无损检测技术在建筑钢结构检测应用的探讨

【摘要】对于建筑钢结构检测方法来说，既不破坏部件，又能检测出钢结构部件的缺陷及其所在的位置非常重要。本文对在建筑钢结构常使用的无损探测技术（如磁粉检测、渗透检测、超声检测、射线检测等）进行了深入的探讨，对于每种检测方法的适用范围及优缺点进行了详细的阐述。

【关键词】磁粉检测 渗透检测 超声检测 射线检测

最近10年，因为国家对基础建设投入的加大，钢结构的发展很快，在建筑行业里影响很大，但其工程质量的保证令人担忧，这主要是因为行业内部人员的检测业务素质较差，对工程质量的检测意识不强，所以，钢结构项目中经常出现技术经济不合理的现象，尤其是造成人员的不必要伤亡更加应该引起人们的重视。一般情况下，对建筑钢结构的检测方法有三种，模拟实验检测、破坏性实验检测、无损检测。模拟实验主要根据建筑钢结构的材质、规格、结构等按某种比例模拟其在实际应用环境的工作情况，检测建筑钢结构的整体性能，但这种方法周期长、成本高，操作复杂。破坏实验检测主要用来对抽取的试样进行破坏的方式进行检测，它的检测结果相对准确、操作也很简单，但这种方法只能进行抽样检测，不能对整体钢结构进行实验，所以很难对全部钢结构的质量情况作出结论。无损检测方法可以在不破坏材料的前提下，对工件全部进行检测，并且检测成本较低。目前，无损检测方法越来越受到国内外学者的重视，尤其无损检测技术在建筑钢结构检测应用过程中应注意的细节问题很有必要进行分析和讨论。

一、建筑钢结构常出现的问题

建筑钢结构常出现的问题注意集中在焊接环节上，焊接是建筑钢结构连接的主要方式之一，焊接的质量直接影响整体工程的质量。对于钢构破坏影响较大的客观因素主要是地震，在地震发生时，以下部位容易损坏，柱脚部位焊缝损坏；框架节点部位的梁柱焊接损坏；竖向支撑的整体失稳；锚栓的损坏。以上问题暴露出焊缝的质量是整体钢结构质量的关键，焊缝的质量缺陷一般包括：外观尺寸、表面缺陷、内在缺陷，而外观尺寸及表面尺寸可以用肉眼来检查，内在缺陷则需使用无损技术进行检测。

二、无损技术检测的种类

无损检测是以不破坏检测对象而完成检测的手段，按照不同的物理原理，可以分为磁粉检测、渗透检测、射线照相检测。其中，渗透检测只能用于检测表面开口缺陷，而磁粉检测只能用来检测表面或近表明缺陷，射线照相检测可以用来检测内在缺陷。

三、无损检测的原理及应用

（一）磁粉检测

磁粉检测主要利用缺陷的地方漏磁场和磁粉相互产生作用，从而显示出铁磁材料表面以及近表面缺陷的检测方法。在材料及零件被磁化后，表面及近表面的缺陷将处于磁的不连续状态从而产生漏磁场，凭借漏磁场的汇集点的磁粉形状、尺寸，地点可以显示缺陷的直观情况。磁粉检测一般常用的设备是多功能磁粉探伤机、固定式磁粉探伤机、电磁轭。在工件表面的磁粉可以选用干磁粉，也可以选用在载液里的湿磁粉。磁粉检测更适合于检测裂纹、夹渣、夹杂、白点、气孔、分层、疏松、未焊透、冷隔等缺陷。磁粉检测的优点很明显，如对缺陷显示得比较直观、灵敏度较高、裂纹的检测级别小至微米、操作简易、价格低廉，但这种检测方法也存在一定的局限性，如只可以检测铁磁性工件表面及近表面的缺陷，对于非磁性材料的检测并不适合，而且在使用完毕后，要将被监测工件进行退磁，所以这点较为繁琐。

（二）渗透检测

渗透检测主要利用毛细管现象显现固体材料表面的开口缺陷，利用渗透介质渗入工件的表面孔隙中，再利用清除剂来除去孔隙中的渗透介质液体，最后用显像剂喷射在表面，通过毛细管作用，将缺陷里的渗透介质液体吸附出来在表面显示出来。在钢结构检测中，渗透检测主要用于检测表面裂纹、冷隔、折叠、疏松等缺陷，特别是铸件、锻件、奥氏体不锈钢、焊接件等表面缺陷的检测。渗透检测一般使用的设备是各种容器的组合，这些容器主要用来装去除剂、渗透液、显像剂。渗透剂在对裂纹的检测有着非常直观的效果，其灵敏度较高，但它也有一定的局限性，如粗糙表面会产生一些附加背景，对检测结果会有很强的干扰。

（三）射线照相检测

射线照相检测技术是利用被检测工件对透入的射线吸收的不同来判断工件内部缺陷的具体情况。这种方法常采用的仪器有：移动式x射线机、便携式x射线机、数字式x射线机、数字式成像x射线机。因为工件各个局部的密度不同和厚度的变化，以及成分的不同引起对吸收特性的不同，工件各部位吸收了不同量的透入射线，根据这些射线量的不同，可以借助专用底片来透过工件没有被吸收的射线并形成黑度不相同的影像来判断结果，该结果可以显示缺陷的大小、形状、以及分布情况。射线照相检测技术一般适合于体积型的缺陷，象疏松、气孔、夹杂等检测，还可以检测未熔合、未焊透、裂纹等。一般射线技术中常采用的射线有中子射线、Y射线、X射线。其中应用比较广泛的是X射线检测，这种方法主要选用X射线探伤机，它的核心零件为X射线管，并且管电压不超过450kv，可以检测钢构部件的厚度约为80mm，如果配以加速器作为射线源时，可以检测厚度600mm的钢件。射线照相检测技术的优点是对于部件内部结构的缺陷表现得较为直观，并且被检对象可以不受形状、尺寸的限制，但它的缺点也很明显，比如立体结构的二维成像容易使得缺陷重叠，裂纹的取向和射线的夹角要求很小，一般不得超过10度。除此之外，射线容易造成对人体的伤害，如果采取一定的防护措施，必然使得成本过高，而且必须聘请专业操作人员。

四、结束语

无损探测技术在建筑钢构检测中，由于使用原理不同，使得检测钢构部件的不同位置时，要选用合适的无损探测技术，并且在检测前要进行成本的预算，对于钢构整体结构性能的检测需要充分考虑材料本身的特性。

参考文献：

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