橋梁鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)無損檢測技術(shù)探究
2015-09-07
0 引言
鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應用到很多行業(yè)，小型的公交站臺可以應用，造型優(yōu)美宏大的埃菲爾鐵塔也可以應用，大型體育館可以應用，高層建筑還可以應用。橋梁建筑因為需要特點的顯著性，更加注重鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，為了讓鋼結(jié)構(gòu)可以更加適應橋梁工程，使其質(zhì)量更為優(yōu)越，因此有必要對相關(guān)的無損檢測技術(shù)進行深入研究。
1 鋼結(jié)構(gòu)無損檢測的幾個階段
無損檢測一共歷經(jīng)了三個歷史階段，即無損型探傷、無損式檢測以及無損法評價。無損型探傷主要針對的是探測與缺陷發(fā)現(xiàn)，無損式檢測一方面要負責探測與缺陷發(fā)現(xiàn)，另一方面還需要針對缺陷進行有針對性的定位、定性及定量。無損法評價所體現(xiàn)出的內(nèi)容則更加深刻、更加廣泛，它不但要發(fā)現(xiàn)缺陷所在，針對缺陷進行定位、定性以及定量評價，而且還需要對受檢對象進行工作狀態(tài)及工作壽命的評價?，F(xiàn)在幾種常規(guī)式無損檢測手段已經(jīng)被廣泛地應用到了鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)之中，它們分別是超聲波檢測、磁粉檢測、射線檢測、渦流檢測以及滲透檢測。
2 當前橋梁鋼結(jié)構(gòu)無損檢測的幾種常規(guī)方法
2.1超聲檢測。
超聲波檢測手段關(guān)鍵原理是應用超聲波施加于材料的辦法，對材料缺陷進行查驗，其所依據(jù)的是超聲波在不同材料里發(fā)生傳播體現(xiàn)的不同特性，超聲常用頻率是0.50至05.0兆赫。超聲式無損檢測在實施時，包括下面幾個基本系統(tǒng)步驟：
2.11 用特定方式向受檢材料中加進超聲波，或者是應用直接激勵的辦法，使受檢材料自身形成超聲波。
2.12 增加的超聲波在材料里形成傳播，同材料之間發(fā)生相互影響，其傳播手段與特征方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)變。
2.13 經(jīng)過轉(zhuǎn)變以后的超聲波，為檢測設(shè)備所接收，用合適的辦法給以顯示。
2.14 對于所接收的超聲信號特征實施分析，評估出材料自身內(nèi)部存有的特性以及相應缺陷。
超聲檢測技術(shù)，非常廣泛地應用于橋梁鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)檢測。此類檢測技術(shù)相對成本較小，而檢測效率很快。應用超聲波進行檢測，用到的儀器輕便易攜帶，可以針對缺陷實施精準定位，可是這種檢測手段有一定誤差，更多時候需要考驗檢驗工作人員的業(yè)務(wù)水平，業(yè)務(wù)水平越高，檢測成果越接近真實。
2.2 射線檢測。
當射線物質(zhì)從物體之中經(jīng)過，射線強度一定會形成衰減，射線衰減程度除與射線能量相關(guān)之外，還同被穿過物質(zhì)的種類、厚度與密度等直接相關(guān)。如果某一本應均勻的物質(zhì)，在局部地方存在缺陷，那么就會更改原來射線衰減程度，讓經(jīng)由缺陷區(qū)域里的射線，在強度上同經(jīng)由無缺陷區(qū)域的射線出現(xiàn)差異性。只需要采取特定的檢測儀器，比如射線照相里面的膠片等，將檢測得到的射線強度進行差別計算，就能夠判斷出受檢測物體有無缺陷，缺陷的程度如何。射線檢測的重要方法可以分成γ射線取相、X射線取相、中子射線取相等幾種，橋梁鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)，原則上采用的是X射線，這種射線檢測方法幾乎可以適用到所有的材料當中，它以底片當作介質(zhì)記錄，能夠非常直觀地得到有缺陷的圖像，具有定性精準，適宜長期保存等優(yōu)點?？墒切枰⒁釾射線并不適宜鋼管及鍛件等的檢測工作，也較少應用到摩擦、釬焊等焊接頭檢測。原因在于其檢測效率成本較大，并且射線易對人體造成傷害．要另外采取合適的保護措施。
2.3 磁粉檢測。
磁粉檢測這項技術(shù)手段，不但可以應用到橋梁鋼結(jié)構(gòu)里的鐵磁材料工件，并且可以檢測出表面與近表面位置的缺陷。在合適的外磁場作用效果之下，鐵磁材料工件受到磁化，產(chǎn)生磁場，若工件表面與近表面出現(xiàn)不連續(xù)狀態(tài)，那么磁力線就一定會發(fā)生個別區(qū)域畸形變化，吸附住工件表層磁粉。如果光照條件合適，那么就會形成眼睛可以看見的明顯磁痕，根據(jù)磁痕位置，可以顯示出缺陷的區(qū)域、形狀及尺寸。這種磁粉檢測手段成本不高，檢測方便，效率高，結(jié)果直觀，非常值得廣泛應用。
2.4 滲透檢測。
滲透檢測手段適合于表面開口尺寸不大，間隙狹小，目測不容易發(fā)現(xiàn)的缺陷。它實際的檢測過程是：首先把受檢對象加以處理，用滲透劑進行表層滲透，因為有毛細現(xiàn)象的影響，液體能夠滲透進入表層開口缺陷之內(nèi)，接下來再將多余滲透劑除掉，給予工件以干燥化處理，施用顯像劑，顯像劑會把缺陷里面的滲透劑進行吸附處理。特定光源情況下，存在缺陷的部位會顯示出滲透劑的痕跡，繼而能夠探測到缺陷分布狀態(tài)以及各缺陷的形貌特點。滲透檢測手段具有操作方便、靈敏度高、直觀顯示等幾項優(yōu)點，但是其應用范圍比較狹小，只能適用于工件表層開口缺陷，對于受檢對象光潔程度要求嚴格，對于工作人員視力水平要求也很高。
2.5 渦流檢測。
渦流檢測的方法比較適合于石墨、鋼鐵、有色金屬等類的導電性材料制品，比如管材、棒材、鍛件、軸承等，都可以用渦流檢測的辦法實現(xiàn)缺陷查找。將通連交流電的線圈與導電體互相靠近時，則線圈所產(chǎn)生的磁場會形成感應渦流，而渦流的大小、分布形態(tài)、激磁條件、磁導率、激勵線圈與導電體距離等科學數(shù)值都與受測材料及材料缺陷之間存在相關(guān)性。從而用渦流變化就可以檢測出材料表面的斷續(xù)性。渦流檢測方法有成本低、效率高、操作方便、受檢工件與探頭不接觸、無需耦合介質(zhì)等優(yōu)點，不足之處是不能適用非導電型材料，對于復雜形狀的工件，也難以做出檢測。
3 橋梁鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)無損檢測技術(shù)實踐應用
焊縫是連接鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一種非常廣泛的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的大跨度與造型美觀優(yōu)越性的達成，成為鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量得以保證的一項重要環(huán)節(jié)，它的質(zhì)量好否會直接關(guān)系到整個鋼結(jié)構(gòu)的安全。焊縫缺陷可以劃分成表面缺陷與內(nèi)部缺陷。常發(fā)生的表面與近表面缺陷為：表面氣孔、燒穿、咬邊、未焊滿等問題，而常發(fā)生的內(nèi)部缺陷則為夾渣，未焊透，未熔合，裂紋等問題。焊縫的無損檢測是在被測材料不受損傷的前提下，對材料焊縫內(nèi)部與表面缺陷進行檢查，或測定出材料的一些物理量、組織狀態(tài)與性能等的。
焊接接頭屬于橋梁里面非常常用的連接手段，更是鋼結(jié)構(gòu)橋梁保證安全的重要結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)。通常來講，焊接頭質(zhì)量同鋼結(jié)構(gòu)橋梁的總體質(zhì)量呈現(xiàn)出相關(guān)性，在接頭的焊接過程中，因為焊接工作人員操作不準，或者因為組裝構(gòu)件的方法偏差，以及結(jié)構(gòu)應力等方面的影響，會造成不同類型的結(jié)構(gòu)缺陷。鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接頭存在的常見問題包括表層缺陷與內(nèi)在缺陷兩種，表層常見的缺陷包括咬邊、氣孔、裂紋等問題，內(nèi)部常見的缺陷有夾渣、氣孔、未焊透、未融合等問題。在橋梁鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)里應用超聲檢測手段，能夠主要針對腹板、翼緣底板焊頭等進行檢測，其中翼緣板接頭位置的檢測非常關(guān)鍵。而射線檢測主要針對的是內(nèi)部缺陷，能夠?qū)θ毕莶课贿M行定量、定性、定位。磁粉檢測、滲透檢測和渦流檢測是在外觀檢查、超聲波檢測和射線檢測結(jié)束之后進行，一般用于檢測焊接接頭的表面及近表面缺陷．發(fā)現(xiàn)超反標問題要及時處理，返修以后都需要復檢，復檢可以是同種方法，也可以是不同方法。
4 結(jié)束語
要想合理地評估出鋼結(jié)構(gòu)橋梁實際健康情況，第一應該正確認識到鋼結(jié)構(gòu)式橋梁在特定環(huán)境中的不同結(jié)構(gòu)特點，還有其在結(jié)構(gòu)里的損傷識別與技術(shù)定位。應該清楚，準確性較高的橋梁狀況健康數(shù)據(jù)，一定會有利于決策實施以及資源的合理配置。橋梁鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)無損檢測技術(shù)，正是在這種需求之下所發(fā)展起來的。近些年來，因為全球范圍里，橋梁結(jié)構(gòu)損傷還有病害事故的增加，讓人們更加注重無損檢測這項關(guān)鍵技術(shù)，其技術(shù)水平也必定會在實踐中持續(xù)增強。
