建筑結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)方法綜述

劉愛(ài)軍 劉少杰

【摘 要】無(wú)損檢測(cè)是檢測(cè)行業(yè)新興的綜合性的應(yīng)用技術(shù)，其在保證產(chǎn)品質(zhì)量，保障使用安全，改進(jìn)制造工藝和降低成本等方面發(fā)揮著積極的作用。本文綜合概述了該技術(shù)的研究現(xiàn)狀、檢測(cè)方法的種類及其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】無(wú)損檢測(cè)；檢測(cè)方法；建筑結(jié)構(gòu)

一、無(wú)損檢測(cè)研究現(xiàn)狀

無(wú)損檢測(cè)是指在不損害檢測(cè)對(duì)象的使用性能、物理和化學(xué)特性的條件下，利用材料由于內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)異?；虼嬖谌毕荻鹌鋵?duì)熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，來(lái)探測(cè)與評(píng)價(jià)其內(nèi)部和表面缺陷、機(jī)械性能、化學(xué)性質(zhì)等。

20世紀(jì)60-70年代是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展興旺時(shí)期，各種無(wú)損檢測(cè)的新技術(shù)、新方法不斷出現(xiàn)。80-90年代，無(wú)損檢測(cè)儀器的研制和改進(jìn)方面得到迅速發(fā)展和提高，并迅速向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)用化發(fā)展[1]。常用的方法有：超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和渦流檢測(cè)。

（一） 超聲檢測(cè)

其原理是基于超聲波在試件中的傳播特性[2]。通過(guò)聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使其在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用。改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收，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。

其優(yōu)點(diǎn)是：1）對(duì)平面型缺陷十分敏感，一經(jīng)探傷便知結(jié)果；2）設(shè)備易于攜帶；3）穿透力強(qiáng)。其缺點(diǎn)有：1）作為耦合傳感器，要求被檢測(cè)表面光滑；2）難于探測(cè)出細(xì)小裂紋；3）設(shè)有參考標(biāo)準(zhǔn)，要求檢測(cè)人員有較高的素質(zhì)；4）不適用于形狀復(fù)雜的構(gòu)件。

（二） 射線檢測(cè)

它是指用射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無(wú)損檢測(cè)方法。 射線穿透檢測(cè)對(duì)象時(shí)呈指數(shù)規(guī)律被吸收衰減，當(dāng)物質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時(shí)，在缺陷部位會(huì)形成對(duì)射線衰減的不規(guī)律，致使穿透缺陷部位的射線強(qiáng)度和其他部位不同[3]。這時(shí)通過(guò)膠片記錄下來(lái)，通過(guò)暗室處理后形成底片，根據(jù)底片黑度不均的影像來(lái)評(píng)定其缺陷。

其優(yōu)缺點(diǎn)包括：1）可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準(zhǔn)確，對(duì)長(zhǎng)度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確；2）檢測(cè)結(jié)果有直接記錄，可長(zhǎng)期保存；3）對(duì)體積型缺陷檢出率很高，對(duì)面積型缺陷，容易漏檢；4）適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件而不宜較厚的工件；5）適宜檢驗(yàn)對(duì)接焊縫，不適宜檢驗(yàn)角焊縫以及板材、棒材、鍛件等；6）對(duì)缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸的確定比較困難；7）檢測(cè)成本高、速度慢；8）具有輻射生物效應(yīng)，損害生物組織，危及生物器官的正常功能。

（三） 磁粉檢測(cè)

鐵磁性材料被磁化后，由于不連續(xù)的存在，使構(gòu)件表面和近表面的磁感應(yīng)線發(fā)生局部畸形而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)。此磁場(chǎng)會(huì)吸附施加在構(gòu)件表面的磁粉，在適合的自然光或黑光燈下形成目視可見(jiàn)的磁痕，從而顯示不連續(xù)性的位置、形狀和大小[4]。

其優(yōu)點(diǎn)有：1）適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄，目視難以看出的不連續(xù)性；2）可檢測(cè)原材料、半成品、成品，還可對(duì)板材、型材、管材、鑄鋼件及鍛鋼件等進(jìn)行檢測(cè)；3）可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷。其缺點(diǎn)是：1）限于磁性材料，探傷前必須清潔工件，涂層太厚會(huì)引起假顯示；2）某些應(yīng)用要求探傷后要退磁，難以確定工件深度。

（四） 滲透檢測(cè)

其原理是構(gòu)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，滲透液可以滲透進(jìn)表面開(kāi)口缺陷中。去除表面多余的滲透液后，再在表面施涂顯像劑，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液。在一定的光源下，缺陷處的滲透液痕跡將被顯示，從而探測(cè)出缺陷的形狀及分布狀態(tài)[5]。

其優(yōu)點(diǎn)為：1）可檢測(cè)有色和褐色金屬的鑄件和焊件；2）具有較高的靈敏度；3）顯示直觀、操作方便、檢測(cè)費(fèi)用低。缺點(diǎn)有：1）涂料污垢及涂覆金屬等表面層會(huì)掩蓋缺陷；2）孔隙表面的漏洞也能引起假顯示；3）探傷前后必須清潔工件；4）難以確定缺陷的深度，不適于疏松多孔的構(gòu)件。

（五） 渦流檢測(cè)

它是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上的檢測(cè)方法，適用于導(dǎo)電材料。給一個(gè)線圈通入交流電，在一定條件下通過(guò)的電流是不變的。當(dāng)線圈靠近檢測(cè)對(duì)象時(shí)，會(huì)感應(yīng)出渦流，從而使線圈電流發(fā)生改變。由于渦流的大小隨構(gòu)件內(nèi)有無(wú)缺陷而不同，所以線圈電流變化的大小可反映其缺陷。

其優(yōu)點(diǎn)是：1）可檢測(cè)導(dǎo)電材料表面或接近表面的裂紋、夾雜、折疊、凹坑、疏松等缺陷；2）能確定缺陷的位置和相對(duì)尺寸。缺點(diǎn)有：1）僅限于導(dǎo)體材料，應(yīng)用受限；2）難以判斷缺陷種類，不適用于非導(dǎo)電材料：

二、發(fā)展前景

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光、紅外、微波等技術(shù)被用于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，而傳統(tǒng)的常規(guī)技術(shù)也得到了豐富和發(fā)展[6]。目前，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)正向快速化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、程序化和規(guī)范化方向發(fā)展，包括：

（一）由定性檢測(cè)逐步向定量檢測(cè)發(fā)展。檢測(cè)時(shí)不僅要求探測(cè)出缺陷的有無(wú)和位置，而且還要測(cè)定出缺陷的類型、尺寸、形狀和取向[7]。

（二）發(fā)展新材料和特異形構(gòu)件的無(wú)損檢測(cè)方法。隨著材料科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出一些新材料和異型結(jié)構(gòu)件，用原有方法常常難以進(jìn)行或達(dá)不到要求。

（三）發(fā)展自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)。自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)比非自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)能提供更好的重復(fù)性、結(jié)果一致性和檢測(cè)的可靠性，降低了對(duì)操作人員素質(zhì)的要求，減少人為誤差的幾率。

（四）由材料和產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)發(fā)展為與生產(chǎn)工藝和設(shè)計(jì)的綜合應(yīng)用。無(wú)損檢測(cè)目的，不僅僅能夠發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的缺陷，更可以改進(jìn)結(jié)構(gòu)建設(shè)和設(shè)計(jì)。

（五）發(fā)展綜合的檢測(cè)系統(tǒng)。為了更準(zhǔn)確更全面地檢測(cè)材料和結(jié)構(gòu)的質(zhì)量性能，應(yīng)注意建立由多種方法組成的綜合檢測(cè)系統(tǒng)[8]。

（六）加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的制定立，大力開(kāi)展人員培訓(xùn)和等級(jí)資格認(rèn)證考核。

三、結(jié)束語(yǔ)

無(wú)損檢測(cè)發(fā)展至今，涵蓋了眾多學(xué)科，檢測(cè)方法多樣。其對(duì)建設(shè)或使用中的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全與使用的隱患，采取必要的維護(hù)措施，保證了結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。

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