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【摘 要】 伴随着国民经济的迅速发展,我国钢结构产业成为国民经济中的一匹黑马。焊接作为一种钢构连接的基本加工工艺方法,广泛地应用各种钢结构件中。在当代钢结构建筑业中具有十分重要的地位。本文主要对无损检测钢结构焊接质量的作用进行了简要分析。
【关键词】 无损检测;钢结构焊接;应用
随着全球科技的不断发展,钢铁冶炼工艺的不断提高,以及建筑施工技术的不断提升,同时由于钢结构建筑具有独特的特点,使得钢结构的建筑物得到广泛的使用。在进行钢结构建筑的施工时,需要将各个钢结构组件进行焊接,如果焊接质量不过关将会直接影响到整体建筑的质量,为了检测焊接的质量,但是又不能将结构破坏,所以促进了钢结构无损检测技术的发展。
一、无损检测技术发展概述
无损检测是在不损坏试件的条件下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。无损检测技术主要用于未知工艺缺陷的检验。它是对破坏性检验的补充和完善。
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,最初的钢结构无损检测技术是为了检测深圳发展中心大厦的建筑而引进的,那时候引进的技术是利用射线进行探伤以及利用超声波检测焊接处是否有缝,随着钢结构普及,检测技术逐渐发展也稳步推进,超声波检测技术、磁性粉检测技术、射线探伤检测技术和渗透探伤检测技术都得到了极大地发展,现在,已经出现超声波相控阵检测技术,可以针对较大跨度的结构进行检测。钢结构无损检测技术与其他检测技术一样也存着多种多样的优缺点,如何选用还需根据实际情况进行选择。
二、常用的钢结构无损检测技术
1、直接检查
直接检查这种最原始的检测方法从经济性和便捷性来讲都具有先天优势。判定无损检测技术在什么部位什么场合最适用本身就是一个直接检查的过程。该方法能快速判断表面裂纹、气泡、夹渣、咬边、不熔合等常规缺陷,要求检验检测人员具备丰富的实践经验,能够根据有限的外部特征作出正确的判断。外观检测是无损检测的前提,在与现代技术融合后会发挥出最佳效果。
2、渗透检测技术
渗透检测技术是将被检查对象的表面用含有荧光或着色的液体进行渗透,在毛细现象的作用下,液体可以渗透到表面开口的缺陷中。当把表面多余的液体去除并对工件进行干燥处理,再对被检查工件表面施加显像剂。同样在毛细现象作用下,显像剂将吸附缺陷中的渗透液。使用光照后,缺陷中的渗透液会被显示,从而达到检验缺陷的目的。这种方法适用于非多口的钢结构表面缺陷,其使用方法简单、操作灵活、检测灵敏度高并且结果直观,但是这种方法只能用于表面开口的缺陷检测,对于被检测对象的光洁度要求高,当被检测对象表面有涂料、铁锈和氧化皮等材料覆盖缺陷时,容易形成漏检,这这种检测方法成本较高,对检测员视力要求也比较高
3、超声波探伤
超声波探伤是应用最广泛的无损检测技术,适用于厚度超过8mm的板材或较粗的钢管。超声波在弹性介质中传播时,根据其反射折射特性可获悉材料的内部损伤。超声波在介质中的传播速度是材料密度、刚度、弹性模量的函数,不同的材料性质可得到不同的反馈,借助后期处理软件可精确得出材料内部缺陷的分布曲线。超声波的穿透能力强、灵敏度高,能够检测出其他方法检测不到的微观缺陷,例如钢梁接头位置的微小焊接缺损,这些用射线检测是难以探测到的;但超声波探伤的技术难度较大,其对材料表面粗糙度有严格要求,较粗糙的材料用超声波技术则获得的效果不会很好;另外超声波检测图像比较复杂,需要检测人员有一定的专业基础,否则难以正确分析图像数据,还有探伤数据的保存工作也有一定难度。不过相比于其它的无损检测方法,超声波还是有其独到之处,已有一线的工程技术人员根据不同焊缝、坡口形式总结出一整套系统的组合方法,这对钢结构缺陷检测具有十分重要的现实意义。
4、射线探伤
当射线穿过工件时、缺陷处和正常工件材料对射线的反射作用不相同,可在胶片上呈现出不同的效果,再经过后期的一些处理修正,可形成反差很大的影像,帮助人们直观明显地判断缺陷位置。按照所使用的不同射线,可分为X射线、γ射线和高能射线三种。在钢结构领域,X射线全息成像应用较为广泛。图l为射线穿过某工件时的情况。以强度为J0的射线照射工件,工件材料的反射吸收作用会使射线发生衰减,那么穿过工件的射线强度会以匀的幅度减弱至J。如果工件某处存在缺陷,如图中的A/B两点,因此处的工件厚度比正常处薄,则透射射线强度要比无缺陷的C点强。从光学角度看,射线强的部分对底片的光化作用强,感光量大。在暗室处理后,感光量大的部分会变得更暗淡。因此可通过底片上产生影迹的黑度、形态、位置来判断工件缺陷性质,此即X射线探伤原理。
5、漏磁检验
漏磁检验可完全实现自动化动态实时侦测,检测速度快,可对包括内外壁裂纹、缩孔、锈蚀坑等多种缺陷进行检查,对结构件尺寸、规格、形态要求不严格,另外也不像超声波检测那样对构件的表面状况有高要求,无需藕合剂和防护设备,称其具有广阔的应用前景不为过。在磁场中,铁磁材料会被磁化,材料表面的缺陷和内部缺损会导致导磁率发生改变,增大磁阻进而影响到磁通量,使其发生畸变。一部分磁通会直接穿越缺陷或在材料内部绕过缺陷继续传播,另一部分则会偏离材料形成漏磁场。用粒度较小的磁粉均匀撒在材料表面,则他们会因受到漏磁场的作用发生吸附聚拢,显示出缺陷形态,此即磁粉探伤原理。漏磁检测是用特殊测磁装置探查并及时记录漏磁场数据的过程。
漏磁检测借由被磁化的金属表面溢出的漏磁通判断缺陷。光滑、无裂缝、没有应力缺陷的材料经过磁化后,磁力线在理论上可全部通过这类材料形成规整的磁路。一旦材料存在缺陷,磁化后的材料表面会对导磁率产生影响,导致其磁阻增大,进而影响到磁路中的磁通。缺陷越大,磁通产生的畸变就越大。畸变磁通由三部分组成:直接穿越缺陷;在材料内部经过裂纹旁的材料绕过裂纹;离开材料表面通过空气绕过缺陷形成闭合回路再次回到材料。传统的磁粉探伤虽能形成直观的缺陷分布、便于识别判定,但它只能发现铁磁材料表面和近表面缺损,难于正确判别缺陷种类及深度分布。另外,磁粉存在环境污染,会对易受磁粉干扰的构件产生强烈影响,所以磁粉检测一般只用在角焊缝和具有表面要求的三级、四级焊缝检测来检测裂纹等严重缺陷。
三、建筑钢结构无损检测技术新应用
超声相控阵扫描检测技术是借鉴相控阵雷达技术的原理发展起来的,其发射超声波进行无损检测的原理与普通超声波检测是相同的,但探头是由多个压电晶片单元组成阵列,通过控制各阵元发射的声波的相位实现对超声波声场的控制。由于该技术采用了动态聚焦及声束的角度扫描技术,因此使检测效率和灵敏度大为提高,且检测结果更直观。目前,对该检测技术的应用还存有一定的障碍,如设备计量、使用标准、人员培训等,但随着该技术的日益成熟,它的应用一定会在建筑钢结构检测中普遍起来。
建筑钢结构中的焊缝较多,由于焊缝本身有一定的工艺评定标准,因此首先可以通过目测和测量来对焊接质量进行检测,这时就要用到目视检测(VT)技术。通过目视检测可以对焊缝的外观首先进行检测,可以发现咬边等外观缺陷,经过修磨以后再利用其它检测技术进行进一步检测。
四、结束语
总的来说,进行钢结构质量的检测手段有很多,各种不同的检测技术有其独特的优缺点,以及适用范围,在进行具体的检测时,检测人员应当根据施工现场的具体情况进行选择,选择合理、有效的检测手段,获得准确的检测结果,同时质量检测部门应当根据以往的检测结果制定较为详细的标准,以便更好检测钢结构的质量,提高建筑的质量。
参考文献:
[1]李耘,工程中钢结构的检测方法探讨[J].建材技术与应用.2008.
[2]邹斌.建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用[J].江西建材,2009.
[3]王陆英,王青山.无损检测技术在建筑钢结构行業中的应用[J].科技情报开发与经济,2009.
【关键词】 无损检测;钢结构焊接;应用
随着全球科技的不断发展,钢铁冶炼工艺的不断提高,以及建筑施工技术的不断提升,同时由于钢结构建筑具有独特的特点,使得钢结构的建筑物得到广泛的使用。在进行钢结构建筑的施工时,需要将各个钢结构组件进行焊接,如果焊接质量不过关将会直接影响到整体建筑的质量,为了检测焊接的质量,但是又不能将结构破坏,所以促进了钢结构无损检测技术的发展。
一、无损检测技术发展概述
无损检测是在不损坏试件的条件下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。无损检测技术主要用于未知工艺缺陷的检验。它是对破坏性检验的补充和完善。
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,最初的钢结构无损检测技术是为了检测深圳发展中心大厦的建筑而引进的,那时候引进的技术是利用射线进行探伤以及利用超声波检测焊接处是否有缝,随着钢结构普及,检测技术逐渐发展也稳步推进,超声波检测技术、磁性粉检测技术、射线探伤检测技术和渗透探伤检测技术都得到了极大地发展,现在,已经出现超声波相控阵检测技术,可以针对较大跨度的结构进行检测。钢结构无损检测技术与其他检测技术一样也存着多种多样的优缺点,如何选用还需根据实际情况进行选择。
二、常用的钢结构无损检测技术
1、直接检查
直接检查这种最原始的检测方法从经济性和便捷性来讲都具有先天优势。判定无损检测技术在什么部位什么场合最适用本身就是一个直接检查的过程。该方法能快速判断表面裂纹、气泡、夹渣、咬边、不熔合等常规缺陷,要求检验检测人员具备丰富的实践经验,能够根据有限的外部特征作出正确的判断。外观检测是无损检测的前提,在与现代技术融合后会发挥出最佳效果。
2、渗透检测技术
渗透检测技术是将被检查对象的表面用含有荧光或着色的液体进行渗透,在毛细现象的作用下,液体可以渗透到表面开口的缺陷中。当把表面多余的液体去除并对工件进行干燥处理,再对被检查工件表面施加显像剂。同样在毛细现象作用下,显像剂将吸附缺陷中的渗透液。使用光照后,缺陷中的渗透液会被显示,从而达到检验缺陷的目的。这种方法适用于非多口的钢结构表面缺陷,其使用方法简单、操作灵活、检测灵敏度高并且结果直观,但是这种方法只能用于表面开口的缺陷检测,对于被检测对象的光洁度要求高,当被检测对象表面有涂料、铁锈和氧化皮等材料覆盖缺陷时,容易形成漏检,这这种检测方法成本较高,对检测员视力要求也比较高
3、超声波探伤
超声波探伤是应用最广泛的无损检测技术,适用于厚度超过8mm的板材或较粗的钢管。超声波在弹性介质中传播时,根据其反射折射特性可获悉材料的内部损伤。超声波在介质中的传播速度是材料密度、刚度、弹性模量的函数,不同的材料性质可得到不同的反馈,借助后期处理软件可精确得出材料内部缺陷的分布曲线。超声波的穿透能力强、灵敏度高,能够检测出其他方法检测不到的微观缺陷,例如钢梁接头位置的微小焊接缺损,这些用射线检测是难以探测到的;但超声波探伤的技术难度较大,其对材料表面粗糙度有严格要求,较粗糙的材料用超声波技术则获得的效果不会很好;另外超声波检测图像比较复杂,需要检测人员有一定的专业基础,否则难以正确分析图像数据,还有探伤数据的保存工作也有一定难度。不过相比于其它的无损检测方法,超声波还是有其独到之处,已有一线的工程技术人员根据不同焊缝、坡口形式总结出一整套系统的组合方法,这对钢结构缺陷检测具有十分重要的现实意义。
4、射线探伤
当射线穿过工件时、缺陷处和正常工件材料对射线的反射作用不相同,可在胶片上呈现出不同的效果,再经过后期的一些处理修正,可形成反差很大的影像,帮助人们直观明显地判断缺陷位置。按照所使用的不同射线,可分为X射线、γ射线和高能射线三种。在钢结构领域,X射线全息成像应用较为广泛。图l为射线穿过某工件时的情况。以强度为J0的射线照射工件,工件材料的反射吸收作用会使射线发生衰减,那么穿过工件的射线强度会以匀的幅度减弱至J。如果工件某处存在缺陷,如图中的A/B两点,因此处的工件厚度比正常处薄,则透射射线强度要比无缺陷的C点强。从光学角度看,射线强的部分对底片的光化作用强,感光量大。在暗室处理后,感光量大的部分会变得更暗淡。因此可通过底片上产生影迹的黑度、形态、位置来判断工件缺陷性质,此即X射线探伤原理。
5、漏磁检验
漏磁检验可完全实现自动化动态实时侦测,检测速度快,可对包括内外壁裂纹、缩孔、锈蚀坑等多种缺陷进行检查,对结构件尺寸、规格、形态要求不严格,另外也不像超声波检测那样对构件的表面状况有高要求,无需藕合剂和防护设备,称其具有广阔的应用前景不为过。在磁场中,铁磁材料会被磁化,材料表面的缺陷和内部缺损会导致导磁率发生改变,增大磁阻进而影响到磁通量,使其发生畸变。一部分磁通会直接穿越缺陷或在材料内部绕过缺陷继续传播,另一部分则会偏离材料形成漏磁场。用粒度较小的磁粉均匀撒在材料表面,则他们会因受到漏磁场的作用发生吸附聚拢,显示出缺陷形态,此即磁粉探伤原理。漏磁检测是用特殊测磁装置探查并及时记录漏磁场数据的过程。
漏磁检测借由被磁化的金属表面溢出的漏磁通判断缺陷。光滑、无裂缝、没有应力缺陷的材料经过磁化后,磁力线在理论上可全部通过这类材料形成规整的磁路。一旦材料存在缺陷,磁化后的材料表面会对导磁率产生影响,导致其磁阻增大,进而影响到磁路中的磁通。缺陷越大,磁通产生的畸变就越大。畸变磁通由三部分组成:直接穿越缺陷;在材料内部经过裂纹旁的材料绕过裂纹;离开材料表面通过空气绕过缺陷形成闭合回路再次回到材料。传统的磁粉探伤虽能形成直观的缺陷分布、便于识别判定,但它只能发现铁磁材料表面和近表面缺损,难于正确判别缺陷种类及深度分布。另外,磁粉存在环境污染,会对易受磁粉干扰的构件产生强烈影响,所以磁粉检测一般只用在角焊缝和具有表面要求的三级、四级焊缝检测来检测裂纹等严重缺陷。
三、建筑钢结构无损检测技术新应用
超声相控阵扫描检测技术是借鉴相控阵雷达技术的原理发展起来的,其发射超声波进行无损检测的原理与普通超声波检测是相同的,但探头是由多个压电晶片单元组成阵列,通过控制各阵元发射的声波的相位实现对超声波声场的控制。由于该技术采用了动态聚焦及声束的角度扫描技术,因此使检测效率和灵敏度大为提高,且检测结果更直观。目前,对该检测技术的应用还存有一定的障碍,如设备计量、使用标准、人员培训等,但随着该技术的日益成熟,它的应用一定会在建筑钢结构检测中普遍起来。
建筑钢结构中的焊缝较多,由于焊缝本身有一定的工艺评定标准,因此首先可以通过目测和测量来对焊接质量进行检测,这时就要用到目视检测(VT)技术。通过目视检测可以对焊缝的外观首先进行检测,可以发现咬边等外观缺陷,经过修磨以后再利用其它检测技术进行进一步检测。
四、结束语
总的来说,进行钢结构质量的检测手段有很多,各种不同的检测技术有其独特的优缺点,以及适用范围,在进行具体的检测时,检测人员应当根据施工现场的具体情况进行选择,选择合理、有效的检测手段,获得准确的检测结果,同时质量检测部门应当根据以往的检测结果制定较为详细的标准,以便更好检测钢结构的质量,提高建筑的质量。
参考文献:
[1]李耘,工程中钢结构的检测方法探讨[J].建材技术与应用.2008.
[2]邹斌.建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用[J].江西建材,2009.
[3]王陆英,王青山.无损检测技术在建筑钢结构行業中的应用[J].科技情报开发与经济,2009.