。超声波检测的定义：通过超声波与试件相互作用，就反射、透射。无损检测设备射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术超声波工作的原理：主要是基于超声波在试件中的传播特性。声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件。改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

4射线探伤检测技术

射线探伤是指用X射线或g射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法，该方法是最基本的，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。射线照相检验法的原理：射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光，当X射线或g射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影，由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同，照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异，便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。

5渗透探伤检测技术

液体渗透检测的基本原理：零件表面被施涂含有荧光染料或著色染料的渗透剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下（紫外线光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被现实，（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

四、目前我国常用的无损检测方法及其优缺点

1.射线探伤

利用射线进行探伤检测焊缝内部缺陷是目前常用的一种检测方法，这种方法主要是利用X射线等射线，通过利用这类射线照射焊接处，照射的结果将会直观的显现在照相底片或者荧光屏上。然后根据显现的结果进行详细的分析，并根据焊缝的质量进行详细的分类定级，并将此作为产品验收的标准。对于目前具有较高的密闭性要求的钢材料产品，例如压力锅等压力容器，进行质量检测时均采用的是射线探伤检测方法。

这种检测的方法的优点是：可以对被检测件进行准确的判定，具有极高的可靠性，同时照射出的底片可以进行长期的存档。但是这种检测方法也有缺点，利用检测的射线具有其强的辐射性，会对人体造成极大的损害，因此这种检测成本较高，而且从检测开始到最终结果判定所需要的时间比较长。

2.超声波探伤

超声波探伤就是利用超声波对材料内部进行无损检测的检测方法。超声波是指频率超过或者接近20000Hz的机械波，超声波探伤是通过超声波探头发射出超声波，然后通过对反射的超声波进行分析、比对，然后得出相应的结果。超声波在进行传递过程中，如果进行传播的介质比较稳定且结构连续，那么其传播速度是恒定的，当传播过程中遇到断裂面或者其他情况时，将会发生折射以及反射。通过声波接收仪器，将反射的超声波在荧屏上进行显示，根据显示的波峰以及波形进行分析，并判定出检测构件的内部状况。