楊亞鵬

【摘要】本文從無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展概述、主要的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、目前我國(guó)常用的無(wú)損檢測(cè)方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，以及焊接缺陷無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)這五個(gè)方面對(duì)鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)常用方法優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析和闡述。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；無(wú)損；檢測(cè)；優(yōu)缺點(diǎn)

中圖分類號(hào)： TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

隨著全球科技的不斷發(fā)展，鋼鐵冶煉工藝的不斷提高，以及建筑施工技術(shù)的不斷提升，同時(shí)由于鋼結(jié)構(gòu)建筑具有獨(dú)特的特點(diǎn)，使得鋼結(jié)構(gòu)的建筑物得到廣泛的使用。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工時(shí)，需要將各個(gè)鋼結(jié)構(gòu)組件進(jìn)行焊接，如果焊接質(zhì)量不過(guò)關(guān)將會(huì)直接影響到整體建筑的質(zhì)量，為了檢測(cè)焊接的質(zhì)量，但是又不能將結(jié)構(gòu)破壞，所以促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。為了更好地進(jìn)行檢測(cè)，我們需要對(duì)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，以便按需求進(jìn)行選擇。

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展概述

無(wú)損檢測(cè)是在不損壞試件的條件下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備器材，對(duì)試件的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，狀態(tài)進(jìn)行檢查和測(cè)試的方法。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要用于未知工藝缺陷的檢驗(yàn)。它是對(duì)破壞性檢驗(yàn)的補(bǔ)充和完善。

我國(guó)最初的建筑結(jié)構(gòu)是磚木結(jié)構(gòu)逐漸過(guò)渡到磚石結(jié)構(gòu)，到現(xiàn)在已發(fā)展成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)也得到了極大地發(fā)展，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法。我國(guó)的大部分技術(shù)都是由國(guó)外引進(jìn)過(guò)來(lái)的，例如磁粉檢測(cè)技術(shù)、超聲波檢測(cè)技術(shù)、射線探傷檢測(cè)技術(shù)和滲透探傷檢測(cè)技術(shù)等。隨著我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑逐漸興起，鋼結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也得到了重視，最初的鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是為了檢測(cè)深圳發(fā)展中心大廈的建筑而引進(jìn)的，那時(shí)候引進(jìn)的技術(shù)是利用射線進(jìn)行探傷以及利用超聲波檢測(cè)焊接處是否有縫，隨著鋼結(jié)構(gòu)普及，檢測(cè)技術(shù)逐漸發(fā)展也穩(wěn)步推進(jìn)，超聲波檢測(cè)技術(shù)、磁性粉檢測(cè)技術(shù)、射線探傷檢測(cè)技術(shù)和滲透探傷檢測(cè)技術(shù)都得到了極大地發(fā)展，現(xiàn)在，已經(jīng)出現(xiàn)超聲波相控陣檢測(cè)技術(shù)，可以針對(duì)較大跨度的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與其他檢測(cè)技術(shù)一樣也存著多種多樣的優(yōu)缺點(diǎn)，如何選用還需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

三、主要的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

1.目視檢測(cè)

目視檢測(cè)，是國(guó)內(nèi)實(shí)施的比較少，但在國(guó)際上非常重視的無(wú)損檢測(cè)第一階段首要方法。按照國(guó)際慣例，目視檢測(cè)要先做，以確認(rèn)不會(huì)影響后面的檢驗(yàn)，再接著做四大常規(guī)檢驗(yàn)。例如BINDT的PCN認(rèn)證，就有專門的VT1、2、3級(jí)考核，更有專門的持證要求。經(jīng)過(guò)國(guó)際級(jí)的培訓(xùn)，其VT檢測(cè)技術(shù)會(huì)比較專業(yè)，而且很受國(guó)際機(jī)構(gòu)的重視。VT常常用于目視檢查焊縫，焊縫本身有工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，都是可以通過(guò)目測(cè)和直接測(cè)量尺寸來(lái)做初步檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)咬邊等不合格的外觀缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的儀器檢測(cè)。例如焊接件表面和鑄件表面較多VT做的比較多，而鍛件就很少，并且其檢查標(biāo)準(zhǔn)是基本相符的。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)，最直觀、最簡(jiǎn)單的檢測(cè)方式就是進(jìn)行外觀檢測(cè)，這種檢測(cè)方式簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，就是利用肉眼并根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，觀察鋼結(jié)構(gòu)是否有比較明顯的問(wèn)題，這是一種從宏觀上的檢測(cè)。這種檢測(cè)方法通常被用于檢查鋼結(jié)構(gòu)的焊縫表面，確保焊縫處的表面的效果符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，避免較大的缺陷的產(chǎn)生。雖然說(shuō)這種檢測(cè)手段比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但是由于這種檢測(cè)方式比較依靠檢測(cè)者的經(jīng)驗(yàn)，所以其適用范圍較窄。而且，這種檢測(cè)技術(shù)只能檢測(cè)結(jié)構(gòu)外部的缺陷，無(wú)法檢測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷。在正常的鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)，先是利用直接外觀檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行初步的檢測(cè)，在外觀沒(méi)有明顯的缺陷的情況下，再利用其它檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行內(nèi)部檢測(cè)，以確保被檢測(cè)構(gòu)件的內(nèi)部質(zhì)量安全。

2.磁粉探傷檢測(cè)技術(shù)

磁粉檢測(cè)是鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見(jiàn)的磁痕，從而顯示出磁粉檢測(cè)不連續(xù)性的位置、形狀和大小。鋼結(jié)構(gòu)本身也是磁性材料，因此在將鋼鐵磁化之后，鋼鐵周邊將會(huì)出現(xiàn)磁場(chǎng)，通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)的分布的檢測(cè)可以間接反映出鋼鐵的結(jié)構(gòu)以及是否發(fā)生變形，從而達(dá)到對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的目的?，F(xiàn)在，磁粉檢測(cè)手段主要運(yùn)用于對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊件焊接處的檢測(cè)，這種檢測(cè)手段可以快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)出焊件是否有裂紋、未熔合等缺陷的存在，但是這種檢測(cè)手段也有限制，只能檢測(cè)厚度在8mm范圍內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中是否存在缺陷。

3超聲波探傷檢測(cè)技術(shù)

超聲波是指任何聲波或振動(dòng)，其頻率超過(guò)人類耳朵可以聽(tīng)到的最高閾值20千赫。超聲波由于其高頻特性而被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，如醫(yī)療、塑膠產(chǎn)品的熔接、電子產(chǎn)品的焊接、金屬探傷、工件清洗等。超聲波檢測(cè)的定義：通過(guò)超聲波與試件相互作用，就反射、透射。無(wú)損檢測(cè)設(shè)備射和散射的波進(jìn)行研究，對(duì)試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件。改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。

4射線探傷檢測(cè)技術(shù)

射線探傷是指用X射線或g射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無(wú)損檢測(cè)方法，該方法是最基本的，應(yīng)用最廣泛的一種非破壞性檢驗(yàn)方法。射線照相檢驗(yàn)法的原理：射線能穿透肉眼無(wú)法穿透的物質(zhì)使膠片感光，當(dāng)X射線或g射線照射膠片時(shí)，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影，由于不同密度的物質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)不同，照射到膠片各處的射線能量也就會(huì)產(chǎn)生差異，便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來(lái)判別缺陷。

5滲透探傷檢測(cè)技術(shù)

液體滲透檢測(cè)的基本原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滲透液可以滲透進(jìn)表面開(kāi)口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細(xì)管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被現(xiàn)實(shí)，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

四、目前我國(guó)常用的無(wú)損檢測(cè)方法及其優(yōu)缺點(diǎn)

1.射線探傷

利用射線進(jìn)行探傷檢測(cè)焊縫內(nèi)部缺陷是目前常用的一種檢測(cè)方法，這種方法主要是利用X射線等射線，通過(guò)利用這類射線照射焊接處，照射的結(jié)果將會(huì)直觀的顯現(xiàn)在照相底片或者熒光屏上。然后根據(jù)顯現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析，并根據(jù)焊縫的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)的分類定級(jí)，并將此作為產(chǎn)品驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于目前具有較高的密閉性要求的鋼材料產(chǎn)品，例如壓力鍋等壓力容器，進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)均采用的是射線探傷檢測(cè)方法。

這種檢測(cè)的方法的優(yōu)點(diǎn)是：可以對(duì)被檢測(cè)件進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，具有極高的可靠性，同時(shí)照射出的底片可以進(jìn)行長(zhǎng)期的存檔。但是這種檢測(cè)方法也有缺點(diǎn)，利用檢測(cè)的射線具有其強(qiáng)的輻射性，會(huì)對(duì)人體造成極大的損害，因此這種檢測(cè)成本較高，而且從檢測(cè)開(kāi)始到最終結(jié)果判定所需要的時(shí)間比較長(zhǎng)。

2.超聲波探傷

超聲波探傷就是利用超聲波對(duì)材料內(nèi)部進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的檢測(cè)方法。超聲波是指頻率超過(guò)或者接近20000Hz的機(jī)械波，超聲波探傷是通過(guò)超聲波探頭發(fā)射出超聲波，然后通過(guò)對(duì)反射的超聲波進(jìn)行分析、比對(duì)，然后得出相應(yīng)的結(jié)果。超聲波在進(jìn)行傳遞過(guò)程中，如果進(jìn)行傳播的介質(zhì)比較穩(wěn)定且結(jié)構(gòu)連續(xù)，那么其傳播速度是恒定的，當(dāng)傳播過(guò)程中遇到斷裂面或者其他情況時(shí)，將會(huì)發(fā)生折射以及反射。通過(guò)聲波接收儀器，將反射的超聲波在熒屏上進(jìn)行顯示，根據(jù)顯示的波峰以及波形進(jìn)行分析，并判定出檢測(cè)構(gòu)件的內(nèi)部狀況。