近年來,由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速以及國(guó)家大力支持倡導(dǎo)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑,建筑行業(yè)進(jìn)入到一個(gè)新的發(fā)展階段。在這樣的環(huán)境下,鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn),但有部分企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員不足,技術(shù)資質(zhì)不夠,生產(chǎn)制作出來的鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題,甚至是引發(fā)工程事故,造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量安全,預(yù)防重大事故的發(fā)生成了鋼結(jié)構(gòu)工程中一個(gè)不可忽視環(huán)節(jié)。
焊接作為鋼結(jié)構(gòu)建筑主要連接方式之一,其質(zhì)量好壞對(duì)整個(gè)建筑工程起著舉足輕重的作用。一般檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)工程安全性和可靠性辦法有三種:模擬試驗(yàn)、破壞性試驗(yàn)、無損檢測(cè)。
模擬試驗(yàn)是按一定比例模擬建筑鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)格、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式等,模擬在其運(yùn)行環(huán)境中的工作狀態(tài),測(cè)試、評(píng)價(jià)建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。但其成本高,周期長(zhǎng),工藝復(fù)雜。
破壞性試驗(yàn)是采用破壞的方式對(duì)抽樣試件的性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試和觀察。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)結(jié)果精確、直觀、誤差和爭(zhēng)議性比較小,但破壞性試驗(yàn)只適用于抽樣,而不能對(duì)全部工件進(jìn)行試驗(yàn),不能得出全面、綜合的結(jié)論。
無損檢測(cè)則能對(duì)原材料和工件進(jìn)行100%檢測(cè),且經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較低。
無損檢測(cè)概念
無損檢測(cè)(NondestructiveTesting縮寫 NDT)是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下,對(duì)被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測(cè)試手段。根據(jù)物理原理不同,無損檢測(cè)方式多種多樣。鋼結(jié)構(gòu)建筑工程中普遍使用的有滲透檢測(cè)(PT)、磁粉檢測(cè)(MT)、射線檢測(cè)(RT)、射線照相檢測(cè)(RT)和超聲檢測(cè)(UT)。
鋼結(jié)構(gòu)建筑常用無損檢測(cè)方法原理、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)
滲透檢測(cè)
液體滲透檢測(cè)(Liquid Penetrant Testing)是基于毛細(xì)管現(xiàn)象揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷的無損檢測(cè)方法,簡(jiǎn)稱滲透檢測(cè)。
原理:將滲透液借助毛細(xì)管作用滲入工件的表面開口缺陷中,用去除劑清除掉表面多余的滲透液,將顯像劑噴涂在被檢表面,經(jīng)毛細(xì)管作用,缺陷中的滲透液被吸附出來并在表面顯示。
基本步驟:預(yù)處理、滲透、去除、干燥、顯像和后處理。
適用范圍:適用于表面裂紋、折疊、冷隔、疏松等缺陷的檢測(cè)。
主要優(yōu)點(diǎn):顯示直觀;操作簡(jiǎn)單;滲透檢測(cè)的靈敏度很高,可檢出開口小至1μm的裂紋。
主要局限:它只能檢出表面開口缺陷;粗糙表面和孔隙會(huì)產(chǎn)生附加背景,從而對(duì)檢測(cè)結(jié)果的識(shí)別產(chǎn)生干擾;對(duì)零件和環(huán)境有污染。
磁粉檢測(cè)
磁粉檢測(cè)(Magnetic Particle Testing)是基于缺陷處漏磁場(chǎng)與磁粉的相互作用而顯示鐵磁性材料表面和近表面缺陷的無損檢測(cè)方法。
原理:當(dāng)被檢材料或零件被磁化時(shí),表面或近表面缺陷處由于磁的不連續(xù)而產(chǎn)生漏磁場(chǎng);漏磁場(chǎng)的存在,亦即缺陷的存在,借助漏磁場(chǎng)處聚集和保持施加于工件表面的磁粉形成的顯示(磁痕)而被檢出;磁痕指示出缺陷的位置、尺寸、形狀和程度。
基本步驟:預(yù)處理、磁化工件、施加磁粉或磁懸液、磁痕分析與評(píng)定、退磁和后處理。
適用范圍:各種裂紋、夾雜(含發(fā)紋)、夾渣、折疊、白點(diǎn)、分層、氣孔、未焊透、疏松、冷隔等。
主要優(yōu)點(diǎn):顯示直觀;檢測(cè)靈敏度高,可檢測(cè)開口小至微米級(jí)的裂紋;設(shè)備簡(jiǎn)單(主要設(shè)備為磁粉探傷機(jī)),操作簡(jiǎn)便,結(jié)果可靠,價(jià)格便宜;
主要局限:只能檢測(cè)鐵磁性材料的表面和近表面缺陷,而不適用于非鐵磁性材料。某些應(yīng)用中,還要求探傷之后給被檢件退磁。
超聲檢測(cè)
超聲檢測(cè)(Ultrasonic Testing)是利用超聲波(常用頻率為0.5~25MHz)在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生反射的性質(zhì)來檢測(cè)缺陷的無損檢測(cè)方法。
原理:對(duì)透過被檢件的超聲波或反射的回波進(jìn)行顯示和分析,可以確定缺陷是否存在及其位置以及嚴(yán)重程度。
檢測(cè)方法:主要有脈沖回波法和超聲穿透法,其中以脈沖回波法應(yīng)用最廣。
主要優(yōu)點(diǎn):適用多種材料與制件的檢測(cè);可對(duì)大厚度件(如幾米厚的鋼件)進(jìn)行檢測(cè):能對(duì)缺陷進(jìn)行定位;設(shè)備輕便,可現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
主要局限:常用的縱波脈沖發(fā)射法存在盲區(qū),表面與近表面缺陷難以檢測(cè);試件形狀復(fù)雜對(duì)檢測(cè)可實(shí)施性有較大影響;為耦合傳感器,要求被檢面光滑。要有參考標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)者需要較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
射線照相檢測(cè)
射線照相檢測(cè)(Radiographic Testing)是基于被檢件對(duì)透入射線的不同吸收來檢測(cè)零件內(nèi)部缺陷的無損檢測(cè)方法。
原理:由于零件各部分密度差異和厚度變化,或者由于成分改變導(dǎo)致的吸收特性差異,零件的不同部位會(huì)吸收不同量的透入射線。
適用范圍:適用于體積型缺陷,如氣孔、疏松、夾雜等的檢測(cè),也可檢測(cè)裂紋、未焊透、未熔合等。
主要優(yōu)點(diǎn):可檢測(cè)工件內(nèi)部的缺陷,結(jié)果直觀,檢測(cè)對(duì)象基本不受零件材料、形狀、外廓尺寸的限制。
主要局限:三維結(jié)構(gòu)二維成像,前后缺陷重疊;被檢裂紋取向與射線束夾角不宜超過10°,否則將很難檢出。射線的輻射生物效應(yīng)可對(duì)人體造成損傷,必須采取妥善的防護(hù)措施;成本高,要有高素質(zhì)的操作和評(píng)片人員。
結(jié)語
每種無損檢測(cè)方法原理特點(diǎn)各不相同,適用范圍也不相近,在鋼結(jié)構(gòu)建筑中運(yùn)用時(shí),根據(jù)結(jié)構(gòu)整體性能,選擇最合適的檢測(cè)方法,從而達(dá)到最準(zhǔn)確最合理的安全性、質(zhì)量性評(píng)估,避免建筑事故的發(fā)生。