無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用分析

劉健

山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心（有限公司） 山西太原 030000

無損檢測有多種方法，當(dāng)前應(yīng)用的檢查方法有超聲波檢測、射線檢查、磁粉檢測、滲透檢測和目視檢查[1]。無損檢測經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，即無損探傷（NDI）、無損檢測(NDT)、無損評價(NDE)。目前一般統(tǒng)稱為無損檢測（NDT），而不是特指上述的第二階段。在這三個階段中，各階段之間沒有絕對的時間分界點，并且相互集成和發(fā)展。

1 無損探傷（NDI）

從國際上看，這一技術(shù)主要應(yīng)用于20世紀(jì)五六十年代，作為無損檢測的初級階段，其特點是技術(shù)和任務(wù)都較為簡單。技術(shù)上主要采用超聲、射線等，在任務(wù)上主要是檢測構(gòu)件是否存在缺陷或者異常，其基本任務(wù)是不破壞構(gòu)件的情況下發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的缺陷，滿足工程基本需求，其檢測結(jié)論主要分為有缺陷和無缺陷兩類。

2 無損檢測（NDT）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷，特別是生產(chǎn)上對無損檢測技術(shù)的要求不斷提升，僅僅檢測出是否有缺陷顯然不能滿足工程的實際需求。在無損檢測(NDT)這一發(fā)展階段，不僅僅是探測出構(gòu)件是否含有缺陷，還包括探測構(gòu)件的一些其他信息，例如：缺陷的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、大小位置等，并試圖通過檢測掌握更多的信息，對于國際上發(fā)達的工業(yè)國家，這一階段大致開始于20世紀(jì)70年代末或者80年代初。

3 無損評價（NDT）

盡管第二階段的無損檢測（NDT）技術(shù)已經(jīng)能夠滿足大部分建筑工業(yè)生產(chǎn)的需求，但是隨著對材料、結(jié)構(gòu)等質(zhì)量的不斷提高，特別是針對現(xiàn)役工程的安全性和經(jīng)濟性評價的需求愈加突出，無損檢測技術(shù)進入了第三階段，即無損評價階段（NDE）。這一階段的標(biāo)志性事件是1996年新德里第14屆無損檢測大會，在該次大會提出了將無損檢測（NDT）變?yōu)闊o損評價（NDE）這一重要觀點，并很快被各國家的無損檢測學(xué)會所接受。在這一階段，人們不僅要對缺陷的有無、屬性、位置、大小等信息進行掌握，還要進一步評估分析缺陷對構(gòu)件使用性能的影響，例如：壽命、強度、穩(wěn)定性等的影響程度，從而最終得出綜合性能指標(biāo)和結(jié)論。這對從事無損檢測人員的專業(yè)能力也提出了更高的要求，同時也依賴著相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，如數(shù)字圖像處理技術(shù)、電子測量技術(shù)、實時成像技術(shù)等[2]。

4 橋梁檢測工作中無損檢測應(yīng)用示例

4.1 無損檢測方法選定

本文以某全鋼結(jié)構(gòu)大橋為例進行介紹。大橋是由7跨連續(xù)的鋼箱梁構(gòu)成的，橋體全場80．23米，寬10米，主梁是高雙箱雙室截面模式，該橋梁采用的是廠內(nèi)制作，現(xiàn)場安裝的模式，因此在進行無損檢測的過程中要經(jīng)歷工廠焊縫檢驗和現(xiàn)場安裝檢測。在廠內(nèi)進行焊縫檢驗時，相關(guān)的工作人員需要根據(jù)工程的質(zhì)檢驗收規(guī)范對鋼結(jié)構(gòu)橋梁的面板、腹板、隔板、底板的焊接縫隙逐一開展磁致伸縮導(dǎo)波探傷檢測；在現(xiàn)場進行安裝測試時，相關(guān)工作人員要對相應(yīng)的安裝縫隙以及已經(jīng)焊接整改好的焊接縫隙做磁致伸縮導(dǎo)波探傷和射線探傷雙方面的檢測，一般使用的是100．0%磁致伸縮導(dǎo)波探傷和12．0%射線探傷。

4.2 無損檢測方案設(shè)置

首先，根據(jù)大橋主要通過焊接、鉚接、螺栓連接的方式進行橋梁連接的特點，判斷在橋梁中主要存在的問題可能有表面氣孔、表面裂紋、夾渣以及未熔合、未焊透、表面咬邊等幾方面，根據(jù)上述可能出現(xiàn)的問題使用磁致伸縮導(dǎo)波探傷+射線探傷，對焊縫的起收弧位置以及十字交叉口位置等重點位置進行定點定期監(jiān)測。

其次，在檢測的過程中要對磁致伸縮導(dǎo)波探傷模式和射線探傷模式有充分的了解，將橋梁關(guān)鍵點中可能存在的內(nèi)部缺陷進行分類和預(yù)計，靈活選擇使用磁致伸縮導(dǎo)波探傷、射線探傷模式或者兩種模式結(jié)合的方式進行監(jiān)測工作。

最后，為提高對橋梁內(nèi)部缺陷檢測結(jié)果呈現(xiàn)的直觀度和有效性，相關(guān)人員在開展監(jiān)測工作的過程中還應(yīng)該使用透探傷技術(shù)，尤其針對表面光潔度相對較高的材料開展檢測活動，確保橋梁表面材料產(chǎn)生裂口、縫隙時能夠及時發(fā)現(xiàn)處理。

4.3 無損檢測過程

大橋的橋梁跨度不較大，橋梁纜索的直徑可以達到100mm以上，想要進行整體金屬損傷監(jiān)測的難度比較大。再加上大橋建造過程中用到了水泥漿灌注等技術(shù)，整個橋梁內(nèi)部材料種類較多，實際電磁介質(zhì)比較復(fù)雜，只運用其中一種或者兩種檢測技術(shù)得到的結(jié)果會存在比較大的偏差。在開展實際檢測工作時采用的是聲發(fā)射+射線檢測+磁性檢測+磁致伸縮導(dǎo)波模式的綜合檢測方法。

首先運用聲發(fā)射檢測構(gòu)件是否有缺陷，運用聲發(fā)射傳感器將瞬時彈性波在固體介質(zhì)中產(chǎn)生的機械振動轉(zhuǎn)換成電信號，對橋梁缺陷進行定位；其次運用射線檢測對橋梁內(nèi)部缺陷進行檢測，運用χ或γ射線穿透橋梁內(nèi)部，對比局部問題區(qū)域?qū)嶋H透過射線強度和其他區(qū)域射線強度來確定問題情況；其三運用磁性檢測確定橋梁內(nèi)部是否有大面積腐蝕，將銜鐵、空氣隙、永磁體、被檢測構(gòu)件建成完整的磁化回路，用永磁體對回路內(nèi)的構(gòu)件情況進行掃描；最后運用磁致伸縮導(dǎo)波檢測獲取橋梁構(gòu)件的具體信息并進行具象化的體現(xiàn)，構(gòu)建瞬間磁場使線圈包圍構(gòu)件，瞬態(tài)磁場會出現(xiàn)彈性變化，如果存在缺陷，相應(yīng)構(gòu)件會反射回波，將這些回波收集并進行處理，最后將具體缺陷情況具象化[3]。

5 結(jié)語

無損檢測具有較多優(yōu)勢，現(xiàn)如今被廣泛應(yīng)用于工程質(zhì)量檢測中。無損檢測技術(shù)種類多樣，應(yīng)用上也有一定差異。實際工作中，需要掌握檢測方法，會分析檢測結(jié)果，加強典型實例的剖析，加強實踐研究，不斷提升工作質(zhì)量。