橋梁鋼結構行業(yè)無損檢測技術探究
2015-09-07
0 引言
鋼結構的施工技術現在已經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，更加注重鋼結構施工技術，為了讓鋼結構可以更加適應橋梁工程，使其質量更為優(yōu)越，因此有必要對相關的無損檢測技術進行深入研究。
1 鋼結構無損檢測的幾個階段
無損檢測一共歷經了三個歷史階段，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，無損式檢測一方面要負責探測與缺陷發(fā)現，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。無損法評價所體現出的內容則更加深刻、更加廣泛，它不但要發(fā)現缺陷所在，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在幾種常規(guī)式無損檢測手段已經被廣泛地應用到了鋼結構橋梁建設之中，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 當前橋梁鋼結構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，其所依據的是超聲波在不同材料里發(fā)生傳播體現的不同特性，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生轉變。
2.13 經過轉變以后的超聲波，為檢測設備所接收，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，評估出材料自身內部存有的特性以及相應缺陷。
超聲檢測技術，非常廣泛地應用于橋梁鋼結構行業(yè)檢測。此類檢測技術相對成本較小，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)務水平，業(yè)務水平越高，檢測成果越接近真實。
2.2 射線檢測。
當射線物質從物體之中經過，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之外，還同被穿過物質的種類、厚度與密度等直接相關。如果某一本應均勻的物質，在局部地方存在缺陷，那么就會更改原來射線衰減程度，讓經由缺陷區(qū)域里的射線，在強度上同經由無缺陷區(qū)域的射線出現差異性。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，橋梁鋼結構行業(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。
磁粉檢測這項技術手段，不但可以應用到橋梁鋼結構里的鐵磁材料工件，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，產生磁場，若工件表面與近表面出現不連續(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，因為有毛細現象的影響，液體能夠滲透進入表層開口缺陷之內，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值都與受測材料及材料缺陷之間存在相關性。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 橋梁鋼結構行業(yè)無損檢測技術實踐應用
焊縫是連接鋼結構構件一種非常廣泛的方式，能夠實現鋼結構的大跨度與造型美觀優(yōu)越性的達成，成為鋼結構工程質量得以保證的一項重要環(huán)節(jié)，它的質量好否會直接關系到整個鋼結構的安全。焊縫缺陷可以劃分成表面缺陷與內部缺陷。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，更是鋼結構橋梁保證安全的重要結構環(huán)節(jié)。通常來講，焊接頭質量同鋼結構橋梁的總體質量呈現出相關性，在接頭的焊接過程中，因為焊接工作人員操作不準，或者因為組裝構件的方法偏差，以及結構應力等方面的影響，會造成不同類型的結構缺陷。鋼結構橋梁焊接頭存在的常見問題包括表層缺陷與內在缺陷兩種，表層常見的缺陷包括咬邊、氣孔、裂紋等問題，內部常見的缺陷有夾渣、氣孔、未焊透、未融合等問題。在橋梁鋼結構行業(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鍵。而射線檢測主要針對的是內部缺陷，能夠對缺陷部位進行定量、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 結束語
要想合理地評估出鋼結構橋梁實際健康情況，第一應該正確認識到鋼結構式橋梁在特定環(huán)境中的不同結構特點，還有其在結構里的損傷識別與技術定位。應該清楚，準確性較高的橋梁狀況健康數據，一定會有利于決策實施以及資源的合理配置。橋梁鋼結構行業(yè)無損檢測技術，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，橋梁結構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鍵技術，其技術水平也必定會在實踐中持續(xù)增強。
