建筑鋼結(jié)構(gòu)工程及焊縫無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

李明珠

摘要：鋼結(jié)構(gòu)作為一種新型的建筑結(jié)構(gòu)形式具有較多特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度較高，能夠承載較重的載荷，具有良好的抗震性能，制作安裝比較迅速，在高層建筑中優(yōu)勢(shì)十分明顯。于是近年來，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在高層建筑中的使用越來越多，然而鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)的連接方式、焊縫的質(zhì)量直接影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全，因此對(duì)焊縫質(zhì)量的檢測(cè)十分重要。本文主要就鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，重點(diǎn)分析焊縫無損檢測(cè)技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu)；焊縫無損檢測(cè)技術(shù)；應(yīng)用要點(diǎn)

目前，隨著全球科技高速發(fā)展，煉鋼技術(shù)不斷提高，以及建筑形式和建筑施工技術(shù)的豐富和成熟。鋼結(jié)構(gòu)建筑得到廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)，需要把各個(gè)構(gòu)造組件進(jìn)行焊接。焊接質(zhì)量影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量。為了檢查焊接質(zhì)量，又不損壞結(jié)構(gòu)本身，無損檢查質(zhì)量技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。為了更好的應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，需對(duì)各項(xiàng)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)地分析。

1、鋼結(jié)構(gòu)概述

同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比較來說，鋼結(jié)構(gòu)具有著高強(qiáng)度、抗震性能良好、質(zhì)量較輕、強(qiáng)度比較高等優(yōu)勢(shì)，因此，也被廣泛的應(yīng)用到大跨度建筑、橋梁等結(jié)構(gòu)中。因此，鋼結(jié)構(gòu)總體而言有著以下特點(diǎn)，鋼材內(nèi)部安排同各向同性之間相接近，并且原料較為均勻。從與之相關(guān)的研究成果顯示，鋼材受力狀況同工程力學(xué)之間的結(jié)果相同，因此，具有著較好的力學(xué)性質(zhì)。塑性和耐久性比較好，鋼結(jié)構(gòu)在受到比較大的外力荷載過程中，鋼材可以實(shí)現(xiàn)一部分頂峰應(yīng)力而進(jìn)行再分配，如此的話，就會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)而可以避免其出現(xiàn)突變，不會(huì)由于應(yīng)力的上升而造成結(jié)構(gòu)遭到破壞，與此同時(shí)，也可以適應(yīng)比較大的動(dòng)力荷載。在地震發(fā)生之時(shí)，可以通過結(jié)構(gòu)的彈塑性變形進(jìn)而吸收一些地震能量，進(jìn)而可以提升建筑物的抗震能力。

2、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損檢測(cè)技術(shù)

焊接技術(shù)是鋼構(gòu)件連接重要的方法之一，焊接過程中焊縫的質(zhì)量直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的安全，焊接過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種問題，比如焊縫缺陷，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，一般情況下，焊縫缺陷可以分為內(nèi)部缺陷及表面缺陷兩種，焊縫夾渣、氣孔、裂紋、未焊透、未熔合等屬于內(nèi)部缺陷，而咬邊、表面氣孔、燒穿等問題屬于表面缺陷，為了有效判定焊縫缺陷的危害，在實(shí)際的施工過程中通常會(huì)采用無損探傷技術(shù)對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，這種檢測(cè)方法比較清晰明了。

顧名思義，焊縫無損檢測(cè)技術(shù)就是在不損傷焊縫的情況下，通過一定檢測(cè)技術(shù)檢查焊縫是否存在缺陷。常用的無損檢測(cè)技術(shù)有射線探傷、超聲探傷檢測(cè)、磁粉探傷以及滲透探傷這幾種，下文對(duì)各種無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

（1）射線探傷。射線探傷中使用的射線主要有X射線及γ射線兩種，實(shí)際的檢測(cè)過程中，由于射線穿透待測(cè)物各部分結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的衰減，通過檢測(cè)衰減的程度就能夠檢查出材料存在的缺陷。射線經(jīng)過待測(cè)材料會(huì)被吸收，將吸收后的射線投射到膠片上，然后對(duì)膠片進(jìn)行顯影處理，可以發(fā)現(xiàn)物體厚度的變化即內(nèi)部缺陷情況，通過這一信息能夠判定焊縫缺陷的危害性及焊接質(zhì)量等級(jí)。這種檢測(cè)方法比較直接明了，但是檢測(cè)設(shè)備不便攜帶，且產(chǎn)生的射線會(huì)危害人體健康。

（2）超聲探傷檢測(cè)。物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，聲學(xué)特征也會(huì)不同，它們會(huì)影響到超聲波的傳播，超聲波檢測(cè)就是利用這一原理檢測(cè)待測(cè)材料的缺陷。A型脈沖反射法是超聲波檢測(cè)中常見的方法之一，這種檢測(cè)方法十分適合用于平面型的缺陷，儀器攜帶比較方便且檢測(cè)的效率也比較高，但實(shí)際的檢測(cè)過程中容易受到材料表面粗糙度、檢測(cè)人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)、焊縫表面成型狀況等因素的影響，且這種檢測(cè)方法缺陷表達(dá)不夠直觀。

（3）磁粉探傷技術(shù)。鐵磁性材料被磁化后，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁力線密度增大幾百到幾千倍，如果材料中存在不連續(xù)性（包括缺陷造成的不連續(xù)性和結(jié)構(gòu)、形狀、材質(zhì)等原因造成的不連續(xù)性），磁力線會(huì)發(fā)生畸變，部分磁力線會(huì)逸出材料表面，從空間穿過，形成漏磁場(chǎng)，通過漏磁場(chǎng)吸附磁粉從而在物體缺陷附近堆積來宏觀顯示物體表面或近表面處的缺陷。其優(yōu)點(diǎn)是：檢測(cè)靈敏度高，可以發(fā)現(xiàn)細(xì)小的裂紋和其他缺陷，檢測(cè)成本低，檢測(cè)速度快。局限性是：只適合于鐵磁性材料，只能檢測(cè)表面及近表面缺陷，對(duì)于內(nèi)部缺陷或者埋藏較深的缺陷無法發(fā)現(xiàn)；檢測(cè)受工件形狀和尺寸影響。對(duì)于某些特別工件，檢測(cè)完成后還需要退磁。

（4）滲透探傷技術(shù)。零部件表面被施涂含有熒光染料或者著色染料的滲透液后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過一段時(shí)間，滲透液可以滲進(jìn)表面開口的缺陷中；經(jīng)過除去零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細(xì)管作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線或者白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯示，從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)金屬及非金屬材料都適用，設(shè)備輕便，探傷簡(jiǎn)便，無需電源，可以直觀的顯示出缺陷。局限性是：難以對(duì)細(xì)小的缺陷定性分析及深度的確定，只適合于表面及近表面缺陷的檢測(cè)，探傷以后必須做清潔工作。

3、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)技術(shù)目前在鋼結(jié)構(gòu)建筑中有著十分廣泛的應(yīng)用，角接以及對(duì)接焊縫則是鋼結(jié)構(gòu)建筑工程中比較常見的的構(gòu)件連接的焊縫，在通常情況下，一些普通的鋼結(jié)構(gòu)建筑工程中比較常見的構(gòu)件的連接焊縫。在一般情況下，一些普通的鋼結(jié)構(gòu)建筑中，鋼梁、鋼柱其端板、翼緣板、柱身等等連接部分作為角接焊縫。母材的拼接焊縫作為對(duì)接焊縫。而這些焊縫其內(nèi)部的缺陷通常應(yīng)用超聲檢測(cè)的形式，依照與之相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，一旦建筑應(yīng)用板的厚度高于8mm的焊縫，應(yīng)該應(yīng)用超聲波探傷的形式來對(duì)其內(nèi)部存在的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，而在板材的厚度低于8mm的焊縫則應(yīng)用磁粉探傷或者是滲透探傷的措施來對(duì)外部的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。這兩種檢測(cè)方法具有著較小的深度。但是因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求都應(yīng)該使超聲探傷檢測(cè)厚度應(yīng)該低于8mm的裂縫。在這種環(huán)境下應(yīng)該應(yīng)用一些比較特殊的形式才可以進(jìn)行的檢測(cè)，鋼桁架其支管和主管間的相貫線焊縫在進(jìn)行檢測(cè)之時(shí)，要求可以在特定的廠家中制作一些比較小的管徑探頭，同工程的具體情況結(jié)合，來對(duì)焊縫出現(xiàn)的問題進(jìn)行分級(jí)評(píng)定。

4、結(jié)語

總之，在高新科技的推動(dòng)下，高層鋼結(jié)構(gòu)也越來越多，因此對(duì)其質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)苛。進(jìn)而要求對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)技術(shù)也越來越先進(jìn)。人們?cè)谕晟片F(xiàn)有無損鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)勇于探索和創(chuàng)新，創(chuàng)造出更多更好的鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損檢測(cè)技術(shù)。

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