钢结构焊缝无损检测方法的应用

钢结构焊缝无损检测方法的应用

陈波

广东省建设工程质量安全检测总站有限公司510500

摘要：随着我国经济的持续发展，建筑业也出现了蓬勃发展的势头，钢结构的基础形态也逐渐变得多元化，该产品在建筑业中的应用效果较好，其优良的钢结构特性对改善建筑基础质量具有重要意义。无损检测技术是一项新的检测技术，它在施工中起到了很大作用，对施工质量起到了很好的保障作用。在实际工程中，为了确保焊接质量，必须对其进行检测。本文首先对钢结构焊缝的无损方法的有关内容进行了介绍，然后对其具体应用的优点进行了分析，并提出了相应的改进措施。

关键词：检测；钢结构；应用；焊缝；方法；无损

钢结构在现代城市建筑中得到了广泛的应用，在工业厂房、住宅、道路、桥梁、水利工程等领域都有大量的使用。钢结构具有强度高、塑性好、施工速度快等优点，在超高层、大空间、大跨度建筑中得到广泛的应用。钢结构的施工受多种因素的影响，必须对其进行检验，以确保其安全、可靠的施工。目前，钢结构的检测技术分为破坏测试和无损检测两大类。破坏性实验虽精度高，但会对结构产生不可逆的影响，而且不能对结构进行全面的探测。在实际工程中，为了防止对被检构件的强度性能造成影响，通常使用无损的方法对其进行评定，以确定缺陷的大小、位置、性质、数量等，从而判断被检构件的技术状况。该方法具有成本低、操作简单、测量准确度高等优点。

一、焊缝无损检测优势

在焊接工艺中，焊接结构形式、材料选择等各环节的问题都会对焊接质量造成一定的影响。在当前的状况下，对钢结构焊缝的检测已有很多种，其中无损检测是一种新型的高综合性能测试技术，它通过物理化学的手段获得构件的内部信息，并通过专门的仪器对其进行检测，并且在整个过程中不会损坏结构，保证了结构的完整性和安全性。无损检测技术的最大优点是它的先进性，它可以确保钢结构的优良特性，而不会对工程质量造成任何影响。正是由于其优越性，使得其应用领域得到了越来越广泛的应用，从而保证了钢结构焊缝的质量。加强对无损检验技术的研究，使其与工业发展紧密结合，确保其在实践中能起到很好的效果。

二、钢结构焊缝无损检测方法

1.目视法

目视法是最初级的直接检测方法，它是通过使用一些简单的测量工具（如焊接检验尺、钢尺、放大镜、手电筒等）对焊缝进行外观检测，它具有操作简便、快速地判定钢结构表面是否存在气泡、裂纹、咬边、夹渣等常见问题。

2.渗透检测法

渗透检测是基于液体的毛细作用（或毛细现象）和固体染料在一定条件下的发光现象。焊缝表面被施涂含有荧光染料或者着色染料的渗透剂后，在毛细作用下，经过一定时间，渗透剂可以渗入表面开口缺陷中；去除工作表面多余的渗透剂，经过干燥后，再在工件表面施涂吸附介质——显像剂；同样在毛细作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透剂，即渗透剂回渗到显像中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷处的渗透剂痕迹被显示（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。渗透检测可检测出焊缝表面开口的裂纹、发纹、气孔和夹渣等缺陷。渗透法具有很高的灵敏度、操作简单、检测成本低、能在一些特殊环境下进行检测，然而渗透检测不足就是只能检测开口性缺陷和对环境有一定污染。

3.磁粉检测技术

在钢结构焊缝的检验和分析中，采用磁粉无损检测技术对一些表面和近表面缺陷也能起到很好的效果。可以对相应的钢结构焊缝进行磁化，并通过对其磁场的分布情况进行分析和判定，从而确定其有无连续的磁场。当被检查焊缝表面和近表面存在缺陷时，就会在缺陷部位形成漏磁场，漏磁场会吸附检测过程中施加的磁粉形成磁痕，从而可以显示出缺陷的情况。在工程建设结束后，磁粉无损检测技术的应用不仅可以得到最好的利用，而且常常可以在使用之前，或者是在钢结构的使用过程中，对其进行及时的检验和分析，从而避免质量问题，是目前较为重要的一种非破坏性检测技术。当然，为了充分利用磁粉无损检测技术的实际应用，在实际工程中，不仅要注重对对焊缝检测和分析，磁粉检测也可以很好去实现构件的检测。特别是关键的钢铁部件，在使用过程中，经常通过磁粉无损检测来进行结构分析和评价，这样才能更好地保证结构的质量。磁粉检测相对于渗透来说可做到对非开口性缺陷的检测、操作简洁，显示清晰，成本较低等优势。

4.超声波法

在钢结构焊缝的检测方法中超声波检测也是非常重要的一项，利用超声波的强大穿透力，对焊缝的内部缺陷情况进行分析和评价，从而能够准确地把握住某些明显的缺陷和漏洞。在钢结构的检验和分析中，通过超声无损检测技术，可以起到很大的作用，它能精确地分析结构中的介质分布，并通过超声波的传播特性，对其进行精确的预测，从而对焊缝进行客观的评价。从超声波无损检测技术的应用效果来看，它具有很高的精度和敏感性，可以精确地分析被测焊缝的内部情况，特别是在两万赫兹以上的频率范围内，它可以获得更好的探测和分析结果，从而得到广泛的应用。然而，超声无损检测技术的使用也会带来一定的负面效应，特别是由于它的敏感性比较高，它会受到多种因素的影响，从而使测试的结果难以反映出被测

焊缝的真实情况。比如，在检测和分析钢结构焊缝的时候，超声无损检测技术在实际应用中的效果通常比实际焊缝中要略小，因此应予以重视。这就要求相关的人，必须要有足够的经验，才能做出正确的判断。评价对应的结果是否满足需求，并确定较小的区域。当也可以通过其他的检查和分析方法来进行辅助判定。从而得出较为理想的结果，对保证焊缝质量具有重要意义。超声波检测具有高灵敏度、耗材成本便宜、可以检测厚板超厚板构件等优势，超声波检测对检测人员技能要求高，经验足才能得出准确结论，对于一些近表面缺陷和特殊方向性缺陷的检测有一些局限性。

5.射线检测法

射线检测法也是无损检测常规检测方法之一，依据被检测焊缝中成分和缺陷对射线有不同的吸收或者散射的特性，对焊缝质量进行检测。利用射线的穿透力和直线型，一般使用 X射线照射工件的焊接部位，光线穿过焊缝后，照射到接受体上，通常是照相底板或荧光屏，然后按留在胶片缺陷的形状、大小和数量，从而判断出缺陷的位置和形状，对焊缝的质量进行评定，并将其分级。该技术广泛使用胶片作记录光源，从而使薄膜上的缺陷得以清楚地反映出来。射线检测具有灵敏度高、直观可靠、重复性好的等优点，相比其他无损检测方法操作难度大、对检测环境要求严格（辐射防护）、检测成本高等不足。

6.红外热成像检测

近年来，随着探测技术的不断发展，红外热成像技术应运而生。在钢结构的探测中，主要使用红外热成像设备，利用红外图像采集到所需的数据。该方法精度高，图像直观，适合长距离、大范围的探测。红外热像仪作为无损检测技术的一个重大突破，已经引起了业内的广泛重视，但因为技术发展的太晚，目前还处在摸索阶段，还没有完全成熟，从以后的发展趋势来看，它的应用前景还是很广阔的。

三、焊缝无损检测技术的应用策略

1.焊缝外观尺寸检测

焊缝外观质量是是视觉上的检验，主要是利用一些简单工具和肉眼对焊缝进行观察检测。也是一条合格焊缝最基本的要求，检验范围应包括所有焊缝。对于焊缝影响其质量的因素很多：工作环境温度、焊条潮湿、焊接口清理未进行保温等，其中很多因素的影响直接就体现在焊缝外观上，常见的缺陷包括气孔、裂纹、融合不良、未焊透、夹渣、成型不良等等。所以外观尺寸检测对焊缝质量控制有重大意义。

2.焊接质量（内部）检测

钢材的焊接应按图纸及有关的国家有关规定进行。首先，做好焊接前的工艺评估，并依据评估的结果，制订相应的焊接方案。JGJ81-2002及JB4708-90等焊接工艺的国家技术标准。在焊接施工中，对称焊是常用的方法，在焊接过程中，要确保焊缝的变形和收缩率，工人要按正确的工艺步骤来操作。按有关规定（标准）执行验收。进行内部质量检测的无损方法主要就是超声波检测、渗透检测、磁粉检测、射线检测等，通过使用其中一种或者多种进行配合基本能满足目前市面上焊缝质量保证需求。

结论：总之，焊接缺陷对钢结构的施工质量有很大的影响，从而造成施工中的安全隐患，并极易发生事故。在这种情况下，焊缝的检测尤为重要。无损检测技术的研究与实践的意义重大。以保证技术水平随着时代的发展而不断提高，并根据实际情况灵活地进行焊缝的检验，以保证工程的质量和安全。

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作者简介：陈波，1991年2月，籍贯：江西宜春，男，最高学历：本科，职称：助理工程师（建筑工程检测），职务：项目负责，研究方向：钢结构无损检测。