鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)研究

郭如春

(貴州建工集團(tuán)第八建筑工程有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550003)

鋼結(jié)構(gòu)是一種承重結(jié)構(gòu),其強(qiáng)度高、具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,且可塑性和抗震性等特點(diǎn)優(yōu)于其他結(jié)構(gòu),進(jìn)而得到廣泛應(yīng)用。為保證鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用,鋼結(jié)構(gòu)工程施工中加強(qiáng)焊縫的無損檢測,保證焊接施工中焊縫的質(zhì)量滿足鋼結(jié)構(gòu)工程的需求。無損檢測技術(shù)即檢測焊縫質(zhì)量的過程中不會(huì)造成焊縫的二次傷害,是檢測并保證焊縫質(zhì)量的有效檢測措施。

1 鋼結(jié)構(gòu)工程簡述

鋼結(jié)構(gòu)工程的主要材料是鋼材,是建筑結(jié)構(gòu)的主要類型,更是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的代表。鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)相比,其質(zhì)量更輕、強(qiáng)度更好,且抗震性能及耐久性和塑性等都具有優(yōu)勢,在很多建筑工程中其優(yōu)勢都是其他結(jié)構(gòu)工程無法比擬的。鋼結(jié)構(gòu)工程的優(yōu)勢具體可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行介紹：第一,鋼材本身的質(zhì)量較好,且內(nèi)部結(jié)構(gòu)與同性相近,材質(zhì)結(jié)構(gòu)比較均勻；若是鋼材的結(jié)構(gòu)性能、受力情況與工程力學(xué)的結(jié)果一致,則說明鋼材的力學(xué)性能較好[1]。第二,鋼結(jié)構(gòu)的耐久性和塑性性能較好。鋼結(jié)構(gòu)工程需要承受較大的外部力量,鋼材可以在達(dá)到受力頂峰后再重新對承載的力量重新進(jìn)行分配,可以保持鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部受力不會(huì)突然出現(xiàn)較大的變化,更不會(huì)由于承載的力量突然加大而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)受損或是被破壞等現(xiàn)象；同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)工程能夠承受較大的動(dòng)力載荷。因此,在現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展下,鋼結(jié)構(gòu)工程受到更多人的歡迎,得到廣泛的應(yīng)用。

2 鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)

2.1 射線探傷無損檢測技術(shù)

射線探傷無損檢測技術(shù)其實(shí)質(zhì)是利用γ射線或是X射線穿透不同物理性質(zhì)的物體時(shí),其強(qiáng)度或有不同程度的衰減現(xiàn)象,進(jìn)而分析其衰減的結(jié)果,從而根據(jù)分析的結(jié)果判斷被檢測物體的質(zhì)量。射線探傷實(shí)際檢測過程是,射線穿透被檢測物體,將其投影在膠片上,并利用特殊技術(shù)對膠片進(jìn)行處理,膠片上便會(huì)顯現(xiàn)出被檢測物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、厚度等情況,進(jìn)而得出被檢測物體質(zhì)量的準(zhǔn)確結(jié)論。膠片上的影像是判斷被檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在缺陷的重要依據(jù),與此同時(shí),檢測人員可根據(jù)膠片上的影像判斷出被檢測物體的缺陷程度。鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫的無損檢測過程中,可以利用射線探傷無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測,進(jìn)而準(zhǔn)確判斷焊縫的焊接質(zhì)量,若是焊縫的質(zhì)量不符合鋼結(jié)構(gòu)工程的使用需求,則可以及時(shí)進(jìn)行修復(fù),避免鋼結(jié)構(gòu)工程存在安全隱患[2]。但是,射線探傷無損檢測技術(shù)對材料的厚度有所要求,材料的最小厚度不得小于兩毫米,厚度的最大值不得超出兩百毫米,只有鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫的厚度在射線探傷檢測范圍內(nèi),射線探傷才能發(fā)揮作用。射線探傷的檢測優(yōu)勢是可以增加被檢測物體缺陷的直觀度,且缺陷的檢測材料可以保存,方便日后查閱,作為審核的有效依據(jù)。射線探傷無損檢測技術(shù)對檢測設(shè)備也有很高的要求,首先設(shè)備的成本較高,不利于節(jié)約成本；其次,射線探傷檢測設(shè)備的體積較大,不方便隨身攜帶開展監(jiān)測工作,且在一定程度上影響檢測人員的身體健康。

2.2 滲透探傷無損檢測技術(shù)

在鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫的表面涂滲透液,而后焊縫的表面會(huì)有毛細(xì)現(xiàn)象,若是在滲透液中摻入熒光顏料,則可以沿著焊縫表面的缺陷部位滲透到其內(nèi)部。除去鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫表面的滲透液,而后涂抹顯像劑,與使用滲透液相同,利用焊縫表面的毛細(xì)現(xiàn)象,若是鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫處存在缺陷,那么熒光顏料則會(huì)與顯像劑共同作用,利用白光照射焊縫缺陷處會(huì)出現(xiàn)熒光；若是沒有熒光現(xiàn)象,則說明焊縫出沒有缺陷。同時(shí),可以結(jié)合缺陷處熒光的狀態(tài)判斷焊縫缺陷情況。滲透探傷無損檢測技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的檢測技術(shù),其對被檢測物體的材質(zhì)和表面沒有特別要求,更不需要使用特別的儀器。滲透探傷無損檢測技術(shù)最大的不足在于檢測結(jié)束后需要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行清洗,浪費(fèi)物力以及人力資源。

2.3 超聲波無損檢測技術(shù)

超聲波無損檢測技術(shù)的主要原理是,超聲波在傳播中會(huì)受到聲學(xué)本身特性的影響,利用超聲波穿透鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫,分析其穿透過程中的聲波,判斷焊縫處是否存在缺陷。使用超聲波檢測焊縫質(zhì)量,需要控制超聲的頻率最小值不得低于0.5兆赫,最大值不得超出5兆赫；超聲波檢測的最大優(yōu)點(diǎn)是對焊縫處目標(biāo)的缺陷判斷準(zhǔn)確性較高,相比于射線探傷無損檢測技術(shù),超聲波使用的設(shè)備體積較小,發(fā)表根據(jù)檢測需求隨時(shí)搬運(yùn)儀器,也可隨身攜帶開展檢測工作[3]。同時(shí),超聲波無損檢測使用的儀器成本也比較低,減少檢測工作需要投入的資金,可以節(jié)省鋼結(jié)構(gòu)工程的成本。此外,超聲波無損檢測技術(shù)可以快速得出檢測結(jié)果,可及時(shí)對不合格的焊接施工進(jìn)行處理,減少焊接工作質(zhì)量不合格導(dǎo)致的安全隱患。但是,對于體積型的焊縫缺陷,超聲波的檢測效果不佳,需要人工協(xié)助才能更準(zhǔn)確的進(jìn)行判斷,從而影響超聲波無損檢測技術(shù)判斷的準(zhǔn)確率；超聲波無損檢測技術(shù)讀焊縫處的粗糙度也有嚴(yán)格要求,若是粗糙度超出超聲波的檢測范圍,同樣無法使用該技術(shù)實(shí)施檢測。

2.4 磁粉探傷無損檢測技術(shù)

使用磁粉探傷無損檢測技術(shù),主要是利用具有磁鐵性質(zhì)材料的磁化性能、以及磁粉本身具有的物理性質(zhì)進(jìn)行檢測。當(dāng)具有磁鐵性質(zhì)的材料受到磁化作用的影響,材料內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的磁感應(yīng)現(xiàn)象,且磁力線的密度也會(huì)驟然增加。若是焊縫處出現(xiàn)缺陷,則會(huì)導(dǎo)致磁力線的位置發(fā)生變化,部分磁力線被擠出鋼結(jié)構(gòu),產(chǎn)生露磁現(xiàn)象。此時(shí),若是磁場內(nèi)有磁粉,磁力線則會(huì)影響磁粉,在焊縫的缺陷處出現(xiàn)堆積,便于檢測人員判斷焊縫的缺陷。磁粉探傷無損檢測技術(shù)與其他檢測技術(shù)相比,其靈敏性更高,可以檢測出鋼結(jié)構(gòu)接近表面的缺陷。但是,磁粉探傷無損檢測技術(shù)需要被檢測鋼結(jié)構(gòu)工程的焊縫處材料具有磁性性能,否則無法使用該檢測技術(shù)。

3 鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)應(yīng)用

焊接是鋼結(jié)構(gòu)的主要連接方式,其焊縫的質(zhì)量直接影響鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量,根據(jù)焊縫與鋼結(jié)構(gòu)材料的連接位置,可以將焊縫劃分為角焊縫和對接焊縫。鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求焊縫定級需考慮鋼結(jié)構(gòu)工程在整體工程中的重要性、承載的重量及使用的焊縫連接形式等因素；鋼結(jié)構(gòu)焊縫的驗(yàn)收工程需按照相關(guān)要求對焊縫的表面和內(nèi)部進(jìn)行檢測。焊縫的表面檢測可以直接利用目測或是借助簡單的檢測工具便可完成；而內(nèi)部檢測則需要根據(jù)焊縫的等級選擇檢測技術(shù),一級、二級的焊縫利用超聲波探傷無損檢測技術(shù)實(shí)施焊縫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢測,若是超聲波探傷無損檢測技術(shù)無法檢測出焊縫的缺陷情況,則再次利用射線探傷無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測,檢測后焊縫內(nèi)部的缺陷定級、探傷需要按照超聲波探傷以及結(jié)論定級的相關(guān)要求、或是利用鋼結(jié)構(gòu)對接焊縫射線探傷、焊縫質(zhì)量定級的相關(guān)規(guī)定保持一致。

鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫質(zhì)量在整體的工程中都具有重要作用,對焊縫質(zhì)量的檢測更需要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)工程在整體工程中所處的地位,科學(xué)的選擇無損檢測技術(shù),既避免對焊縫造成二次傷害,又保證準(zhǔn)確檢測出焊縫是否存在缺陷,進(jìn)而根據(jù)焊縫的缺陷程度及時(shí)采取補(bǔ)救措施,減少或是消除鋼結(jié)構(gòu)工程存在的安全隱患,進(jìn)而加強(qiáng)整體工程的安全性。可見,鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)有著不可替代的作用,需要施工單位和檢測人員重視對焊縫的檢測工作,提高焊縫的施工質(zhì)量。

4 總結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)工程無損檢測技術(shù)主要有射線探傷、滲透探傷、超聲波探傷和磁粉探傷等,結(jié)合不同的檢測需要選擇無損檢測技術(shù),確保焊縫的施工質(zhì)量,進(jìn)而保證鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)工程的逐漸增多,人們對鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量要求也越來越高。因此,施工人員和技術(shù)人員利用合理的焊接技術(shù)、焊縫無損檢測技術(shù)保證焊縫的施工質(zhì)量,從而保證鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量。

[1]鄒斌.建筑鋼結(jié)構(gòu)工程及焊縫無損檢測技術(shù)應(yīng)用[J].江西建材,2009(02)：119-120．

[2]趙文婷,吳耀歡.鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)研究[J].工程技術(shù)研究,2017(03)．

[3]李仁龍,吳磊.鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程,2016(30)．