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摘要:现阶段,钢结构具体强度高、重量轻、外观新颖,承载力强等特点,在社会各个行业中被广泛应用。但是,钢结构在使用中也出现了一些难以避免的问题,例如钢结构材料欠缺、钢结构焊接接头结构不连续等。因此,为了控制建筑的质量,我们需要对钢结构进行无损检测。本文对钢结构无损检测质量控制措施进行探讨分析。
关键词:钢结构;无损检测;控制措施
1、无损检测技术发展概述
无损检测是在不损坏试件的情况下,用物理或者化学方法,借助先进的技术及设备,对试件的内部、表面结构、状态、性质进行检测和测试的方法。无损检测技术主要用于未知工艺缺陷的检测。它是对破坏性检测的完善和补充。我国最早的建筑结构是砖木结构,后来就是砖石结构,到现在已经是钢筋混凝土结构,钢结构也得到了极大的发展。针对钢结构的检测方法,我国的大部分检测技术都是从国外引进来的,如渗透检测、射线检测、超声波检测、硬度检验、光谱检测和漏磁检测。随着我国钢结构建筑逐渐兴起,钢结构的无损检测技术也得到了重视,最初的钢结构检测技术是为了检测深圳发展中心的大厦而引进的。那时候引进的技术是用射线进行探伤,利用超声波检测焊接处是否有裂缝。随着钢结构的普及,检测技术逐渐发展,超声波检测技术,射线检测技术和渗透检测技术都已得到了极大的发展。不过钢结构无损检测技术也和其他检测技术一样存在很多优缺点,如何选用还需要根据实际情况来定。
2、常用的钢结构无损检测技术
2.1 目视检查
在检查时,使用目视检查方式是最简单的方法,这种检测方式因为很简单,操作的过程比较精简,所以在检测的时候就会很经济、很快速。这个方法能够迅速判断钢结构表面的气泡、裂纹、咬边、夹渣等常见的问题。对于这种检测方法,需要的检测程序和检测仪器设备等要求并不算太高,但是也需要检测人员有相关检测的经验,在检测时可以对检测的方法进行掌握,对出现的状况进行及时和准确的分析。从外观上直接进行检测,是最基本的检测方法,同时这种技术也是最基本的无损检测技术。
2.2 渗透探伤
渗透探伤是一种较为特殊的检测方法,根据毛细现象的物理学原理,而且还要借用荧光染料或者有色染料的强渗透性来显示它的缺陷痕迹。此办法试用行广,广泛适用于各种建造材料,但对于多孔材料仅不适用此方法,但是渗透探伤也有一个缺点,它只能检测出被检试件近表面明显的缺陷,检测灵敏度较磁粉检测略低。所以,它在钢结构中的应用很受限制。一般只在有一些特定要求做磁粉检测以外时,才选择渗透检测对钢结构进行检测活动。
2.3 射线检测
主要利用射线的穿透性和直线性传播特性来检测被检工件内部结构不连续的方法,首先由射线发生器发出的射线穿透金属构件,因射线穿透被检试件过程中,发生的射线吸收与散射效应后,入射射线与穿透被检试件后的透射射线强度存在一定的差异,同时被检试件如存在气孔、裂纹、文熔合或者未焊透等缺陷时,穿透射线强度较被检试件完好部位又存在一定的差异,此类差异相关射线可使照相胶片感光,也可用特殊的接收器来接收。因此,用射线来照射待探伤的零部件,若其内有气孔、夹渣等缺陷,射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多,其强度就减弱的少些;若用胶片接收,则感光量就大些。射线检测具有检测灵敏度高,缺陷定性准确、缺陷尺寸测量精确,检测误差小的特点。
2.4 超声波检测
超声波检测是现在使用最多的检测技术,适合比较厚的板材或者是比较粗的钢管。当超声波在弹性介质中传播的时候,根据其反射、折射的特点可以了解到材料的内部的损伤情况。超声波在介质内的传播速度受材料密度,刚度以及弹性模量的影响。不同材质的介质当然也会得到完全不同的反馈。我们能够借助后期处理软件得到材料内部缺陷精准分布的曲线图。同时,超声波的内部穿透能力很强、灵敏度也很高,因此能够检测到很多小缺陷。这一点是其他探测方法不能比的。就比如钢梁接头位置的微小的焊接缺陷,如果不用射线检测是很难探测到的。然而,超声波探测的难度系数也相对较大,它对要检测材料的表面粗糙度有非常明确的要求,比较粗糙的材料如果用超声波来进行探测,效果就不会如预期的那么好;然后,超声波检测图像也比较复杂,这就需要检测人员有一定的专业基础,不然或许不能准确地分析数据信息。还有很重要的一点是:探测数据的保存工作也不是那么简单。但是和其他探測方法相比的话,超声波探测方法还是有它独有的特点和优势。已经有一线的工程技术人员根据不同焊缝以及坡口形式总结出一整套系统的方法,这无疑对钢结构检测有着意义非凡的意义。同时,超声波检测广泛适用于钢结构组对焊接中各类接头形式,尤其对钢结构中的T型、K型、Y型结构具有很高的检测灵敏度以及检测可靠度高、重复性高的特点。
2.5 磁粉检测
利用漏磁场和合适的检测介质发现被测工件表面和近表面的不连续性的一种检测技术。首先磁化钢构件,之后磁力线将均匀分布在钢构件上面,当其出现缺陷时,如裂痕,构件表面的磁力线会产生局部漏磁场或变形,最后用适合的光线照射即可看到那些裂痕等缺陷以达到检测目的。磁粉检测只能应用于铁磁性材料、工件的表面或近表面缺陷的检测,具有检测灵敏度高、检测成本低,但检测劳动强度一般较大的特点;但对于非磁性材料、工件的缺陷就无法检测,因非磁性材料无法产生漏磁场为关键。
3、无损检测质量控制措施
3.1 提高超声探伤检测可靠度的方法
由于超声耦合剂的存在和焊件表面的污染,在超声波检测过程中很容易发现超声探头与工件接触面质检形成漏液、气泡情况,从而影响超声波的传播,检测仪器面板上显示的对应的波幅高度不可行,降低检测可靠性。可以采取以下措施:调整仪器的灵敏度:测试的灵敏度太宽,使脉冲宽度,焊缝轮廓,以加强反射,最终导致表面,近表面缺陷检测困难;波形识别训练:需要了解焊缝轮廓的波形和位置,在焊缝检测中进行反射,该方法可用于解决局部焊缝高度;探头的选择:高分辨率探头可以提高近表面缺陷的检测,增加折射角可以减少对接焊缝的反射波分布,探头可以提高表面和近表面缺陷的检出率。 3.2 提高磁粉检测质量控制措施
首先,选择合理的探伤器材和磁粉检测工艺条件和参数。通过验证性试验鉴定或研究,探伤器材和检测工艺是保证无损检测高灵敏度的重要因素,检测中需要针對被检测的构件的特点进行选择仪器设备和检测耗材,这样可以保证检测的准确性。再次,建立严格的质量管理制度和质量控制程序。通过建立严格的质量管理体系,可以对检测的质量和工作内容提出具体的要求,从而提高检测的准确性,保证检测结果真实可靠。最后,通过制定有效的质量监督检查制度,监控磁粉检测过程中仪器设备的选择、仪器设备鉴定、磁粉检测方法的选择、检测程序执行情况、检测结果评判、相关缺陷显示的记录(照相、草图等)、检测现场记录和检测报告的出具等全过程监控,从而确保钢结构磁粉检测质量。
3.3 加强射线检测质量控制措施
首先,抽查检测专用操作指导书。抽查射线操作指导书时,应重点检查是否由相应级别的人员完成填写、审核、编制等工作;同时,应该注意实际检测时是否能按照制定的检测操作指导书的要求开展检测活动,如不能满足检测工艺文件的参数要求时,如现场射线检测时因结构尺寸和形式,导致射线检测时焦距不足等,是否启动例外检测程序,并在相应的检测报告中注明。再次,射线透照方式和几何成像的选定。不同的选择代表着在不同的影像质量,在影像质量不同的情况下,实际的检测会得到不同的结构,所以,选择射线透照方式要根据构件特点、构件缺陷特点以及透照灵敏度等因素来考虑,从而做到使用适宜的透照方式,如重点检查钢结构根部是否存在未焊透、未熔合缺陷的情况下,选择透照方式时优先射线束近可能垂直穿透焊缝坡口位置,从而获得最大的透照厚度差和检测对比度。最后,射线检测过程的质量控制。在进行射线拍片时,要遵循相关标准规范。第一,确保评片室能够满足环境的要求,获得最小的检测对比度;第二,检查底片质量,主要包括:像质指数的灵敏度,标识是否满足相关规定的要求,是否有非缺陷影像,B铅字背防护检查是否符合要求,搭接标记是否存在漏检区等。在初评完成后,底片应由另一指定人员进行底片复评,复评人需要对此进行签字确认,且具有丰富的评片经验的人员担任。
4、结束语
随着社会的发展和科学的进步,高层钢结构建筑也越来越多,所以对其的质量要求也越来越严格,因而对钢结构的检测技术要求也越来越高。因此,研究钢结构的无损检测质量控制措施,要从检测的方式方法出发,并对检测环节合理性和适宜性进行重点监控,以确保钢结构检测工作的顺利进行,使得钢结构本体质量和安全性得到充分保障。
参考文献:
[1]钢结构工程质量管控工作探析[J].郭宁生.门窗.2017(01).
[2]焊缝的磁粉检测技术研究[J].黄军,李龙.科技创新与应用.2015(19).
[3]超声波探伤在钢结构工程中的综合应用[J].王浩,徐永乐.无损探伤.2016(01).
(作者单位:广东大长安检测有限公司)
关键词:钢结构;无损检测;控制措施
1、无损检测技术发展概述
无损检测是在不损坏试件的情况下,用物理或者化学方法,借助先进的技术及设备,对试件的内部、表面结构、状态、性质进行检测和测试的方法。无损检测技术主要用于未知工艺缺陷的检测。它是对破坏性检测的完善和补充。我国最早的建筑结构是砖木结构,后来就是砖石结构,到现在已经是钢筋混凝土结构,钢结构也得到了极大的发展。针对钢结构的检测方法,我国的大部分检测技术都是从国外引进来的,如渗透检测、射线检测、超声波检测、硬度检验、光谱检测和漏磁检测。随着我国钢结构建筑逐渐兴起,钢结构的无损检测技术也得到了重视,最初的钢结构检测技术是为了检测深圳发展中心的大厦而引进的。那时候引进的技术是用射线进行探伤,利用超声波检测焊接处是否有裂缝。随着钢结构的普及,检测技术逐渐发展,超声波检测技术,射线检测技术和渗透检测技术都已得到了极大的发展。不过钢结构无损检测技术也和其他检测技术一样存在很多优缺点,如何选用还需要根据实际情况来定。
2、常用的钢结构无损检测技术
2.1 目视检查
在检查时,使用目视检查方式是最简单的方法,这种检测方式因为很简单,操作的过程比较精简,所以在检测的时候就会很经济、很快速。这个方法能够迅速判断钢结构表面的气泡、裂纹、咬边、夹渣等常见的问题。对于这种检测方法,需要的检测程序和检测仪器设备等要求并不算太高,但是也需要检测人员有相关检测的经验,在检测时可以对检测的方法进行掌握,对出现的状况进行及时和准确的分析。从外观上直接进行检测,是最基本的检测方法,同时这种技术也是最基本的无损检测技术。
2.2 渗透探伤
渗透探伤是一种较为特殊的检测方法,根据毛细现象的物理学原理,而且还要借用荧光染料或者有色染料的强渗透性来显示它的缺陷痕迹。此办法试用行广,广泛适用于各种建造材料,但对于多孔材料仅不适用此方法,但是渗透探伤也有一个缺点,它只能检测出被检试件近表面明显的缺陷,检测灵敏度较磁粉检测略低。所以,它在钢结构中的应用很受限制。一般只在有一些特定要求做磁粉检测以外时,才选择渗透检测对钢结构进行检测活动。
2.3 射线检测
主要利用射线的穿透性和直线性传播特性来检测被检工件内部结构不连续的方法,首先由射线发生器发出的射线穿透金属构件,因射线穿透被检试件过程中,发生的射线吸收与散射效应后,入射射线与穿透被检试件后的透射射线强度存在一定的差异,同时被检试件如存在气孔、裂纹、文熔合或者未焊透等缺陷时,穿透射线强度较被检试件完好部位又存在一定的差异,此类差异相关射线可使照相胶片感光,也可用特殊的接收器来接收。因此,用射线来照射待探伤的零部件,若其内有气孔、夹渣等缺陷,射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多,其强度就减弱的少些;若用胶片接收,则感光量就大些。射线检测具有检测灵敏度高,缺陷定性准确、缺陷尺寸测量精确,检测误差小的特点。
2.4 超声波检测
超声波检测是现在使用最多的检测技术,适合比较厚的板材或者是比较粗的钢管。当超声波在弹性介质中传播的时候,根据其反射、折射的特点可以了解到材料的内部的损伤情况。超声波在介质内的传播速度受材料密度,刚度以及弹性模量的影响。不同材质的介质当然也会得到完全不同的反馈。我们能够借助后期处理软件得到材料内部缺陷精准分布的曲线图。同时,超声波的内部穿透能力很强、灵敏度也很高,因此能够检测到很多小缺陷。这一点是其他探测方法不能比的。就比如钢梁接头位置的微小的焊接缺陷,如果不用射线检测是很难探测到的。然而,超声波探测的难度系数也相对较大,它对要检测材料的表面粗糙度有非常明确的要求,比较粗糙的材料如果用超声波来进行探测,效果就不会如预期的那么好;然后,超声波检测图像也比较复杂,这就需要检测人员有一定的专业基础,不然或许不能准确地分析数据信息。还有很重要的一点是:探测数据的保存工作也不是那么简单。但是和其他探測方法相比的话,超声波探测方法还是有它独有的特点和优势。已经有一线的工程技术人员根据不同焊缝以及坡口形式总结出一整套系统的方法,这无疑对钢结构检测有着意义非凡的意义。同时,超声波检测广泛适用于钢结构组对焊接中各类接头形式,尤其对钢结构中的T型、K型、Y型结构具有很高的检测灵敏度以及检测可靠度高、重复性高的特点。
2.5 磁粉检测
利用漏磁场和合适的检测介质发现被测工件表面和近表面的不连续性的一种检测技术。首先磁化钢构件,之后磁力线将均匀分布在钢构件上面,当其出现缺陷时,如裂痕,构件表面的磁力线会产生局部漏磁场或变形,最后用适合的光线照射即可看到那些裂痕等缺陷以达到检测目的。磁粉检测只能应用于铁磁性材料、工件的表面或近表面缺陷的检测,具有检测灵敏度高、检测成本低,但检测劳动强度一般较大的特点;但对于非磁性材料、工件的缺陷就无法检测,因非磁性材料无法产生漏磁场为关键。
3、无损检测质量控制措施
3.1 提高超声探伤检测可靠度的方法
由于超声耦合剂的存在和焊件表面的污染,在超声波检测过程中很容易发现超声探头与工件接触面质检形成漏液、气泡情况,从而影响超声波的传播,检测仪器面板上显示的对应的波幅高度不可行,降低检测可靠性。可以采取以下措施:调整仪器的灵敏度:测试的灵敏度太宽,使脉冲宽度,焊缝轮廓,以加强反射,最终导致表面,近表面缺陷检测困难;波形识别训练:需要了解焊缝轮廓的波形和位置,在焊缝检测中进行反射,该方法可用于解决局部焊缝高度;探头的选择:高分辨率探头可以提高近表面缺陷的检测,增加折射角可以减少对接焊缝的反射波分布,探头可以提高表面和近表面缺陷的检出率。 3.2 提高磁粉检测质量控制措施
首先,选择合理的探伤器材和磁粉检测工艺条件和参数。通过验证性试验鉴定或研究,探伤器材和检测工艺是保证无损检测高灵敏度的重要因素,检测中需要针對被检测的构件的特点进行选择仪器设备和检测耗材,这样可以保证检测的准确性。再次,建立严格的质量管理制度和质量控制程序。通过建立严格的质量管理体系,可以对检测的质量和工作内容提出具体的要求,从而提高检测的准确性,保证检测结果真实可靠。最后,通过制定有效的质量监督检查制度,监控磁粉检测过程中仪器设备的选择、仪器设备鉴定、磁粉检测方法的选择、检测程序执行情况、检测结果评判、相关缺陷显示的记录(照相、草图等)、检测现场记录和检测报告的出具等全过程监控,从而确保钢结构磁粉检测质量。
3.3 加强射线检测质量控制措施
首先,抽查检测专用操作指导书。抽查射线操作指导书时,应重点检查是否由相应级别的人员完成填写、审核、编制等工作;同时,应该注意实际检测时是否能按照制定的检测操作指导书的要求开展检测活动,如不能满足检测工艺文件的参数要求时,如现场射线检测时因结构尺寸和形式,导致射线检测时焦距不足等,是否启动例外检测程序,并在相应的检测报告中注明。再次,射线透照方式和几何成像的选定。不同的选择代表着在不同的影像质量,在影像质量不同的情况下,实际的检测会得到不同的结构,所以,选择射线透照方式要根据构件特点、构件缺陷特点以及透照灵敏度等因素来考虑,从而做到使用适宜的透照方式,如重点检查钢结构根部是否存在未焊透、未熔合缺陷的情况下,选择透照方式时优先射线束近可能垂直穿透焊缝坡口位置,从而获得最大的透照厚度差和检测对比度。最后,射线检测过程的质量控制。在进行射线拍片时,要遵循相关标准规范。第一,确保评片室能够满足环境的要求,获得最小的检测对比度;第二,检查底片质量,主要包括:像质指数的灵敏度,标识是否满足相关规定的要求,是否有非缺陷影像,B铅字背防护检查是否符合要求,搭接标记是否存在漏检区等。在初评完成后,底片应由另一指定人员进行底片复评,复评人需要对此进行签字确认,且具有丰富的评片经验的人员担任。
4、结束语
随着社会的发展和科学的进步,高层钢结构建筑也越来越多,所以对其的质量要求也越来越严格,因而对钢结构的检测技术要求也越来越高。因此,研究钢结构的无损检测质量控制措施,要从检测的方式方法出发,并对检测环节合理性和适宜性进行重点监控,以确保钢结构检测工作的顺利进行,使得钢结构本体质量和安全性得到充分保障。
参考文献:
[1]钢结构工程质量管控工作探析[J].郭宁生.门窗.2017(01).
[2]焊缝的磁粉检测技术研究[J].黄军,李龙.科技创新与应用.2015(19).
[3]超声波探伤在钢结构工程中的综合应用[J].王浩,徐永乐.无损探伤.2016(01).
(作者单位:广东大长安检测有限公司)