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

常嘉瑋

（白銀礦冶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅白銀 730900）

在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中，焊接是鋼構(gòu)件連接、加固的重要手段。在大跨度、高層的鋼結(jié)構(gòu)工程中，如果出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣等質(zhì)量問題，須合理運(yùn)用焊縫無損檢測(cè)技術(shù)，排除安全威脅，確保工程質(zhì)量的安全性。根據(jù)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于鋼結(jié)構(gòu)工程使用年限延長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)地基沉降的問題，易引起焊接部位開裂，造成嚴(yán)重的后果。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的基本論述

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用于高層建筑群、橋梁建設(shè)，具有多方面的優(yōu)勢(shì)。

（1）針對(duì)材料層面，鋼材質(zhì)均勻，在實(shí)際建筑施工中的誤差較小，彈性模量高，屬于一種高質(zhì)量的材料。

（2）鋼材具備良好的塑性與韌性，在建筑施工中，內(nèi)部空間受力均衡，不會(huì)發(fā)生荷載過大或斷裂情況。構(gòu)件所占面積較小，降低了建筑結(jié)構(gòu)的總體重量，減小了地基的壓力，提高了安全性能。

在大型建筑群中，采取鋼材構(gòu)件，可縮短工期，減小時(shí)間成本。焊接無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)揮重要的作用，其可立體化查找鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部問題，并排除施工風(fēng)險(xiǎn)，提高施工水平。鋼結(jié)構(gòu)工程檢測(cè)包括鋼結(jié)構(gòu)和特種設(shè)備原材料、焊接件、緊固件等試驗(yàn)性內(nèi)容，需要制定構(gòu)件體系，全面提升工程質(zhì)量。

2 焊縫無損檢測(cè)技術(shù)

焊接無損檢測(cè)技術(shù)可在不破壞相對(duì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，展開的質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)對(duì)象為焊縫的表面與內(nèi)部缺陷或材料性能、物理量、狀態(tài)，具體包括射線探傷技術(shù)、超聲波探傷技術(shù)、滲透探傷及磁粉探傷等。通過聲音或輻射的方式，探測(cè)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的實(shí)際情況，對(duì)建筑工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有積極的導(dǎo)向作用。

（1）超聲檢測(cè)技術(shù)。

超聲波技術(shù)針對(duì)鋼構(gòu)件穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)，以超聲波的形式進(jìn)行探測(cè)，全面掃描物體內(nèi)部存在的缺陷與漏洞。在實(shí)際檢測(cè)過程中，超聲波的頻率主要控制在0.4～4 MHz，以A形脈沖反射法檢測(cè)為主要手段，可對(duì)工程平面進(jìn)行覆蓋性檢測(cè)，其穿透性強(qiáng)，獲得的數(shù)據(jù)信息較為準(zhǔn)確，具有操作便捷、靈活等特點(diǎn)，耗費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本較低，技術(shù)人員可熟練運(yùn)用，直觀化了解其中可能存在的問題。

（2）射線探傷技術(shù)說明。

射線探傷技術(shù)主要對(duì)焊縫連接處進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)用了γ射線和X射線，穿透式掃描焊接接頭的位置，并進(jìn)行專業(yè)化分析。再對(duì)焊縫的質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)化評(píng)測(cè)，并形成工程項(xiàng)目質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。在密封性鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫測(cè)定環(huán)節(jié)中，需要借助射線探傷技術(shù)，以照相觀察為主要手段。檢測(cè)期間，可引入電離與工業(yè)電視監(jiān)督方法，并根據(jù)缺陷的形式劃分，進(jìn)行精準(zhǔn)化評(píng)判。射線探傷形成的底片存檔時(shí)間線較長(zhǎng)、成本高，無法實(shí)現(xiàn)大面積推廣。

（3）復(fù)合型檢測(cè)技術(shù)。

復(fù)合型檢測(cè)包含滲透探傷、磁粉探傷，可對(duì)表面與內(nèi)部進(jìn)行科學(xué)探測(cè)與分析，掌握缺陷的具體位置與情況，有助于技術(shù)工作人員對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確化評(píng)測(cè)，相關(guān)企業(yè)需投入大量的資金，運(yùn)用較為單一，需要進(jìn)一步研究與發(fā)展。磁粉探傷是借助鐵磁粉材料磁化后的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，展現(xiàn)材料的范圍，可反映材料表層的缺陷，其檢測(cè)速度快，操作復(fù)雜。滲透探傷可在構(gòu)件部位涂抹熒光燈染色的滲透液體，靜置一段時(shí)間后，液體可在出現(xiàn)在開口處，顯示其形狀大小，適宜各種金屬和非金屬材料，檢測(cè)結(jié)果較為直觀。

3 無損檢測(cè)的現(xiàn)狀

（1）評(píng)定具有局限性。

在現(xiàn)階段無損檢測(cè)技術(shù)使用過程中，評(píng)定層面具有局限作用，傳統(tǒng)評(píng)定工作按照具體的工作流程進(jìn)行操作，無法掌握竣工后的檢測(cè)情況，程序較為籠統(tǒng)化，難以充分落實(shí)檢測(cè)技術(shù)，總體效率較低。

（2）檢測(cè)方向單一化。

區(qū)別一般的檢測(cè)方式，無損檢測(cè)的主要對(duì)象是建筑群的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，直接進(jìn)行質(zhì)量分析，可保障建筑結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)量。在實(shí)際檢測(cè)中，只對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)結(jié)果不全面。

（3）檢測(cè)準(zhǔn)確性低。

無損檢測(cè)技術(shù)通過超聲波、射線進(jìn)行操作，無須監(jiān)督各環(huán)節(jié)施工，以分步檢測(cè)為主導(dǎo)，無法掌控各施工環(huán)節(jié)的工作，存在不確定性。例如，混凝土中隱藏的鋼筋，無法得到有效的檢測(cè)與分析，會(huì)影響結(jié)構(gòu)的平衡性。

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

4.1 合理運(yùn)用磁粉無損檢測(cè)技術(shù)

目前，建筑工程發(fā)展迅捷，人們對(duì)建筑工程質(zhì)量要求相繼增加。在當(dāng)前的建筑施工過程中，應(yīng)充分掌握鋼結(jié)構(gòu)與構(gòu)件材料性質(zhì)，考慮各類因素，把控建筑的質(zhì)量安全。在實(shí)際建筑施工中，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)化檢測(cè)，排除存在的安全隱患，解決質(zhì)量問題，針對(duì)性預(yù)防安全事故，提升工程質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)整體跨度較大，通過節(jié)點(diǎn)串接空間結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量將影響鋼結(jié)構(gòu)建筑，決定了鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用年限。采取焊縫連接技術(shù)可更好串聯(lián)各部位的節(jié)點(diǎn)，其具有剛度大、密封性好等特征，可廣泛運(yùn)用此項(xiàng)施工技術(shù)。在自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展背景下，應(yīng)強(qiáng)化無損檢測(cè)，解決鋼結(jié)構(gòu)中的質(zhì)量問題，提高工程質(zhì)量水平。

從實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分工程項(xiàng)目的焊接工作，因溫度變化，易造成部件變形。應(yīng)采取焊縫無損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的部件進(jìn)行檢測(cè)，排除影響工程的不良因素。

（1）技術(shù)人員應(yīng)選擇磁粉檢測(cè)儀器，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)覆蓋一層鐵磁粉，磁場(chǎng)儀會(huì)自動(dòng)判別部位的感應(yīng)強(qiáng)度，若出現(xiàn)紅燈，表明部件存在變形或滲漏的問題。

（2）工作人員需記錄部件的形態(tài)、尺寸及特點(diǎn)，并做好數(shù)據(jù)記錄，導(dǎo)入信息平臺(tái)，以便后期工作人員能夠有序進(jìn)行操作。

（3）系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成解決方案，工作人員應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。

檢測(cè)技術(shù)具有復(fù)雜性，檢測(cè)人員須不斷提升專業(yè)技術(shù)水平，強(qiáng)化工作人員責(zé)任心，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.2 構(gòu)建完善的檢測(cè)體系

城市化發(fā)展進(jìn)程加快，建筑施工行業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大。鋼結(jié)構(gòu)逐步應(yīng)用于施工工程中，尤其對(duì)房屋建筑和橋梁支撐具有重要的作用，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量成為建筑企業(yè)較為關(guān)注的重點(diǎn)。為了提高工程的質(zhì)量，施工單位應(yīng)合理應(yīng)用焊縫無損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行精確化探測(cè)，了解內(nèi)部存在的損傷問題，并剖開檢查，以便后續(xù)工作順利進(jìn)行。焊縫節(jié)點(diǎn)斷裂是施工中常見的問題，易造成鋼材松動(dòng)，施工單位應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)的焊條，并進(jìn)行對(duì)接焊縫，避免發(fā)生形變?；诙嘣獧z測(cè)技術(shù)體系，工作人員可借助超聲或雷達(dá)波檢測(cè)手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工程內(nèi)部構(gòu)件，進(jìn)行非接觸性發(fā)射，根據(jù)電子圖像，明確混凝土在鋼筋結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷情況，為建筑工程的質(zhì)檢提供參考依據(jù)。

（1）施工單位對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些不均勻的裂紋，工作人員應(yīng)使用微觀顯示儀，細(xì)致觀察各部分的焊接點(diǎn)，并標(biāo)注問題。再使用超聲波探傷儀觀察電子屏中的反射波波形的變化，辨別鋼結(jié)構(gòu)的裂紋形狀

（2）鋼材焊縫處會(huì)出現(xiàn)連接不充分的情況，技術(shù)人員可將探頭放入不同連接帶，進(jìn)行超聲巡回，電腦系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)化掃描，并形成3D圖像，施工單位需應(yīng)制定完善的鋼材檢修方案，安排專業(yè)化技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)，解決工程質(zhì)量問題。

（3）在檢測(cè)過程中，施工人員需根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的缺陷深度、大小等數(shù)據(jù)，對(duì)部件進(jìn)行質(zhì)量等級(jí)劃分，標(biāo)識(shí)鋼結(jié)構(gòu)損傷部位，并制作質(zhì)量評(píng)測(cè)表，呈交給監(jiān)督管理部。

在復(fù)雜化的工程背景下，為了提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，施工單位必須合理運(yùn)用焊縫無損檢測(cè)技術(shù)手段，全面排查節(jié)點(diǎn)脆性斷裂、焊接變形、部件脫落等情況，并優(yōu)化施工方案，保障鋼結(jié)構(gòu)建筑群的整體質(zhì)量，促進(jìn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.3 實(shí)施針對(duì)性檢測(cè)

焊縫工作具有特殊性，受外界因素的干擾，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部易出現(xiàn)多樣化問題。施工單位應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，選擇適宜的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)損傷方位進(jìn)行立體化掃描。建筑群規(guī)模數(shù)據(jù)的不同，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的比例差異化，包括形狀、大小、長(zhǎng)度、厚度等信息。在實(shí)際使用過程中，受外界、內(nèi)部因素等影響，焊縫出現(xiàn)缺陷時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)采取相應(yīng)的無損檢測(cè)技術(shù)，嚴(yán)格控制焊縫質(zhì)量，并進(jìn)行反復(fù)性探測(cè)與研究。在鋼結(jié)構(gòu)表面平行移動(dòng)，明確不同位置的缺陷點(diǎn)，制定完善的施工方案。

為了明確焊縫的缺陷性質(zhì)、深度等具體情況，需要展開定量性分析，技術(shù)人員可借助無損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)件等進(jìn)行立體化掃描，獲得三維模型。可利用發(fā)射射線檢測(cè)的方法，對(duì)焊接部位進(jìn)行照射，再借助相應(yīng)的技術(shù)制作底片，方便工作人員獲取焊接缺陷資料。工作人員應(yīng)注意照射時(shí)間、角度的選擇，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的形態(tài)特點(diǎn)、部位區(qū)域，進(jìn)行間斷性照射，降低成本消耗率，提高檢測(cè)效率。在社會(huì)環(huán)境快速發(fā)展背景下，相關(guān)企業(yè)應(yīng)不斷提升建筑質(zhì)量，建立系統(tǒng)化的檢測(cè)技術(shù)體系，滿足建筑施工的相關(guān)要求。

5 結(jié)語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)屬于新式的建筑體系，具有較多的施工優(yōu)勢(shì)，也存在多樣化的問題。在實(shí)際操作中，需結(jié)合工程的實(shí)際情況、構(gòu)件的性質(zhì)，組織專業(yè)化的技術(shù)人員，開展高效率檢測(cè)。鋼結(jié)構(gòu)采取焊接的方法進(jìn)行加固，可提升鋼構(gòu)件的承載效力，在具體實(shí)施過程中，應(yīng)分析應(yīng)力、荷載等外界條件，全面掌握各類信息數(shù)據(jù)，為焊縫處理奠定基礎(chǔ)。