无损检测技术在建筑钢结构工程质量控制中的应用

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1、河南省基本建设科学实验研究院有限公司冯俊英UT、MT、PT-Ⅲ级RT-Ⅱ级Tel：0371-60908612-8311E-mail:781363516@qq.com1建筑钢结构工程现状近20年来，由于国家的大力支持和市场的旺盛需求，我国钢结构发展迅猛，被称为建筑行业的“朝阳产业”。各类钢结构企业应运而生，但专业技术人员相对匮乏，工程质量控制水平低下，以至于在一些钢结构工程中出现了严重的技术经济不合理现象，甚至造成了许多工程质量事故，损失惨重(下图：雪压塌的河南某厂房实景）。2无损检测方法的重要性建筑钢结构的安全性和可靠性源于设计，其自身质量则源于

2、原材料、加工制作和现场安装等因素。评价建筑钢结构的安全性和可靠性一般有三种方式：⑴模拟实验；⑵破坏性实验；⑶无损检测。模拟实验是按一定比例模拟建筑钢结构的规格、材质、结构形式等，模拟在其运行环境中的工作状态，测试、评价建筑钢结构的安全性和可靠性。模拟实验能对建筑钢结构的整体性能作出定量评价，但其成本高，周期长，工艺复杂。破坏性实验是采用破坏的方式对抽样试件的性能指标进行测试和观察。破坏性实验具有检测结果精确、直观、误差和争议性比较小等优点，但破坏性实验只适用于抽样，而不能对全部工件进行实验，所以不能得出全面、综合的结论。无损检测则能对原材料和工件

3、进行100%检测，且经济成本相对较低。焊接作为建筑钢结构主要连接方式之一，其质量的好坏对整个工程起着举足轻重的作用。国内钢结构方面的专家对2008年汶川大地震中钢结构工程的破坏形式总结如下：（1）框架节点区的梁柱焊接连接破坏；（2）竖向支撑的整体失稳和局部失稳；（3）柱脚焊缝破坏及锚栓失效。由以上原因可以看出控制焊缝质量的关键所在。焊缝质量分为：外观缺陷、焊缝尺寸、表面缺陷、近表面缺陷和内部缺陷。其中外观缺陷、焊缝尺寸主要用量具、目视来检验，表面缺陷、近表面缺陷和内部缺陷的检验则主要通过无损检测来完成。3无损检测概述无损检测（Nondestruc

4、tiveTesting,缩写为NDT），就是研发和应用各种技术方法，以不损害被检对象未来用途和功能的方式，为探测、定位、测量和评价缺陷，评估完整性、性能和成分，测量几何特征，而对材料和零（部）件所进行的检验、检查和测试。根据物理原理的不同，无损检测方法多种多样。建筑钢结构工程中最普遍采用的有渗透检测(PT)、磁粉检测（MT）、射线照相检测（RT）和超声检测（UT）。其中，射线照相检测和超声检测主要用于检测内部缺陷，磁粉检测主要用于检测表面和近表面缺陷，渗透检测只能用于表面开口缺陷。4常用无损检测方法的原理、适用范围及优缺点4.1渗透检测液体渗透检

5、测（LiquidPenetrantTesting，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷的无损检测方法。简称渗透检测。渗透探伤剂将渗透液借助毛细管作用渗入工件的表面开口缺陷中，用去除剂清除掉表面多余的渗透液，将显像剂喷涂在被检表面，经毛细管作用，缺陷中的渗透液被吸附出来并在表面显示。渗透检测的基本步骤：预处理、渗透、去除、干燥、显像和后处理。渗透操作步骤图片操作步骤图片渗透检测方法：荧光渗透检测和着色渗透检测。渗透检测适用于表面裂纹、折叠、冷隔、疏松等缺陷的检测，被广泛用于铁磁性和非铁磁性锻件、铸件、焊接件、机加工件、粉末冶金件、

6、陶瓷、塑料和玻璃制品的检测。在建筑钢结构工程中主要用于锻件、铸件、焊接件和奥氏体不锈钢的表面开口缺陷的检测。渗透检测在使用和控制方面都相对简单。渗透检测所使用的设备可以是分别盛有渗透液、去除剂、显像剂的简单容器组合，也可以是复杂的计算机控制自动处理系统。渗透检测的主要优点是：显示直观；操作简单；渗透检测的灵敏度很高，可检出开口小至1µm的裂纹。渗透检测的主要局限是：它只能检出表面开口缺陷；粗糙表面和孔隙会产生附加背景，从而对检测结果的识别产生干扰；对零件和环境有污染。渗透检测的应用4.2磁粉检测磁粉检测（MagneticParticleTesti

7、ng，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉的相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。当被检材料或零件被磁化时，表面或近表面缺陷处由于磁的不连续而产生漏磁场；漏磁场的存在，亦即缺陷的存在，借助漏磁场处聚集和保持施加于工件表面的磁粉形成的显示（磁痕）而被检出；磁痕指示出缺陷的位置、尺寸、形状和程度。固定式磁粉探伤机多功能磁粉探伤机电磁轭施加于工件表面的磁粉可以是干磁粉，也可以是置于载液（例如水载液、油基载液和乙醇载液）中的湿磁粉。磁粉检测的基本步骤是：预处理、磁化工件、施加磁粉或磁悬液、磁痕分析与评定、退磁和后处理。磁粉检测可发现的主要缺陷

8、有：各种裂纹、夹杂（含发纹）、夹渣、折叠、白点、分层、气孔、未焊透、疏松、冷隔等。磁粉检测的主要优点是：显示直观；检测灵敏度高，可检测开