钢结构无损检测常用方法优缺点的分析

钢结构无损检测常用方法优缺点的分析【摘要】本文从无损检测技术发展概述、主要的无损检测技术、目前我国常用的无损检测方法及其优缺点，以及焊接缺陷无损检测技术的发展趋势这五个方面对钢结构无损检测常用方法优缺点进行分析和阐述。

【关键词】钢结构；无损；检测；优缺点一、前言随着全球科技的不断发展，钢铁冶炼工艺的不断提高，以及建筑施工技术的不断提升，同时由于钢结构建筑具有独特的特点，使得钢结构的建筑物得到广泛的使用。

在进行钢结构建筑的施工时，需要将各个钢结构组件进行焊接，如果焊接质量不过关将会直接影响到整体建筑的质量，为了检测焊接的质量，但是又不能将结构破坏，所以促进了钢结构无损检测技术的发展。

为了更好地进行检测，我们需要对检测技术进行分析，以便按需求进行选择。

无损检测技术发展概述无损检测是在不损坏试件的条件下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。

无损检测技术主要用于未知工艺缺陷的检验。

它是对破坏性检验的补充和完善。

我国最初的建筑结构是砖木结构逐渐过渡到砖石结构，到现在已发展成为钢筋混凝土结构，钢结构也得到了极大地发展，针对钢结构的检测方法。

我国的大部分技术都是由国外引进过来的，例如磁粉检测技术、超声波检测技术、射线探伤检测技术和渗透探伤检测技术等。

随着我国钢结构建筑逐渐兴起，钢结构的无损检测技术也得到了重视，最初的钢结构无损检测技术是为了检测深圳发展中心大厦的建筑而引进的，那时候引进的技术是利用射线进行探伤以及利用超声波检测焊接处是否有缝，随着钢结构普及，检测技术逐渐发展也稳步推进，超声波检测技术、磁性粉检测技术、射线探伤检测技术和渗透探伤检测技术都得到了极大地发展，现在，已经出现超声波相控阵检测技术，可以针对较大跨度的结构进行检测。

钢结构无损检测技术与其他检测技术一样也存着多种多样的优缺点，如何选用还需根据实际情况进行选择。

三、主要的无损检测技术1.目视检测目视检测，是国内实施的比较少，但在国际上非常重视的无损检测第一阶段首要方法。

按照国际惯例，目视检测要先做，以确认不会影响后面的检验，再接着做四大常规检验。

例如BINDT的PCN认证，就有专门的VT1、2、3级考核，更有专门的持证要求。

经过国际级的培训，其VT检测技术会比较专业，而且很受国际机构的重视。

VT常常用于目视检查焊缝，焊缝本身有工艺评定标准，都是可以通过目测和直接测量尺寸来做初步检验，发现咬边等不合格的外观缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的仪器检测。

例如焊接件表面和铸件表面较多VT做的比较多，而锻件就很少，并且其检查标准是基本相符的。

在进行钢结构检测时，最直观、最简单的检测方式就是进行外观检测，这种检测方式简单、经济。

在进行检测时，就是利用肉眼并根据以往的经验的钢结构进行检测，观察钢结构是否有比较明显的问题，这是一种从宏观上的检测。

这种检测方法通常被用于检查钢结构的焊缝表面，确保焊缝处的表面的效果符合标准的规定，避免较大的缺陷的产生。

虽然说这种检测手段比较简单、经济，但是由于这种检测方式比较依靠检测者的经验，所以其适用范围较窄。

而且，这种检测技术只能检测结构外部的缺陷，无法检测结构内部的缺陷。

在正常的钢结构检测时，先是利用直接外观检测技术进行初步的检测，在外观没有明显的缺陷的情况下，再利用其它检测技术进行内部检测，以确保被检测构件的内部质量安全。

2.磁粉探伤检测技术磁粉检测是铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出磁粉检测不连续性的位置、形状和大小。

钢结构本身也是磁性材料，因此在将钢铁磁化之后，钢铁周边将会出现磁场，通过对磁场的分布的检测可以间接反映出钢铁的结构以及是否发生变形，从而达到对钢结构进行无损检测的目的。

现在，磁粉检测手段主要运用于对钢结构焊件焊接处的检测，这种检测手段可以快速、准确的检测出焊件是否有裂纹、未熔合等缺陷的存在，但是这种检测手段也有限制，只能检测厚度在8mm范围内的钢结构构件中是否存在缺陷。

3超声波探伤检测技术超声波是指任何声波或振动，其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20千赫。

超声波由于其高频特性而被广泛应用于众多领域，如医疗、塑胶产品的熔接、电子产品的焊接、金属探伤、工件清洗等。

超声波检测的定义：通过超声波与试件相互作用，就反射、透射。

无损检测设备射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术超声波工作的原理：主要是基于超声波在试件中的传播特性。

声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件。

改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

4射线探伤检测技术射线探伤是指用X射线或g射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法，该方法是最基本的，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。

射线照相检验法的原理：射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光，当X射线或g 射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影，由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同，照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异，便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。

5渗透探伤检测技术液体渗透检测的基本原理：零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下（紫外线光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被现实，（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

四、目前我国常用的无损检测方法及其优缺点1.射线探伤利用射线进行探伤检测焊缝内部缺陷是目前常用的一种检测方法，这种方法主要是利用X射线等射线，通过利用这类射线照射焊接处，照射的结果将会直观的显现在照相底片或者荧光屏上。

然后根据显现的结果进行详细的分析，并根据焊缝的质量进行详细的分类定级，并将此作为产品验收的标准。

对于目前具有较高的密闭性要求的钢材料产品，例如压力锅等压力容器，进行质量检测时均采用的是射线探伤检测方法。

这种检测的方法的优点是：可以对被检测件进行准确的判定，具有极高的可靠性，同时照射出的底片可以进行长期的存档。

但是这种检测方法也有缺点，利用检测的射线具有其强的辐射性，会对人体造成极大的损害，因此这种检测成本较高，而且从检测开始到最终结果判定所需要的时间比较长。

2.超声波探伤超声波探伤就是利用超声波对材料内部进行无损检测的检测方法。

超声波是指频率超过或者接近20000Hz的机械波，超声波探伤是通过超声波探头发射出超声波，然后通过对反射的超声波进行分析、比对，然后得出相应的结果。

超声波在进行传递过程中，如果进行传播的介质比较稳定且结构连续，那么其传播速度是恒定的，当传播过程中遇到断裂面或者其他情况时，将会发生折射以及反射。

通过声波接收仪器，将反射的超声波在荧屏上进行显示，根据显示的波峰以及波形进行分析，并判定出检测构件的内部状况。

这种检测方法的优点是：检测的灵敏度高可检测试件内部尺寸很小的缺陷。

设备轻便现场使用较方便。

进行检测的成本比较低而且对人体没有损害。

适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测。

穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测，如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件。

这种检测方法的缺点：要求对进行操作的检测人员应当具有较长时间的检测经验以及熟练的操作能力。

同时由于结果不够直观，对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究。

对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难。

缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响，材质、晶粒度等对检测有较大影响。

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，进行的一种无损检测法。

这种检测方法的优点是：具有检测速度快、检测结果准确度较高，同时在微型裂缝检测方面有着极大的优势，而且进行检测时所消耗的资金等较少，在对铁磁性材料的钢结构构件的检测得到了广泛的使用。

这种检测方法的缺点是：如果被检测的构件内有着较大的缺陷，将会导致这种检测技术的灵敏度急速下降，如果内部缺陷是平行于磁场方向，最好是通过调整磁场的方向来进行检测。

从另一个方面来说，由于这种检测手段是通过对磁力线的变化进行检测的，所以面对例如奥氏体钢的材料则不能利用这种手段进行检测，与此同时，这种手段只能检测构件表面或者进表面的缺陷，对于内部或者埋藏较深的缺陷则无法进行检测。

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。

这种检测方法不仅仅可以用来检测钢焊缝，还可以用来对例如不锈钢等各种合金材料的表面的缺陷的检测。

这种检测方法的优点是：检测的灵敏度比较高，检测的操作方便，同时成本比较低，检测范围比较广，但是只能检测构件的表面开口缺陷。

这种检测方法的缺点是：这种检测方法只能检出缺陷的表面分布，难以确定缺陷的实际深度，因而很难对缺陷做出定量评价。

检出结果受操作者的影响也较大。

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。

这种检测方法的优点是：检测结果比较准确、直观，可以清晰的反映出缺陷的大小以及具体位置，便于结果的定性分析。

这种检测方法的缺点是：进行检测的操作比较麻烦，进行检测的成本较高，同时对操作人员的操作要求比较高。

总的来说，磁粉、超声、射线检测等这些常用的无损检测既有自身的优点，又存在着不足。

比如渗透检测很难检测到构件的内部缺陷，超声检测结果不能够进行直观的显示，而且检测结果没有直接的见证记录，磁粉检测在近表面及表面上的检测效果十分明显，而在深层检测上则受到较大限制等。

五、焊接缺陷无损检测技术的发展趋势1.检测仪器自动化当前各种无损检测大部分工作都是由人工操作完成的。

比如磁粉检测和超声检测，受到人为因素的影响较大，会对检测结果产生很大的影响，很难得到最为精确和客观的数据。

检测仪器自动化能够在很大程度上降低人为因素的影响，减小由于外界客观条件所带来的检测数据误差。