摘要：随着社会的快速发展，社会工业发展水平不断提升，钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛，采用焊接方式连接的钢结构是比较常见的，钢结构焊接质量直接影响建筑结构的整体质量，因此保障钢结构的稳定性，促进焊接质量得以保障是目前需要重点考虑的问题，为了明确钢结构焊接的质量是否可靠需要采取必要的检测手段，对于检测手段要求较高，既能够判定焊接结构或者焊件在成型之后是否能够满足既定的要求，又对钢结构不会造成较大程度的二次损坏，所以无损检测技术就是良好的检测方法之一，但是由于科学技术发展水平有限，无损检测技术在钢结构焊缝检测中还存在自身的缺陷，所以需要借助先进的科学技术水平促进无损检测技术的进一步成熟，保障建筑工程的整体质量。本文围绕钢结构焊缝无损检测方法的应用研究展开了详细的探究，首先就目前常用的无损检测方法进行了分析，然后分析了无损检测方法应用的缺陷。
关键词：钢结构；焊缝；无损检测；应用研究；质量
1.前言
伴随着社会的迅猛发展，我国的钢产量在迅速增加，建筑物中钢结构以及混合结构的应用也越来越普遍，特别是在一些大型高层建筑中钢结构的应用尤其普遍。这些钢结构建筑物，钢构件之间大部分都是采用焊接的方式连接的，例如钢梁和钢梁之间的连接，钢梁与钢柱之间的连接，焊接是钢结构最常用的连接方式之一，焊接的质量直接影响钢结构整体的质量，所以为了保障钢结构建筑物的整体质量，需要做好钢结构焊接质量的检测工作。检测方法也需要慎重选择，既能够达到有效的检测目的，还不对于钢结构造成较大的伤害，本文围绕无损检测技术在钢结构焊缝检测中的具体应用进行了一系列的探讨。
2.目前常用的无损检测方法
2.1射线探伤
射线探伤是检查焊缝内部缺陷的一种广泛使用的方法，它是采用X射线或C射线照射，使其透过焊接接头部位，照射在照相底片或荧光屏上。然后，根据底片上出现的缺陷形状、大小和数量，便能定量评定焊缝质量并进行分类定级，以作为产品验收的质量指标。目前对于一些对密闭性要求较高的钢结构产品，如锅炉、压力容器、大型船身等，均广泛采用射线探伤作为检验焊缝质量的重要方法。按照缺陷显示方法的不同，射线探伤除了常用的照相观察法和荧光屏观察法外，还有电离法和工业电视监察法。射线探伤的优点，是能确切地判定缺陷的形状，可靠性高，底片能长期保存存档。其缺点是射线对人体有害，检查成本高，从检查到判定所需的时间长。
2.2超声波探伤
利用超声波探测材料内部缺陷的无损检测法，称为超声波探伤。超声波是一种频率接近或超过20000Hz的机械振动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆超声波探伤是通过超声波仪探头产生和发射高频超声波到待检材料中，利用超声波在同一均匀介质中按恒速直线传播，而从一种介质传播到另一介质时，它会产生反射和折射的原理，再用探头接收这些反射、折射的超声波到超声仪，由超声仪放大显示在超声显示屏上，超声波探伤工作者根据显示的波形和波高来分析和判定缺陷的类型和大小的检测方法。超声波探伤具有高灵敏度、操作简便、探测速度快、成本低且对人体无损伤的优点，故得到广泛应用。其缺点是该探伤方法进行定性定量的评定受探伤人员的经验技术熟练程度的影响较大，且不直观，至今仍难达到精确评定的要求。
2.3磁粉探伤
磁粉探伤按测量漏磁方法的不同，分为磁粉法、磁感应法和磁记录法。其中，磁粉法是应用最广的。磁粉探伤是利用在强磁场中，铁磁性材料表层缺陷产生的漏磁场吸附磁粉的现象，进行的一种无损检验法。这种探伤方法的优点与超声波探伤类似，但磁粉探伤的缺点是只能发现磁性金属表面和接近表面的缺陷，而且只能作缺陷的定量分析，难以正确判定缺陷性质和埋藏深度。
2.4渗透探伤
渗透法探伤，是利用有色染料和荧光染料的强渗透性的物理特性，以显示缺陷痕迹的一种无损探伤方法，其又称为着色探伤或荧光探伤。此法不但可以用来钢焊缝，还可用于检查不锈钢、耐候钢和铜、铝等有色金属及其合金的材料缺陷，以及其他非磁性工件的缺陷。渗透探伤的优点与超声波和磁粉探伤一样，而缺点与磁粉探伤一样，也只能发现磁性金属工件和非磁性工件表面和接近表面的缺陷，而且也只能作缺陷的定量分析，难以正确判定缺陷性质和埋藏深度。
2.5全息探伤
全息探伤是利用激光、X光和声学全息照相来探测和显示缺陷三维立体情况的一种探伤检测方法。全息探伤技术能够准确地检测到焊件表面和内部缺陷的位置和大小，并能获得缺陷的全方位情况，从而能够方便探伤人员正确地判断和评定焊缝的质量。目前，虽然全息探伤技术还不是很成熟，且其检测花费较大，应用较少，但却被一致认为是无损检测的发展方向。
3.无损检测在建筑钢结构中应用的现状和存在的问题
焊接连接是钢结构中最基本的一种连接方式，按焊缝与母材的连接位置可分为对接焊缝和角焊缝，对接焊缝包括完全焊透的对接焊缝和部分焊透的对接焊缝，角焊缝分直角焊缝和斜角焊缝。依据GB 50017-2003钢结构设计规范，焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况按一定原则确定不同的质量等级。对于不同质量等级的焊缝，GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范要求进行表观检查和内部质量检测。表观检查可以通过目测结合工具进行，而内部质量检测规范规定：设计要求全焊透的一二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷做出判断时应采用射线探伤，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准GB 11345钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法或GB 3323钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级的规定；焊接球节点、网架焊缝螺栓球节点、网架焊缝及圆管TKY型节点、相贯线焊缝其内部缺陷分级及探伤方法应分别符合国家现行标准JBJ/T 3034.1焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法、JBJ/T3034.2螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法、JGJ 81建筑钢结构焊接技术规程的规定。纵观国内无损检测在建筑业上的应用现状，非特别重要的构件一般不用射线探伤，对于厚度在8 mm及其以上的板材及曲率半径不大的管材对接焊缝多采用超声波探伤，8 mm以下的板材和曲率半径较大的管材对接焊缝多采用磁粉探伤和渗透探伤，而角焊缝基本采用磁粉探伤和渗透探伤。虽然全息探伤是发展方向，但目前工程实践中几乎没有应用。然而，对于4mm～8mm范围内的钢板对接焊缝，用磁粉探伤和渗透探伤都只能探到表面和近表面的缺陷，特别是对只能单面探伤的焊缝内部缺陷较难探出，而普通超声仪探头能探测到的最小厚度是8 mm。对于这一厚度范围的钢板或管材探测焊缝内部缺陷必须结合工程实际情况研制专门的超声仪探头，才能进行探伤检测。
4.总结
无损检测技术在钢结构焊缝检测中有着较为广泛的应用，但是其应用现状并不尽人意，仍然存在一些问题，所以需要进一步借助科学技术，做好钢结构焊缝检测工作，将无损检测发展方向朝着全息探伤的方向发展，使得该种技术能够普遍应用到无损检测工作中，加强对于不同类型以及打消对于焊缝承载力影响的研究，为制定专门的针对建筑钢结构焊缝质量的分级评定标准做好准备。保障钢结构整体质量，促进我国建筑行业又好又快的发展。
参考文献
[1]邵凯,海峰,戴建斌,等.物联网技术在钢结构行业中的应用研究[J].物流工程与管理,2012(9):21-22.
[2]王威,章红梅,张富文,等.钢结构磁性无损检测中的几个基本技术问题[J].结构工程师,2008,24(6):120-127.
[3]施天敏.建筑钢结构无损检测技术在中国[J].无损检测,2008(8):10-14.
[4]田迎春.钢结构无损检测的动力学方法研究[D].河北农业大学,2002.
[5]王吉徐.钢结构无损检测质量控制措施研究[J].江西建材,2014(5):7-8.
[6]黄拔岳.关于钢结构无损检测常用方法优缺点的分析[J].福建建材,2011(6):42-43.
论文作者:傅军平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/27
标签：钢结构论文; 缺陷论文; 超声波论文; 质量论文; 射线论文; 方法论文; 磁粉论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;