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【摘 要】 本文首先阐述了无损检测的意义和基本的概述,然后介绍了几种无损检测的方法,其中主要包括:磁粉检测、渗透检测、涡流检测、声发射检测、超声波检测和射线检测,然后综合探讨了加强无损检测质量控制的措施,全面保证钢结构无损检测的质量。
【关键词】 钢结构;无损检测;质量控制
1.无损检测技术概述
建筑钢结构因其强度高、工业化水平高,而在工业和民用等领域得到了广泛的应用。但是一旦钢结构建筑的质量不过关,引发的事故将是非常致命的,对人们的生命财产安全产生威胁。因此,建筑钢结构的安全性和稳定性越来越受到人们的关注。建筑钢结构的设计关乎其安全性和稳定性,而原材料、现场安装等会影响到建筑钢结构的质量。检测建筑钢结构的安全性和稳定性时,有2种途径可以选择:(1)模拟实验,将实际建筑钢结构进行等比例缩小,保证规格、材质不变,然后模拟在实际环境中的情况,判断建筑钢结构的安全性和稳定性。这种方法结果比较准确,但是成本高,周期长,工艺复杂;(2)破坏性实验,破坏性实验是通过破坏然而破坏性实验只应用于抽样,无法检测所有的工件,因此,无法获取全面的信息;(3)无损检测,无损检测可以对原材料和工件采取100%的检测,并且经济成本比较低。
无损检测技术应用物理原理以及化学现象,利用先进的设备器材,对各种原材料,零部件和结构件实行检测,并不损失被检工件,然后评估其完整性、致密性、安全性、稳定性等物理性能。简单来说,无损检测包括2个部分,即无损探伤、无损检测、无损评价。无损探伤即为探测和发现缺陷。无损检测在探伤的基础上探测缺陷的大小、位置、当量、性质以及状态。无损评价在前两者的基础上还获取更全面、更准确的情况,从而评价工件的运行状态以及使用周期。
2.检测方法
2.1、磁粉检测
(1)工作原理
磁粉检测是首先磁化铁磁性材料,于是被检工件上会呈现出有规律的磁力线。因为被检工件内部不连续,所以工件表面和近表面的磁力线会出现局部畸变而导致漏磁场的产生,漏磁场吸附磁粉,就会出现磁痕,就可以检测到缺陷的所在。
(2)适用范围和优缺点
磁粉检测主要用于检测钢板、钢管、铸钢件之类的铁磁性原材料,同时也能检测铁磁性结构件。这种方式成本低、检测速度快、灵敏度高、检测结果简单易懂。但是这种方法只能用于检测铁磁性材料及其合金的表面以及近表面的缺陷,并且对工作人员的视力、检测环境以及被检工件的外形等要求较高。
2.2、渗透检测
(1)工作原理
渗透检测是在被检对象表面覆盖可追踪的渗透液,利用毛细血管进行渗透,渗透液能够慢慢渗透到缺陷中去。然后擦拭被检对象表面为吸收的渗透液,进行干燥,接着将显像剂之类的吸附介质覆盖到被检对象表面。通过毛细血管,显像剂吸收缺陷中的渗透液,于是缺陷中的渗透液就会呈现出来,最终检测到缺陷的位置。
(2)使用范围和优缺点
渗透检测一般用于检测非多孔状固体表面开口缺陷。这种方法使用的设备便携、易于操作,检测灵敏度高,检测结果精确。但是这种方法只能用于检测表面开口缺陷,并且被检工件的表面光洁度要达到要求,如果表明覆盖有异物会导致漏检情况。此外,其对检测人员的视力要求较高,且成本略高。
2.3、涡流检测
(1)工作原理
涡流检测是通过金属材料在交变磁场的作用下导致了涡流,按照涡流的分布和大小就能够检测出铁磁性材料以及非铁磁性材料的缺陷。
(2)施工范围和优缺点
这种方法一般用于检测各种导电材料的表面附近缺陷。具有操作简单,自动化水平高的优点。但是这种方法无法检测不导电材料,而且对于形状复杂的试件的检测也比较麻烦,对于检测钢管、钢板等形状规则的轧制型材有利,但是设备较贵,且不能判定缺陷的性质。
2.4、声发射检测
(1)工作原理
声发射检测是指材料或结构件在内力或外力的作用下出现形变或断裂,并且以弹性波的形式释放出应变能,也称为应力波发射。这是利用受力时材料内部释放的应力波来评估被检工件内部结构损伤情况的新兴动态无损检测技术。
(2)施工范围和优缺点
这种方法一般用于检测被检对象的动态情况。其最大的优势就是能够远距离监控设备的使用情况以及缺陷的变化情况,以此评估结构的安全性和可靠性。但是这种方法不能监测静态缺陷,容易受到干扰,并且由于设备昂贵,成本不菲,目前检测技术还不太成熟。
2.5、超声波检测
(1)工作原理
超声波探伤仪激励探头发射的超声波以一定速度在被检工件中传播,一旦遇到气孔、夹渣之类的异面介质,就会有一部分超声波被反射回来,通过仪器处理放大,在示波屏上就可以呈现出缺陷的回波。
(2)使用范围和优缺点
这种方法一般用于检测各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料,尤其对于厚度较大的工件更加适用。其优点是检测成本低,检测速度快,效率很高,仪器便携、操作简单。可以准确找到缺陷所在,很容易检测出面积型缺陷。但是定性困难,定量也不够精确,受干扰严重,且对被检对象的材质形状要求较高。
2.6、射线检测
(1)工作原理
射线检测一般通过X射线机或者放射性同位素来产生射线,穿过被检工件之后,被吸收发生衰减,射线胶片上的不同位置对光子的吸收也不相同,暗室处理之后,底片上会显示出不同黑度的缺陷影像,因此可以评估缺陷的大小及性质。
(2)使用范围和优缺点
一般用于检测厚度少于80mm比较薄的工件内部体积型缺陷。检测结构直观精确,且结果有记录,可追溯性较高。但是这种方法的成本比较高、周期比较长、效果不高,无法检测焊缝、板材、锻件等,并且不容易检测出缺陷的高度或者深度。此外,这种方法容易对人体产生伤害。 3.无损检测质量控制措施
3.1、提高超声探伤检测可靠度
目前来说,无损检测最常用的方法就是超声波检测,但是目前由于行业之间的标准还不完善。虽然一些标准提及了超声波会对缺陷造成的影响,但是还没有注意到评定缺陷的信号参数和不同的信号参数对构件产生的危害。现场检测的人员往往不能够按照标准进行检测,不能对构件的缺陷准确的进行把握,从而得出的结论也不够准确。由于耦合剂和焊件的表面有污垢,所以使得在进行检测的过程中会存在着漏检的现象,在管径较小的焊口和薄板焊缝这种类似的问题最多。经验丰富的人员由于从业时间长,出现漏检的概率较低,但是还会出现漏检的现象。因此,可以采取以下集中措施来提高缺陷检出率:
(1)消除焊缝余高。相关规范对于检测前焊缝的高度磨出程度有一定的要求,检测的时候必须要根据实际的情况抹平余高,保证检测的准确性。消除和减少焊缝余高不仅仅有利于近表面的缺陷检测,同时还可以提高检测的质量,减少漏检的现象。在进行验收的过程中,还需要最大程度的减少焊缝表面产生的轮廓的反射波,焊缝的表面产生的轮廓反射波尽量小于该处检测的测长线,不能超过定量线,否则就会影响近表面缺陷的检出率。
(2)焊缝现场探伤。一般情况,在对焊缝检测的时候是不需要进行对表面的余高进行抹平。除非遇到检测很难以判断的缺陷,需要将焊缝表面的余高抹平,这样才能达到最好的检测效果。必须要注意的就是,针对于单面焊管倒焊缝时候,很难以磨平焊缝的根部,这时就可以采取下面的措施减少焊缝表面缺陷的漏检:①调节仪器灵敏度:探伤灵敏度太大就会使得脉冲加快,加强焊缝轮廓的翻身波,使得表面和近表面的缺陷很难以检测出来。②探头的选择:分辨率较高的探头可以提高检测出近表面的缺陷,增加探头折射角度能够有效的减小对焊接中轮廓的反射波,双晶探头可以有效的提高近表面缺陷的检出率。
3.2、控制磁粉检测可靠性的措施
(1)选择合理的探伤器材和检测工艺。通过大量的参考文献和调查研究可以得出,探伤器材和检测的工艺是直接影响无损检测灵敏度的重要保证。在实际检测的过程中,需要针对于被检测的构件和特点进行选择,这样就可以提高检测的准确率。
(2)建立严格的质量管理控制制度。通过建立严格的质量管理体系,可以对检测的质量和工作提高更加具体的要求,从而全面的提高检测的准确性,保证检测结果的真实性。
3.3、射线检测工艺方法的监督检查
(1)抽查检测专用工艺卡。检察人员应该必须要重点检查构件的检测比例、射线检测的检测方法等级、检测质量合格等级,及其相关的检测要求的特点和应该使用的辅助设备。在对射线工艺卡进行抽查的时候,应该重点需要检查的就是对相关人员的相关审核和编制的工作。同时还必须要注意的是在进行检测的过程中是否按照工艺卡要求进行的。
(2)射线透照几何方式的选定。不同的几何透照方式所对应的影像质量也不一样,所得到的影像的质量也存在着一定的差别。在进行检测的过程中,选择射线透照的方式应该基于构件的特点、透照的灵敏度和构件缺陷的特点来进行综合的考虑。应该尽量选择单壁透照的方式,如果单壁透照的方式不能使用的时候,在选择使用双壁透照的方式。
(3)检测过程质量控制。在对射线进行检测的过程中,需要对射线拍片的操作质量、底片评定质量和暗室处理的质量来进行控制。在对射线进行拍片的时候,应该严格需要注意的是,必须要按照相关的操作规范进行。在对暗室处理的过程中,应该把握显彰、定影和烘干的温度及其时间,必须要注意的是红灯安全亮度和干湿区的布局。底片评定质量的时候应该注意是否有相关的持证人员在,首先注意评片室的环境是否达标;其次,对于对于底片的质量检查,必须要符合相关的规定要求。在进行完初评之后,底片应该经过专业的人员进行复评。在进行复评的时候取得的的结论和初评的结论不一样,复评的人员应该和初评的人员协商好,或者在进行复拍片的时候进行验收,得出的结论必须要复评人进行签字确认。
4.结束语
本文就主要针对于几种无损检测技术和总质量控制的方法进行了简要的阐述,随着科学技术的不断进步,无损检测技术的应用也是越来越广泛,因此必须要对现有的无损检测的技术质量进行控制,从而提高检测的精确度。
参考文献:
[1]魏洪杰.电站锅炉钢结构焊缝制造质量的无损检测分析[J].中国高新技术企业,2014,01:33-34.
[2]王吉徐.钢结构无损检测质量控制措施研究[J].江西建材,2014,05:7-8.
[3]李博成,刁迎雪,崔建平.浅析无损检测质量管理[J].中国石油和化工标准与质量,2014,09:16.
【关键词】 钢结构;无损检测;质量控制
1.无损检测技术概述
建筑钢结构因其强度高、工业化水平高,而在工业和民用等领域得到了广泛的应用。但是一旦钢结构建筑的质量不过关,引发的事故将是非常致命的,对人们的生命财产安全产生威胁。因此,建筑钢结构的安全性和稳定性越来越受到人们的关注。建筑钢结构的设计关乎其安全性和稳定性,而原材料、现场安装等会影响到建筑钢结构的质量。检测建筑钢结构的安全性和稳定性时,有2种途径可以选择:(1)模拟实验,将实际建筑钢结构进行等比例缩小,保证规格、材质不变,然后模拟在实际环境中的情况,判断建筑钢结构的安全性和稳定性。这种方法结果比较准确,但是成本高,周期长,工艺复杂;(2)破坏性实验,破坏性实验是通过破坏然而破坏性实验只应用于抽样,无法检测所有的工件,因此,无法获取全面的信息;(3)无损检测,无损检测可以对原材料和工件采取100%的检测,并且经济成本比较低。
无损检测技术应用物理原理以及化学现象,利用先进的设备器材,对各种原材料,零部件和结构件实行检测,并不损失被检工件,然后评估其完整性、致密性、安全性、稳定性等物理性能。简单来说,无损检测包括2个部分,即无损探伤、无损检测、无损评价。无损探伤即为探测和发现缺陷。无损检测在探伤的基础上探测缺陷的大小、位置、当量、性质以及状态。无损评价在前两者的基础上还获取更全面、更准确的情况,从而评价工件的运行状态以及使用周期。
2.检测方法
2.1、磁粉检测
(1)工作原理
磁粉检测是首先磁化铁磁性材料,于是被检工件上会呈现出有规律的磁力线。因为被检工件内部不连续,所以工件表面和近表面的磁力线会出现局部畸变而导致漏磁场的产生,漏磁场吸附磁粉,就会出现磁痕,就可以检测到缺陷的所在。
(2)适用范围和优缺点
磁粉检测主要用于检测钢板、钢管、铸钢件之类的铁磁性原材料,同时也能检测铁磁性结构件。这种方式成本低、检测速度快、灵敏度高、检测结果简单易懂。但是这种方法只能用于检测铁磁性材料及其合金的表面以及近表面的缺陷,并且对工作人员的视力、检测环境以及被检工件的外形等要求较高。
2.2、渗透检测
(1)工作原理
渗透检测是在被检对象表面覆盖可追踪的渗透液,利用毛细血管进行渗透,渗透液能够慢慢渗透到缺陷中去。然后擦拭被检对象表面为吸收的渗透液,进行干燥,接着将显像剂之类的吸附介质覆盖到被检对象表面。通过毛细血管,显像剂吸收缺陷中的渗透液,于是缺陷中的渗透液就会呈现出来,最终检测到缺陷的位置。
(2)使用范围和优缺点
渗透检测一般用于检测非多孔状固体表面开口缺陷。这种方法使用的设备便携、易于操作,检测灵敏度高,检测结果精确。但是这种方法只能用于检测表面开口缺陷,并且被检工件的表面光洁度要达到要求,如果表明覆盖有异物会导致漏检情况。此外,其对检测人员的视力要求较高,且成本略高。
2.3、涡流检测
(1)工作原理
涡流检测是通过金属材料在交变磁场的作用下导致了涡流,按照涡流的分布和大小就能够检测出铁磁性材料以及非铁磁性材料的缺陷。
(2)施工范围和优缺点
这种方法一般用于检测各种导电材料的表面附近缺陷。具有操作简单,自动化水平高的优点。但是这种方法无法检测不导电材料,而且对于形状复杂的试件的检测也比较麻烦,对于检测钢管、钢板等形状规则的轧制型材有利,但是设备较贵,且不能判定缺陷的性质。
2.4、声发射检测
(1)工作原理
声发射检测是指材料或结构件在内力或外力的作用下出现形变或断裂,并且以弹性波的形式释放出应变能,也称为应力波发射。这是利用受力时材料内部释放的应力波来评估被检工件内部结构损伤情况的新兴动态无损检测技术。
(2)施工范围和优缺点
这种方法一般用于检测被检对象的动态情况。其最大的优势就是能够远距离监控设备的使用情况以及缺陷的变化情况,以此评估结构的安全性和可靠性。但是这种方法不能监测静态缺陷,容易受到干扰,并且由于设备昂贵,成本不菲,目前检测技术还不太成熟。
2.5、超声波检测
(1)工作原理
超声波探伤仪激励探头发射的超声波以一定速度在被检工件中传播,一旦遇到气孔、夹渣之类的异面介质,就会有一部分超声波被反射回来,通过仪器处理放大,在示波屏上就可以呈现出缺陷的回波。
(2)使用范围和优缺点
这种方法一般用于检测各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料,尤其对于厚度较大的工件更加适用。其优点是检测成本低,检测速度快,效率很高,仪器便携、操作简单。可以准确找到缺陷所在,很容易检测出面积型缺陷。但是定性困难,定量也不够精确,受干扰严重,且对被检对象的材质形状要求较高。
2.6、射线检测
(1)工作原理
射线检测一般通过X射线机或者放射性同位素来产生射线,穿过被检工件之后,被吸收发生衰减,射线胶片上的不同位置对光子的吸收也不相同,暗室处理之后,底片上会显示出不同黑度的缺陷影像,因此可以评估缺陷的大小及性质。
(2)使用范围和优缺点
一般用于检测厚度少于80mm比较薄的工件内部体积型缺陷。检测结构直观精确,且结果有记录,可追溯性较高。但是这种方法的成本比较高、周期比较长、效果不高,无法检测焊缝、板材、锻件等,并且不容易检测出缺陷的高度或者深度。此外,这种方法容易对人体产生伤害。 3.无损检测质量控制措施
3.1、提高超声探伤检测可靠度
目前来说,无损检测最常用的方法就是超声波检测,但是目前由于行业之间的标准还不完善。虽然一些标准提及了超声波会对缺陷造成的影响,但是还没有注意到评定缺陷的信号参数和不同的信号参数对构件产生的危害。现场检测的人员往往不能够按照标准进行检测,不能对构件的缺陷准确的进行把握,从而得出的结论也不够准确。由于耦合剂和焊件的表面有污垢,所以使得在进行检测的过程中会存在着漏检的现象,在管径较小的焊口和薄板焊缝这种类似的问题最多。经验丰富的人员由于从业时间长,出现漏检的概率较低,但是还会出现漏检的现象。因此,可以采取以下集中措施来提高缺陷检出率:
(1)消除焊缝余高。相关规范对于检测前焊缝的高度磨出程度有一定的要求,检测的时候必须要根据实际的情况抹平余高,保证检测的准确性。消除和减少焊缝余高不仅仅有利于近表面的缺陷检测,同时还可以提高检测的质量,减少漏检的现象。在进行验收的过程中,还需要最大程度的减少焊缝表面产生的轮廓的反射波,焊缝的表面产生的轮廓反射波尽量小于该处检测的测长线,不能超过定量线,否则就会影响近表面缺陷的检出率。
(2)焊缝现场探伤。一般情况,在对焊缝检测的时候是不需要进行对表面的余高进行抹平。除非遇到检测很难以判断的缺陷,需要将焊缝表面的余高抹平,这样才能达到最好的检测效果。必须要注意的就是,针对于单面焊管倒焊缝时候,很难以磨平焊缝的根部,这时就可以采取下面的措施减少焊缝表面缺陷的漏检:①调节仪器灵敏度:探伤灵敏度太大就会使得脉冲加快,加强焊缝轮廓的翻身波,使得表面和近表面的缺陷很难以检测出来。②探头的选择:分辨率较高的探头可以提高检测出近表面的缺陷,增加探头折射角度能够有效的减小对焊接中轮廓的反射波,双晶探头可以有效的提高近表面缺陷的检出率。
3.2、控制磁粉检测可靠性的措施
(1)选择合理的探伤器材和检测工艺。通过大量的参考文献和调查研究可以得出,探伤器材和检测的工艺是直接影响无损检测灵敏度的重要保证。在实际检测的过程中,需要针对于被检测的构件和特点进行选择,这样就可以提高检测的准确率。
(2)建立严格的质量管理控制制度。通过建立严格的质量管理体系,可以对检测的质量和工作提高更加具体的要求,从而全面的提高检测的准确性,保证检测结果的真实性。
3.3、射线检测工艺方法的监督检查
(1)抽查检测专用工艺卡。检察人员应该必须要重点检查构件的检测比例、射线检测的检测方法等级、检测质量合格等级,及其相关的检测要求的特点和应该使用的辅助设备。在对射线工艺卡进行抽查的时候,应该重点需要检查的就是对相关人员的相关审核和编制的工作。同时还必须要注意的是在进行检测的过程中是否按照工艺卡要求进行的。
(2)射线透照几何方式的选定。不同的几何透照方式所对应的影像质量也不一样,所得到的影像的质量也存在着一定的差别。在进行检测的过程中,选择射线透照的方式应该基于构件的特点、透照的灵敏度和构件缺陷的特点来进行综合的考虑。应该尽量选择单壁透照的方式,如果单壁透照的方式不能使用的时候,在选择使用双壁透照的方式。
(3)检测过程质量控制。在对射线进行检测的过程中,需要对射线拍片的操作质量、底片评定质量和暗室处理的质量来进行控制。在对射线进行拍片的时候,应该严格需要注意的是,必须要按照相关的操作规范进行。在对暗室处理的过程中,应该把握显彰、定影和烘干的温度及其时间,必须要注意的是红灯安全亮度和干湿区的布局。底片评定质量的时候应该注意是否有相关的持证人员在,首先注意评片室的环境是否达标;其次,对于对于底片的质量检查,必须要符合相关的规定要求。在进行完初评之后,底片应该经过专业的人员进行复评。在进行复评的时候取得的的结论和初评的结论不一样,复评的人员应该和初评的人员协商好,或者在进行复拍片的时候进行验收,得出的结论必须要复评人进行签字确认。
4.结束语
本文就主要针对于几种无损检测技术和总质量控制的方法进行了简要的阐述,随着科学技术的不断进步,无损检测技术的应用也是越来越广泛,因此必须要对现有的无损检测的技术质量进行控制,从而提高检测的精确度。
参考文献:
[1]魏洪杰.电站锅炉钢结构焊缝制造质量的无损检测分析[J].中国高新技术企业,2014,01:33-34.
[2]王吉徐.钢结构无损检测质量控制措施研究[J].江西建材,2014,05:7-8.
[3]李博成,刁迎雪,崔建平.浅析无损检测质量管理[J].中国石油和化工标准与质量,2014,09:16.