钢结构工程焊缝无损检测技术研究

郭如春

(贵州建工集团第八建筑工程有限责任公司,贵州 贵阳 550003)

钢结构是一种承重结构,其强度高、具有较高的经济价值,且可塑性和抗震性等特点优于其他结构,进而得到广泛应用。为保证钢结构发挥作用,钢结构工程施工中加强焊缝的无损检测,保证焊接施工中焊缝的质量满足钢结构工程的需求。无损检测技术即检测焊缝质量的过程中不会造成焊缝的二次伤害,是检测并保证焊缝质量的有效检测措施。

1 钢结构工程简述

钢结构工程的主要材料是钢材,是建筑结构的主要类型,更是现代建筑结构的代表。钢结构与钢筋混凝土等结构相比,其质量更轻、强度更好,且抗震性能及耐久性和塑性等都具有优势,在很多建筑工程中其优势都是其他结构工程无法比拟的。钢结构工程的优势具体可以从以下几点进行介绍：第一,钢材本身的质量较好,且内部结构与同性相近,材质结构比较均匀；若是钢材的结构性能、受力情况与工程力学的结果一致,则说明钢材的力学性能较好[1]。第二,钢结构的耐久性和塑性性能较好。钢结构工程需要承受较大的外部力量,钢材可以在达到受力顶峰后再重新对承载的力量重新进行分配,可以保持钢结构的内部受力不会突然出现较大的变化,更不会由于承载的力量突然加大而导致其结构出现受损或是被破坏等现象；同时,钢结构工程能够承受较大的动力载荷。因此,在现代化技术的发展下,钢结构工程受到更多人的欢迎,得到广泛的应用。

2 钢结构工程焊缝无损检测技术

2.1 射线探伤无损检测技术

射线探伤无损检测技术其实质是利用γ射线或是X射线穿透不同物理性质的物体时,其强度或有不同程度的衰减现象,进而分析其衰减的结果,从而根据分析的结果判断被检测物体的质量。射线探伤实际检测过程是,射线穿透被检测物体,将其投影在胶片上,并利用特殊技术对胶片进行处理,胶片上便会显现出被检测物体的内部结构、厚度等情况,进而得出被检测物体质量的准确结论。胶片上的影像是判断被检测物体内部结构是否存在缺陷的重要依据,与此同时,检测人员可根据胶片上的影像判断出被检测物体的缺陷程度。钢结构工程焊缝的无损检测过程中,可以利用射线探伤无损检测技术进行检测,进而准确判断焊缝的焊接质量,若是焊缝的质量不符合钢结构工程的使用需求,则可以及时进行修复,避免钢结构工程存在安全隐患[2]。但是,射线探伤无损检测技术对材料的厚度有所要求,材料的最小厚度不得小于两毫米,厚度的最大值不得超出两百毫米,只有钢结构工程焊缝的厚度在射线探伤检测范围内,射线探伤才能发挥作用。射线探伤的检测优势是可以增加被检测物体缺陷的直观度,且缺陷的检测材料可以保存,方便日后查阅,作为审核的有效依据。射线探伤无损检测技术对检测设备也有很高的要求,首先设备的成本较高,不利于节约成本；其次,射线探伤检测设备的体积较大,不方便随身携带开展监测工作,且在一定程度上影响检测人员的身体健康。

2.2 渗透探伤无损检测技术

在钢结构工程焊缝的表面涂渗透液,而后焊缝的表面会有毛细现象,若是在渗透液中掺入荧光颜料,则可以沿着焊缝表面的缺陷部位渗透到其内部。除去钢结构工程焊缝表面的渗透液,而后涂抹显像剂,与使用渗透液相同,利用焊缝表面的毛细现象,若是钢结构工程焊缝处存在缺陷,那么荧光颜料则会与显像剂共同作用,利用白光照射焊缝缺陷处会出现荧光；若是没有荧光现象,则说明焊缝出没有缺陷。同时,可以结合缺陷处荧光的状态判断焊缝缺陷情况。渗透探伤无损检测技术是应用最为广泛的检测技术,其对被检测物体的材质和表面没有特别要求,更不需要使用特别的仪器。渗透探伤无损检测技术最大的不足在于检测结束后需要对钢结构进行清洗,浪费物力以及人力资源。

2.3 超声波无损检测技术

超声波无损检测技术的主要原理是,超声波在传播中会受到声学本身特性的影响,利用超声波穿透钢结构工程焊缝,分析其穿透过程中的声波,判断焊缝处是否存在缺陷。使用超声波检测焊缝质量,需要控制超声的频率最小值不得低于0.5兆赫,最大值不得超出5兆赫；超声波检测的最大优点是对焊缝处目标的缺陷判断准确性较高,相比于射线探伤无损检测技术,超声波使用的设备体积较小,发表根据检测需求随时搬运仪器,也可随身携带开展检测工作[3]。同时,超声波无损检测使用的仪器成本也比较低,减少检测工作需要投入的资金,可以节省钢结构工程的成本。此外,超声波无损检测技术可以快速得出检测结果,可及时对不合格的焊接施工进行处理,减少焊接工作质量不合格导致的安全隐患。但是,对于体积型的焊缝缺陷,超声波的检测效果不佳,需要人工协助才能更准确的进行判断,从而影响超声波无损检测技术判断的准确率；超声波无损检测技术读焊缝处的粗糙度也有严格要求,若是粗糙度超出超声波的检测范围,同样无法使用该技术实施检测。

2.4 磁粉探伤无损检测技术

使用磁粉探伤无损检测技术,主要是利用具有磁铁性质材料的磁化性能、以及磁粉本身具有的物理性质进行检测。当具有磁铁性质的材料受到磁化作用的影响,材料内部会出现很强的磁感应现象,且磁力线的密度也会骤然增加。若是焊缝处出现缺陷,则会导致磁力线的位置发生变化,部分磁力线被挤出钢结构,产生露磁现象。此时,若是磁场内有磁粉,磁力线则会影响磁粉,在焊缝的缺陷处出现堆积,便于检测人员判断焊缝的缺陷。磁粉探伤无损检测技术与其他检测技术相比,其灵敏性更高,可以检测出钢结构接近表面的缺陷。但是,磁粉探伤无损检测技术需要被检测钢结构工程的焊缝处材料具有磁性性能,否则无法使用该检测技术。

3 钢结构工程焊缝无损检测技术应用

焊接是钢结构的主要连接方式,其焊缝的质量直接影响钢结构工程的质量,根据焊缝与钢结构材料的连接位置,可以将焊缝划分为角焊缝和对接焊缝。钢结构的相关设计规范要求焊缝定级需考虑钢结构工程在整体工程中的重要性、承载的重量及使用的焊缝连接形式等因素；钢结构焊缝的验收工程需按照相关要求对焊缝的表面和内部进行检测。焊缝的表面检测可以直接利用目测或是借助简单的检测工具便可完成；而内部检测则需要根据焊缝的等级选择检测技术,一级、二级的焊缝利用超声波探伤无损检测技术实施焊缝的内部结构检测,若是超声波探伤无损检测技术无法检测出焊缝的缺陷情况,则再次利用射线探伤无损检测技术进行检测,检测后焊缝内部的缺陷定级、探伤需要按照超声波探伤以及结论定级的相关要求、或是利用钢结构对接焊缝射线探伤、焊缝质量定级的相关规定保持一致。

钢结构工程焊缝质量在整体的工程中都具有重要作用,对焊缝质量的检测更需要结合钢结构工程在整体工程中所处的地位,科学的选择无损检测技术,既避免对焊缝造成二次伤害,又保证准确检测出焊缝是否存在缺陷,进而根据焊缝的缺陷程度及时采取补救措施,减少或是消除钢结构工程存在的安全隐患,进而加强整体工程的安全性。可见,钢结构工程焊缝无损检测技术有着不可替代的作用,需要施工单位和检测人员重视对焊缝的检测工作,提高焊缝的施工质量。

4 总结

钢结构工程无损检测技术主要有射线探伤、渗透探伤、超声波探伤和磁粉探伤等,结合不同的检测需要选择无损检测技术,确保焊缝的施工质量,进而保证钢结构工程的质量。随着技术的不断发展,钢结构工程的逐渐增多,人们对钢结构工程的质量要求也越来越高。因此,施工人员和技术人员利用合理的焊接技术、焊缝无损检测技术保证焊缝的施工质量,从而保证钢结构工程的质量。

[1]邹斌.建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用[J].江西建材,2009(02)：119-120．

[2]赵文婷,吴耀欢.钢结构工程焊缝无损检测技术研究[J].工程技术研究,2017(03)．

[3]李仁龙,吴磊.钢结构工程焊缝无损检测技术应用研究[J].价值工程,2016(30)．