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摘要：随着高层建筑在城市建设的不断深入，单纯的钢筋混凝土结构远不能满足现代建筑的形式。而钢结构作为一种新型的建筑结构形式，则具有很多优点。比如：强度高，抗震好，施工快等。由于钢结构本身能够促进建筑系统的稳定，而焊接正是促进建筑结构稳定的连接结构，那么在关于钢结构焊缝无损探伤质量检测的研究就显得尤为重要。本文主要介绍建筑钢结构工程及探讨在钢结构中焊缝无损检测技术的应用。
关键词：钢结构工程；焊缝；无损检测技术
1 引言
目前，在钢结构的施工过程中，焊接已成为钢结构连接的基本工艺，被广泛应用于各类钢结构构件中。因此，焊缝的质量检测是控制焊接质量的重要内容之一。在焊接质量检测中，焊缝缺欠的检测占有最重要的地位。由于在焊接施工过程中会产生各种缺欠，从而对构件的连接质量造成不良影响，如拉应力过大，负荷过大，金属疲劳等，因此焊接质量是决定结构是否稳定的先决条件。
2 钢结构概述
相对于钢筋混凝土结构而言，钢结构具有质量轻、强度高，抗震性能好、塑性好、耐久性高、安装方便等优点，在高层建筑、大跨度建筑、桥梁和其他结构中发挥着重大优势。具体来说，钢结构具有以下特点：①钢材的内部安排接近于各向同性，原料均匀。相关研究成果表明，钢材的受力状况与工程力学的计算结果一致，表现出较好的力学性质；②塑性和耐久性好。钢结构在受到较大的外力荷载时，钢材能够实现部分顶峰应力的再分配，这就使得钢结构内部的应力不会发生突变，不会由于应力的突然增加而致使结构破坏，并且能够适应较大的动力荷载。地震时，通过结构的弹塑性变形能够吸收一部分的地震能量，有利于提高建筑物的抗震功能。
3 无损检测方法的应用现状
根据母材和焊缝的结合部位，焊缝可分为角焊缝和对接焊缝。其中，角焊缝分为斜焊缝和直角焊缝。对接焊缝分为部分透焊和全熔透焊。根据《钢结构设计规范》（GB 50017—2003），根据焊接应力的重要地位、焊接形式、荷载特点和结构，将焊接质量分为不同等级。对不同质量等级的焊缝，验收时应依据钢结构相应的施工工艺，内部的质量检查和焊缝表面的质量检验一并进行。内部质量检查是指使用超声波检测技术检测焊缝是否存在缺欠，是否满足设计要求。如果超声波探伤不能准确判断焊缝是否有缺欠，应采用射线探伤技术。无损检测方法和内部缺欠分级测验与现行国家标准的要求应该一致，如《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级中的规则》（GB3323）和《钢焊缝手工超声波探伤结果分级》（GB 11345）。
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4 无损检测在钢结构焊缝中的应用
4.1 射线探伤检测
所谓射线探伤检测，就是通过射线进行钢结构不同分级检测的方式。该种方式主要将射线照射在焊接位置，然后将显示出来的结果通过分级显示的方式展现出来，这种情况下就需要从事检测工作的人员进行检验，通过底片显示的情况进行钢结构的质量判断。并且底片中的光斑大小和质量也能够在一定程度上反映出钢结构的质量问题。结合钢结构的分级依据，通过射线检测的相应判定方式对其进行分析，按照施工验收的相关需求对射线检测的情况进行探究，射线探伤的检测还能够用来判断工程建设施工的质量问题。不同船体的结构能够在一定程度上反映出施工的质量，钢结构在很多方面的要求很高，一般采用射线检测的方式对焊缝质量问题进行检测。射线探伤的技术相比于其他方式有着突出的优势，该种方式能够在专业的检测人员的检测中很容易的判断出钢结构的质量，判断结果也较为可靠。射线检测方式反应出来的底片还能够进行封存，在长时间以后可以进行进一步判断。但射线检测同样存在较为明显的缺欠：在射线检测的反应中，可能对人体产生一定的损害。因此该种方式不适合大规模采用。
4.2 超声波无损检测
超声波探伤是钢结构施工中常用的无损检测技术。它是指利用超声波检测焊缝是否存在缺欠。物理实验表明，超声波在同一匀速介质中沿直线传播，当超声波从一个介质传播到另一个介质时，会发生反射或折射现象。超声波探伤就是利用这个原理，依据脉冲波形来判断缺欠的位置与大小。超声波探伤与射线探伤广泛应用于钢结构焊缝无损检测。在实际应用中，这种技术需要手动操作步骤较多，因此，不应由主观因素定量评价焊缝是否存在缺欠，应该客观的分析判断，以保证检测的准确性。
4.3 磁粉探伤
是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。该方法具有灵敏度高、检测速度快、成本低，但这种方法只能用于铁磁性材料，以及材料内部的缺欠很难被发现，磁粉探伤只适合在铁磁性材料的表面和近表面进行检测。
4.4 全息探伤检测
所谓全息探伤检测，就是目前已知的唯一一种比较成熟的三维立体投影检测方式。全息探伤检测主要是通过激光等检测方法对钢结构进行探究，达到实际检测需求的目的。该种方法的检验相比于以上几种方式来说更为准确，能够精确的反映出焊接结构内部的零部件成分，在全面了解和钢结构的数据上有着更好的体现。就目前来讲，全息探伤的检测具有更高的探究检测成果，但是总的来讲该种技术需要花费大量的成本，不适合大范围普及。相关部门应该加强这一探伤技术的进一步研究，争取降低全息探伤检测的成本，带动钢结构质量检测工作的进一步提升。
4.5 渗透探伤无损检测的应用
渗透探伤的无损检测原理是利用荧光染料和有色染料的较强渗透性来显示缺欠痕迹。因此，这种无损检测方法也被称为“荧光探伤”或“颜色检测”。无损检测不仅可以检测钢结构的焊缝，还能检测合金材料、有色金属、耐候钢和不锈钢的缺欠。渗透探伤无损检测方法有着对人体无害，成本低，检测快，操作简单，灵敏度高等。但这种无损检测方法只能检测非磁性和磁性工件表面或近表面的缺欠，只能量化缺欠，不能确定缺欠的性质和位置。
5 结束语
本文主要对常见的几种焊缝进行了超声波探伤、磁粉探伤等方面的检测描述，通过各种检测方法的比较对焊接质量的检测有了更为明确的认识。我们在实际应用过程当中，应当根据需要选择合适的检测方法，从而准确的判断出是否有缺欠，然后借助仪器准确的定出缺欠的位置和尺寸，为焊缝的返修及后续能制作出一流的焊缝保驾护航。
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[9]GB3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相.
论文作者:赵健,刘学冬
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/12
标签：钢结构论文; 缺欠论文; 射线论文; 超声波论文; 质量论文; 方式论文; 检测方法论文; 《防护工程》2017年第24期论文;