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钢结构工程焊缝无损检测技术研究舒伟

发表时间：2020/9/24 来源：《基层建设》2020年第17期作者：舒伟

[导读] 摘要：钢结构是现代建筑工程中经常使用的建筑结构，因其本身具有材料强度高、可塑性好、抗震能力强以及承重性能极佳等优点而被广泛应用。在建筑工程中，钢结构之间的连接经常会采用焊接的工艺。

        江西华航检测有限公司江西新余 338000
        摘要：钢结构是现代建筑工程中经常使用的建筑结构，因其本身具有材料强度高、可塑性好、抗震能力强以及承重性能极佳等优点而被广泛应用。在建筑工程中，钢结构之间的连接经常会采用焊接的工艺。焊缝是否符合标准，是关系钢结构稳定性的重要问题。
        关键词：钢结构；焊缝；无损检测；措施分析
        1 无损检测基本概述
        无损检测是利用化学、物理等手段，在不影响被检测对象的结构、内部组织等的情况下，实现检测需求的检测技术。无损检测一般需要借助现代的科学技术和设备，在企业发展中必不可少。经过长时间的研究发展，无损检测技术已经在我国及国外相关企业中得到广泛应用。无损检测技术具有很多类型，比如射线检测、超声检测、液体渗透检测等。其中超声检测是比较常见的检测类型。与其他检测方式相比，超声检测应用效果更广泛，设备携带和操作更便捷，而且操作灵活，检测结果较为准确。
        2 应用钢结构工程焊缝无损检测技术的重要性
        在建筑工程施工中，经常需要对钢结构进行必要的连接。连接钢结构时，可以采用普通螺栓连接、高强度螺栓连接以及铆接、焊接等方法。焊接是比较常见的钢结构连接方式，使用焊接方式连接钢结构，可以使钢结构连接得比较牢固和稳定。虽然采用钢结构焊接的方式有许多优点，但是对焊接的操作过程比较复杂，对焊接技术水平也有一定的要求。有时候钢结构的焊缝部位会存在一些质量问题，依靠人工目测往往只能发现形变缺陷和表面缺陷，不能高度掌控焊接质量。利用无损检测技术检测钢结构的焊缝，可以及时查知钢结构焊缝中存在的缺陷，提高钢结构整体上的稳定性和牢固性，从而避免出现因为焊缝缺陷而产生的工程安全问题。传统的检测技术对于钢结构或多或少都会产生一些影响，而无损检测技术降低了这种影响，所以在检测过程后省却了后续的修复步骤，不仅缩减了工程施工流程，而且提高了建筑结构的安全性能。
        3 钢结构工程焊缝无损检测技术分析
        3.1超声波检测技术
        超声波检测技术是一种应用普遍的焊缝无损检测技术类型，是指应用频率高于20000Hz超声波进行焊缝无损检测的方法，其应用原理为超声波在不同的介质之间传播时，会发生反射与折射现象，因此在材料内部存在缺陷问题的情况下，由于存在声阻抗差异，从而产生声波的反射。在检测时需要运用专业仪器，通过超声探头向检测对象内部发射超声波，而后利用探头接收反射回波，并依据反射波在屏幕上的位置，以及波幅高低情况，最终完成对缺陷位置、大小的判断。超声波检测技术应用于钢结构工程焊缝无损检测，具有成本较低、准确性强、检测速度快、操作简单等优势，其不足之处在于检测结果缺乏直观性，无法直接反映缺陷情况，而是通过展示波形，让操作人员根据自身经验作出判断，并且容易受到材料自身品粒度、形状等条件影响。
        3.2射线检测技术
        射线无损检测技术也是一种常用于焊缝缺陷检测的技术，主要是利用x射线、y射线等，对焊缝进行检测，在射线透过焊缝位置时，能够将焊接位置的内部情况在荧光屏上成像，显示出焊缝缺陷的位置、大小及轮廓，该技术的操作方式可以划分为照相观察法、荧光屏观察法两种。其原理在于射线通过物体时，会发生一定程度的衰减，而不同物质的衰减系数具有差异性。实际应用当中，射线检测技术常用于具有高度封闭性大型钢结构工程的焊缝缺陷检测，比如大型船体与锅炉工程等。该技术能够实现对缺陷形状的准确判断，并且能够长期保留底片，进行有效记录。在其应用过程中需要注意的问题为，射线的穿透力及入射角度对检测结果的影响较大，因此要求材料厚度在2～200mm之间。同时该技术检测成本较高、用时较长、设备体积较大，并且对操作人员身体也具有不良影响。
        3.3磁粉检测技术
        磁粉无损检测技术主要是通过钢材等铁磁性材料在磁化后形成磁场的原理进行焊缝缺陷检测。在铁磁性材料经过磁化作用之后，会使材料内部产生显著的磁感应，同时产生密集的磁感应线。

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如果此时焊缝存在缺陷，会造成磁感应线产生局部畸变，使其逸出材料表面形成漏磁场，对磁粉形成明显的吸附作用，而后操作人员将磁粉或磁悬液均匀分布于材料表面，由于焊缝缺陷位置存在漏磁场，能够吸附大量磁粉或磁悬液，形成局部聚集的现象，通过仔细观察即可准确判断缺陷大小及位置等。磁粉检测技术具备操作简单、结果准确直观、检测速度快、成本低等突出优势，但也存在明显局限性，比如只能有效用于材料表面、近表面缺陷检测，同时只适用于铁磁性材料的检测，无法检测奥氏体不锈钢以及其他磁性较弱的材料。
        3.4渗透检测技术
        渗透检测是指依靠毛细现象原理进行检测的无损检测技术，也称为液体渗透检测。在某一物体与液体进行接触时，如果物体自身存在缝隙，液体就会沿缝隙流动。因此在检测过程中，需要事先在焊缝表面涂抹渗透液，在焊缝表面存在缝隙和毛细管的情况下，渗透液进入缝隙内部，而后去除焊缝表面的渗透液，缝隙和毛细管内的渗透液无法得到去除，从而对缺陷作出有效显示。渗透检测又可划分为荧光渗透检测、着色渗透检测两种，在操作流程上也较为相似。比如在着色渗透检测过程中，应确保焊缝温度在10℃~50℃，表面照度在500Lx以上。渗透检测技术对于各类材料都具有较好的应用效果，能够十分直观地显示缺陷，检测过程受钢结构构件形状、大小、缺陷位置的影响较小。其局限性主要为无法进行内部缺陷的检测，并且对于细小缺陷的检测效果不良。
        4 提高无损检测应用效果的措施
        4.1专业化的工业设计人员培养
        为了使无损检测技术在钢结构工程中充分发挥有利作用，企业及相关部门需要加强专业化钢结构工程设计人员的培养。无损检测技术在钢结构设计的应用过程要求较高，需要设计人员具有专业的无损检测技术知识和丰富的工业设计管理经验。针对相关人才培养机构来说，需要对工业设计人员进行无损检测相关技能的培训，同时，增设实际操作的设计课程，帮助其提升实际钢结构问题的解决能力。除此以外，相关钢结构工程提高对于无损检测技术应用的重视程度，在企业内部开展应用讲座，提高员工的无损检测技术水平。并在企业外部进行专业人员的选拔和招聘，帮助企业有效解决实际问题。在钢结构工程管理过程中，安排监督和指导小组，对不能够及时解决的工程问题进行现场指导和处理，提升企业经济效益。
        4.2建立目标管理模式
        为了提高钢结构工程管理的有效性，可以建立相应的目标管理模式体系。有效的目标管理模式主要针对三个管理对象。①对于员工的管理。工程企业内部要根据实际需求组织相应的管理人员设计水平培训，在提升员工的管理和工作素养的前提下，进行合理的工作分配，将具体责任具体落实，提高整体工程管理的有效性和协调性。②制度体系管理方面，钢结构工程首先要明确无损检测技术应用的基本目标和基本要求，严格履行国家相关技术应用标准，并且加强监督管理的落实。对出现的问题进行及时的记录分析和总结，逐渐形成较为完整且系统性的管理制度。
        5 结语
        综上所述，在钢结构的焊缝检测中应用无损检测技术，可以有效弥补人工目测在焊缝缺陷检测方面的不足，精准发现焊缝中存在的隐蔽性质量问题，提升钢结构焊接质量控制水平，提升建筑工程的安全性。
        无损检测技术对于我国钢结构工程的建设和检测过程具有重要作用，无损检测技术的发展是一个漫长、复杂的探索过程，随着科学技术和经济社会的不断进步，无损检测技术的类型也会越来越创新性、环保性和高效性。
        参考文献：
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        [2]孙志英,张学锋,韩开鹏,等.钢结构工程焊缝无损检测技术研究[J].商品与质量,2019,000(003):63.
        [3]何菲.钢结构工程焊缝无损检测技术应用研究[J].安徽建筑,2018,024(002):186-187.
        [4]周烨.钢结构工程焊缝无损检测技术应用研究[J].建筑•建材•装饰,2018,000(018):123.