建筑鋼結(jié)構(gòu)中焊接缺陷的無損檢測

建筑鋼結(jié)構(gòu)中焊接缺陷的無損檢測摘要：本文通過對當(dāng)前檢測焊縫缺陷中經(jīng)常使用的滲透檢測、磁粉檢測、射線檢測、渦流檢測、超聲檢測的優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用原理進(jìn)行簡要闡述，然后簡要的介紹無損檢測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。【關(guān)鍵詞】：焊接缺陷；無損檢測；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢中圖分類號：p755.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：引言鋼結(jié)構(gòu)作為一種承重結(jié)構(gòu)體系，因?yàn)槠鋸?qiáng)度高、自重輕、韌性及塑性好、高度工業(yè)裝配化、優(yōu)越的抗震性能、綜合經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在各類建筑當(dāng)中，比如工業(yè)廠房建筑、高架立交橋建筑、高層及超高層建筑、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等。在美國已經(jīng)有高達(dá)70％以上的低層非居住型建筑使用的是鋼結(jié)構(gòu)建筑。在全世界已有的100多座超高層建筑當(dāng)中，鋼筋混凝土型的建筑僅僅占到10％左右，而純鋼結(jié)構(gòu)的建筑物則達(dá)到60％以上，其他不同形式的鋼混凝土結(jié)構(gòu)型建筑比重占到10％。伴隨著鋼結(jié)構(gòu)朝向大空間、大跨度的方向發(fā)展，焊接作為鋼結(jié)構(gòu)的主要連接方式也已經(jīng)成為保證鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。焊接質(zhì)量的好壞與否直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)用。焊接缺陷的無損檢測技術(shù)磁粉檢測磁粉檢測的工作原理是磁粉中的磁和漏磁場之間相互作用。因?yàn)槁┐嬖诖艌觯┘拥拇欧蹖奂谌毕莸倪吘?，從而產(chǎn)生磁痕，以判斷缺陷的數(shù)量和種類。它的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，檢測速度快，對表面缺陷的檢測具有高靈敏度，而且磁粉檢測的成本比較低，所以廣泛運(yùn)用在早期的無損檢測中。磁粉檢測的缺點(diǎn)是只能發(fā)現(xiàn)接近磁性金屬表面及其表面之上的缺陷，并且只能定量分析其缺陷，難以正確的判定其埋藏深度和缺陷性質(zhì)。滲透檢測滲透檢測是指利用熒光染料和有色染料具有強(qiáng)滲透性的物理特性，來顯示缺陷痕跡的一種無損檢測方法，有色染料在檢測時(shí)通過毛細(xì)作用滲入到表面有開口的缺陷之中去，之后再在顯像劑的作用之下通過毛細(xì)作用又回滲到材料的表面來顯示出缺陷的分布狀態(tài)和形貌特征。滲透檢測具有檢測結(jié)果直觀、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。射線檢測射線檢測是指利用材料中無損位置和缺陷處對射線的衰減和吸收程度不同，當(dāng)射線穿透被檢材料時(shí)就在射線的底片上感光成為不同黑度的區(qū)域，從而判定缺陷的數(shù)量和大小等信息。由于材料的密度在很大程度上決定了射線吸收率，所以射線檢測在探測焊縫的夾渣、氣孔、未焊透和未熔合等體積缺陷方面有著很好的效果。此外射線底片不膽能夠定性的顯示出缺陷，而且還能測出缺陷的大小尺寸，從而永久性的保存下去。超聲檢測從原理上來劃分超聲檢測可以分為脈沖衍射時(shí)差法和脈沖回波法。脈沖回波法要求較高的抗噪性能，李偉等人曾經(jīng)提出利用相關(guān)檢測技術(shù)來提高pem的信噪比，除噪效果十分的明顯，但卻影響了檢測能力和檢測速度，并且它所產(chǎn)生的自噪音有需要完善。脈沖衍射時(shí)差法是在上個(gè)世紀(jì)7。年代末提出來的，是通過利用缺陷端部的衍射波的時(shí)間差來進(jìn)行缺陷的定量和檢測，主要適用于檢測焊接裂紋。超聲檢測對人體無危害，適用性很強(qiáng)。但由于受到金屬組織體積的較大影響，不適用于檢測奧氏體不銹鋼焊件，此外如果要對缺陷作進(jìn)一步精確的研究還需要添加耦合劑。無損檢測新技術(shù)紅外熱成像檢測、金屬磁記憶檢測以及聲發(fā)射檢測新興的無損檢測技術(shù)。金屬磁記憶檢測能夠?qū)﹁F磁性金屬構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力集中區(qū)，也就是早期損傷與失效以及微觀缺陷等進(jìn)行有效診斷，防止突發(fā)性的損傷疲勞。紅外熱成像檢測主要是一種非接觸式檢測，可以進(jìn)行距離較遠(yuǎn)的大范圍檢測，并且動態(tài)相應(yīng)快，精度高，圖像顯示直觀。聲發(fā)射檢測的發(fā)射源來自于缺陷本身，所以作為一種特殊動態(tài)的無損檢測技術(shù)，能夠可以獲取更豐富的關(guān)于焊縫缺陷的信息，檢測的靈敏度高，并且在焊縫缺陷萌生和發(fā)展過程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。焊接缺陷無損檢測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀從我國當(dāng)前建筑領(lǐng)域焊接缺陷無損檢測的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，一般構(gòu)件通常不采用射線檢測。根據(jù)我國gbll345—1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級法》規(guī)定，對于曲率半徑不大的管材以及厚度在8mm及其以上的板材采用超聲檢測進(jìn)行對接焊縫，而曲率半徑較大的管材以及厚度在8mm以下的板材采用滲透檢查和磁粉檢測進(jìn)行對接焊縫。小于8mm范圍內(nèi)的鋼板焊縫一般很難探出，特別是對只能采取單面檢測的焊縫內(nèi)部缺陷。而普通超聲儀探頭所能夠探測到的最小厚度是8mm,對于在這一厚度范圍內(nèi)的管材或者鋼板進(jìn)行探測焊縫內(nèi)部缺陷，必須要結(jié)合工程的實(shí)際情況研制出專門的超聲儀探頭才能夠進(jìn)行無損檢測。焊接缺陷無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢檢測儀器自動化當(dāng)前各種無損檢測大部分工作都是由人工操作完成的。比如磁粉檢測和滲透檢測,受到人為因素的影響較大,會對檢測結(jié)果產(chǎn)生很大的影響,很難得到最為精確和客觀的數(shù)據(jù)。檢測儀器自動化能夠在很大程度上降低人為因素的影響,減小由于外界客觀條件所帶來的檢測數(shù)據(jù)誤差。此外檢測儀器自動化還可以用在環(huán)境比較惡劣的地方,從而在減少人力損失的同時(shí)能夠獲得更加客觀的檢測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理智能化儀器的使用必然會導(dǎo)致產(chǎn)生噪音,而無損檢測主要使用的物理基礎(chǔ)是熱學(xué)、聲學(xué)以及電磁學(xué)等,對噪音影響都非常敏感,所以濾波降噪成了處理數(shù)據(jù)的一項(xiàng)重要任務(wù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)在無損檢測的研究熱點(diǎn),因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)不僅能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理,還能有效降低噪音對信號的影響,很多學(xué)者都把其他一些信息處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來建立了一些新的算法等。同時(shí)由于無損檢測處理的專家評判系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理也正在研究中，使得數(shù)據(jù)處理智能化技術(shù)更加完備。信息融合化磁粉、超聲、射線檢測等這些常用的無損檢測既有自身的優(yōu)點(diǎn)，又存在著不足。比如滲透檢測很難檢測到構(gòu)件的內(nèi)部缺陷，超聲檢測不能用于網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)焊縫和大曲率，磁粉檢測在近表面及表面上的檢測效果十分明顯，而在深層檢測上則受到較大限制等。結(jié)束語綜上所述，通過本文的學(xué)習(xí)，我們知道通過適當(dāng)?shù)木C合來獲得比任何單一信息源所能表達(dá)的更多的信息，能有效的提高焊接缺陷無損檢測系統(tǒng)的檢測精度和整體性能?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】：鄒斌.建筑鋼結(jié)構(gòu)工程及焊縫無損檢測技術(shù)應(yīng)用j].江建材，2009，(9)：119—120．龍占云，張罡.焊接缺陷對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響j].無損探傷，1995，(3)：1o—l3.山口裕治.焊接裂紋引起的焊件斷裂及其防止方法[j].國外機(jī)車車輛工藝，2008,(1)：12一16.鄒泓榮.鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷類型及質(zhì)量管理[j].建筑工人，2009(1)：24—26.于敏，于輪元.磁粉探傷的理論和應(yīng)注意的問題[j].無損檢測ndt，2009，119—120.關(guān)洪光.焊縫滲透檢測應(yīng)用分析j].東電力技術(shù)，2010,(2)：58—61．張曉光，孫正，胡曉磊，宦宇越．射線檢測圖像中縫和缺陷的提取方法j].2011,(2).77—81.李文強(qiáng)，馬福昌，張英梅，楊錄．新型超聲無損檢測方法的研究j]太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011,(3)：126—129.李偉，羅雄彪.基于相關(guān)技術(shù)的超聲檢測信號處理j].ndt無損檢測，2005，(27)：297—299.何莎，袁宗明，喻建勝，鞏艷，劉從箐.超聲衍射時(shí)差法檢測技術(shù)研究j].中國測試，2009,(5)：104—128.李文強(qiáng)，馬褊昌，張英梅，楊錄.新型超聲無損檢測方法的研究j]太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，(3)：126—129.gb11345—89，鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級法[s].任森智，張新勝.