钢结构的无损检测

钢结构的无损检测
序言
近几十年来，钢结构在工业与民用建筑，桥梁与其他一些工程结构中得到广泛应用，尤其是在超高层与大跨结构中。

随之而来的问题就是钢结构的质量检验问题。

目前的检测手段大多是外观及几何尺寸偏差检查，而钢构件及连接的缺陷很多在内部。

对于内部缺陷，采用破坏性手段，切开来检查，是不合适的，有时是不可行的。

但未经查出的内部缺陷往往是钢结构工程事故的隐患。

这就对无损检测技术提出了要求。

无损检测是利用材料的物理性质因有缺陷而发生变化这一事实，测定其变化量，从而判断材料内部是否存在缺陷。

目前无损检测中所利用的材料物理性质主要有电学性质、磁学性质、热学性质以及表面能量性质。

最常用的手段有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测及涡流检测。

各种不同手段适用于不同的材料及缺陷性质。

目前，对于钢结构，主要应用的无损检测手段有射线检测及超声检测。

钢结构一般由构件和连接两大部分组成。

钢构件主要为型钢和板材，连接包括焊缝、螺栓、铆钉等。

现在无损检测手段主要应用于一、二级焊缝，对于钢材本身，如正规钢厂出产并具合格证明，一般性能有保证，主要检测运输、安装中的损伤；否则，对钢材性能也要进行检测。

下面分别介绍一下焊缝及钢材的无损检测方法。

焊缝的无损检测
焊缝是钢结构中广泛使用的连接方式，并且最容易产生各种缺陷。

有许多钢结构事故就是由于焊缝质量差引起连锁反应导致破坏。

钢结构中的焊接方法主要为电弧焊，包括自动焊、半自动焊及手工焊，偶尔用电渣焊和电阻焊。

焊缝连接的缺陷指焊接过程中产生于焊缝金属及临近热影响钢材表面及内部的缺陷，常见的有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔和、未焊透等。

对外观缺陷、几何尺寸用外观检查，有时用磁粉、荧光检验辅助；内部缺陷用超声检测和射线检测。

射线检验
射线照相检验是目前最明确可*的方法，包括X射线和y射线，前者应用较广。

超声检验
在超声波探伤中按原理分类，大致可分为脉冲反射法、穿透法及共振法。

下面分别介绍这三种基本方法。

脉冲反射法、穿透法、共振法
钢材检验
钢材如正规钢厂出产并具合格证明，一般性能有保证，其检验工作主要在工厂完成。

使用前主要检测运输、安装中的损伤；否则，对钢材性能也要进行检测。

【缺陷种类】
缩孔铸锭冷却收缩时形成的孔洞，锻造前切头量不足而残留下来，常见于轴类锻件的一端、并位于横截面中心，，具有较大的体积和延伸长度。

缩松铸锭冷却收缩时形成的不致密和小孔穴，单个尺寸很小，呈弥散颁。

当锻件锻压双不足时未能焊合，这种缺陷一般也在锻件中心。

夹杂物根据其来源和性质可分为：内在非金属夹杂物，外来非金属夹杂物和金属夹物。

内在非金属夹杂物尺寸较小，常被钢液漂浮、位于钢锭的最扣凝固区域。

外来非金属夹杂物尺寸较大，位置不固定。

裂纹裂纹的种类甚多，形成的原因不一，有的是缩孔残余在锻造时扩大而形成的裂纹；有的是锻造加热不当或工艺不法（如加热温度过高，加热速度过快，变形不均匀等）而形成的裂纹，有的是热处理过程中形成的裂纹，如淬火时；加热温度过高，使钢的组织粗大，淬火时可能产生裂纹。

冷却不当也容易引起开裂，淬火后不及时回火或火不妥也可能产生裂纹，甚至在严重时会自行炸裂。

【检测手段】超声
小结
以上介绍了钢结构的一些无损检测方法。

实际上，现在的钢结构施工中，除了特别重要的结构及结构部位以外，无损检测的方法很少使用。

它对人员、设备都有很高的要求，自然就会带来高成本，而对于一般结构的受力要求来说，没有必要在这化这多力气，结构安全与否主要是由其他方面控制的，如制造、安装偏差，施工中的失误，偷工减料等。

并且无损检测本身也有一些技术上的问题，如缺陷的判定、射线对人员的危险等。

但特别重要的结构及结构受力部位，则一定要进行检测，否则，内部的小小缺陷可导致整个结构得失效。

所以，对于钢结构的无损检测，既要发展有技术，又要关注使用这种方法的可行性分析，既何种结构、何时、何处使用它才最合理，这要从结构的重要性、安全度、受力性能、经济各角度综合考虑。