浅谈无损检测技术在建筑钢结构行业中的应用

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摘要：随着国民经济的迅速发展，我国建筑钢结构行业在当代经济发展中的地位日益凸显。由于其产品关系到国家建设及人们生活的方方面面，故该行业产品质量问题得到越来越广泛的关注。针对建筑钢结构行业质量安全性问题，业内提出多种检测手段，其中无损检测技术成本低、检测效率高，得到行业的普遍认可。本文即针对无损检测技术在建筑钢行业中的检测方法等作出简要阐述。

关键词：无损检测技术 建筑钢结构 应用

中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：

概述

建筑钢结构在我国最早起源于1985年的深圳，当时，深圳以其独特的发展视角建成了钢结构建筑——深圳发展中心大厦，此后，全国各地的钢结构建筑如雨后春笋般发展起来。钢结构作为建筑行业中新兴的构筑模式，具有强度高、工业化程度高、经济效益好等特点，得到了建筑行业的认可，并广泛应用于工业及民用的各个领域。然而，近年来，由于建筑钢结构在检测过程中不够严格、精准，导致发生了颇为严重的建筑事故。事故惨剧的发生为人们敲响了警钟，并逐步意识到完善建筑钢结构检测技术的重要性及必要性，此后，无损检测技术逐步成为建筑钢结构质量检测中十分重要的检测技术之一。

无损检测技术，也即非破坏性检测技术，是指在保持物质原有的物质状态、化学性质等特征的前提之下，采取一些列措施获得的与待测物体品质相关的成分、物质性质、物理化学信息等，其中这一系列措施，即为无损检测技术。

除无损检测技术外，常用的建筑钢结构检测技术还有模拟实验、破坏性实验。其中，模拟实验通过对原有钢结构建筑成分、结构、运行环境等的模拟，形成与原建筑相似的实验模型，依据模型性能来确定原始钢结构建筑的安全性、可靠性等。模拟实验可以通过实验措施实现对建筑全面、整体的检测，但检测周期长，检测技术要求较严格且成本要求较高，这成为模拟实验检测技术的明显缺陷。破坏性实验指的是在全部产品中随机抽样选取出部分样品，并对样品实施破坏，通过破坏后效果确定产品的性能。破坏性实验所得到的检测结果真实、直观，可信度高，但是由于实验采取抽样检测的方式，故无法实现对全部产品的整体检测，实验效果不甚全面。

相对于上述两项检测技术，无损检测成本较低，操作效率高且检测覆盖面广，结果可靠性高，是比较理想的建筑钢结构检测技术。

无损检测方法应用简述

无损检测技术于上世纪50年代自前苏联传入我国，一经引入，便成为了国内航空业、电力行业、船舶行业等进行质量控制、检测的重要技术之一，建筑业亦然。无损检测技术流程主要包括三个方面，依次为无损探伤、无损检测、无损评价。无损探伤（Non-destructive Inspection，简称NDI），是检测过程中进行测试发现缺陷的过程；无损检测（Non -destructive Testing，简称NDT），是在检测和发现缺陷的基础上，确定缺陷大小、当量、性质，确认缺陷位置、状态的过程；无损评价(Non -destructive Evaluation，简称NDE），在全部流程的三个部分中，无损评价内容最为丰富，其不仅要求实现前两者所包含的内容，同时，还要求获取更为全面的，准确性更高的待测品信息，从而对被检测对象的各项性能、运行状态以及使用寿命等作出准确衡量。

无损检测过程中所常用的检测技术方法包括磁粉检测（MT）、声发射检测（AET）、射线检测（RT）、涡流检测（ET）、超声波检测（UT）等等，其中在建筑钢结构中常用到的检测技术有磁粉检测技术、射线检测技术、超声波检测技术、渗透检测技术等。

2.1磁粉检测技术

磁粉检测技术（Magnetic Particle Testing，简称MT），是利用磁感线表现对待测对象进行检测的技术类型。由于钢铁材料在一定条件下可以被磁化，磁化后，在检测对象表面会通过磁粉排布形成一定的磁力线的分布模式。正常情况下，磁力线的排布模式是具有一定样式的，但当钢铁材料遭到破坏后，原有的磁力场会发生一定的变化，工件表面磁场线会在损坏部分发生漏磁现象或出现变形，在特定的光照条件下，这些变形便可以明显的显现出来，从而达到钢材料质量检测的目的。磁粉检测技术通常情况下适用于一切钢结构的材料，如建筑行业中常用的钢板材、钢管、钢制零件等等。通过该检测，可将待测材料的性能及出现的缺陷以简单、直观的方式展现出来，操作过程简单、操作成本低、效率高。其局限之处在于只能对待测工件表面和近表面的性能进行检测，且对检测人员视力水平提出了较高的要求。

2.2射线检测技术

X射线检测亦是无损检测技术中通常采用到的一项检测技术。由于X射线是一种高穿透力、低衰减率的射线类型，其可穿透待测工件，仅有部分衰减及损失。对于性能正常的工件而言，X射线的衰减损失是一定的，即投射至胶片后，会形成特定的射线映像。当工件发生损坏时，X射线在穿透工件的过程中其被吸收的程度以及损失形式就会发生变化，从而导致射线投射入胶片时映像效果与损坏前效果出现差异。检测者通过胶片上的映像对待测材料做出判断，确定其损坏类型、位置以及损坏程度。X射线检测是一项技术含量较高的检测方式，对于厚度不高于40mm的工件，该检测方法检测效果好、准确性高，检测结果易于保存。但其检测周期较长，成本较高，检测效率较低，且由于其具有放射性因素，故对检测人员身体会产生一定损害。

2.3红外检测技术

红外检测技术主要检测对象是钢结构建筑中的保温层部分。在检测过程中，通过应用红外辐射原理及相关辐射仪器对待测对象的温度变化进行测定。由于钢结构建筑传热性好，易于发生局部超温现象，故需红外检测技术对其进行温度检测。当钢结构建筑发生局部损伤，从而产生局部高温现象时，常规的红外检测可以通过热成像过程对超温部位进行体现，通过读图即可得知是否有局部损伤发生。特殊情况下，若要对建筑疲劳损伤或高应力集中的损伤部位进行检测时，则可采用热弹性红外检测技术实现这一过程。红外检测技术检测结果直观、检测过程技术含量高，对检测仪器提出了较高的要求，同时，也是检测成本较为高昂的一类检测手法。

2.4声发射检测技术

钢结构建筑在发生损伤时，通常会伴有发声现象，其所发出的各类声响中，一部分可以为人耳所察觉到，即在声波人类听觉范围之内，但另有一部分无法被人类所察觉，这便要求有特定的仪器设备进行检测。对钢结构建筑损伤部位或材料缺陷处进行声波的检测、记录，并分析声波发射源所处位置以及损伤程度的技术，即无损检测中针对钢结构建筑的声发射检测技术。该检测技术主要是针对建筑可能存在的活动性缺陷进行检测的技术类型，此外，对于已知的结构缺陷，也可利用声发射技术进行活性评价。需要注意的是，在运用声发射技术对钢结构材料进行检测时，要首先对工件进行加载。加载方法包括气压试验法、水压实验法，或应用工作介质直接进行工件加载等。

2.5超声波检测技术

超声波检测技术也是在建筑钢结构检测中常用的一种技术之一。超声波检测的原理如下：首先超声波探伤设备激励探头产生超声波，超声波在被检测的钢结构介质中进行传播，当遇到夹渣和气孔等异面介质时，有一部分超声波会被反射出来，经过仪器处理以后就会显示出一定的波形，可据此推断钢结构的损伤情况。这种方法比较适用于厚度较大的工件检测，如焊缝、铸锻件、管材、板材等。其优点是检测方便、成本低、速度快等，但对被检工件的几何形状要求较严格，同时定性比较困难，定量的准确性也不高。

2.6渗透检测技术

渗透检测技术的原理是指在被检测件的表面涂上含有着色染料或荧光染料的渗透液，这些渗透液在毛细管的作用下可以渗透到检测件的缺陷当中，干燥以后，再在被检测件的表面施加显像剂，使渗透液在毛细作用下回渗到显像剂中，这样在一定的光照条件下就可以将渗透液中所隐含的缺陷显示出来。这种方法主要适合于非多孔状构件的表面开口缺陷检测的检测。其优点是操作简单、检测的结果准确、灵敏度高等；缺点是对被检测件表面的光洁度要求较高。

总结

对于钢结构建筑进行无损检测的方法多种多样，但每种方法就其检测手段、检测原理、适用范围、检测成本以及对检测人员的要求方面都各有其优势或不足之处，需综合考虑，适当应用各种检测手法，方能经济、高效的对待测材料实现检测。如对钢材表面质量进行检测时，通常采用磁粉检测法；对导电材质进行表面检测时，可采用涡流检测法；若待测材料为多孔材料，则可采用渗透率检测等等。在常规检测结束后，可运用发声检测法进行前期检测的补充、完善，最终得到科学、有效的检测结果。

总之，无损检测检测效率高、结果可靠，在钢结构建筑快速发展的今天，应对无损检测进行更为充分、高效的开发、应用，从而为建筑的安全性、可靠性提供切实有效的保障，进而促进钢结构建筑行业的更好、更快发展。

参考文献：

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【3】邹斌.建筑钢结构工程及焊缝无损检侧技术应用[J].江西建材. 1996(03)

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