建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用

建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用

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摘要:随着我国经济发展和科学技术的进步,我国的建筑工程中钢结构使用越来越广泛。钢结构的质量关系整个建筑工程的质量和性能,影响着人们生命财产安全,钢结构的质量受到人们的重点关注,钢结构焊接的检测是保证其安全的重要手段。无损检测能够在不损坏钢结构的基础上,高效准确的对钢结构完成检测,从而评估钢结构的稳定可靠性。本文从建筑工程钢结构焊接的结构优势及存在的问题出发,谈谈目前建筑工程钢结构焊缝无损检测技术应用与发展前景。

关键词:建筑钢结构;无损检测;应用;前景

随着我国建筑行业的迅速发展,建筑工程建设越来越多,钢结构的应用越来越多,特别是在一些工业厂房和体育场馆建设中钢结构应用非常广泛。钢结构简单实用,结构非常稳定,强度高,抗震性能好,节能环保,经济效益高,具有众多的优点和广泛应用的潜力,受到人们的青睐。焊接作为钢结构主要的连接的方式之一,对于钢结构质量和性能实现具有重要的作用,焊接质量直接关系到建筑工程的施工和使用安全性,对于焊接的检测具有重要意义。

一、钢结构焊接的结构优势及存在的问题

焊接是钢结构的主要连接方式之一,是实现钢结构良好性能的关键。现在最常见的焊接接头有搭接接头、对接接头、角形接头及T形接头等几种。

1、钢结构焊接的结构优势

(1)结构简单,安装方便

钢结构的配件都是由专门的工厂或企业进行工业化生产好,在进行现场施工时施工人员只需要进行拼接,结构简单,连接容易,施工工期比较短。

(2)自重轻,强度大

相同的负荷性能,钢结构与其他的材料结构相比质量小很多,只有钢筋混凝土结构质量的五分之三;钢结构相比其他材料,其强度更大。

(3)钢结构材质均匀,受力均衡

钢结构的各种材料都是又专业机械设备生产,精密度和准确度较高,材料质量控制得当,材质均匀,使得钢结构受力分布比较均衡,提高了结构的稳定可靠性。

(4)具有好的韧性和塑性

因为钢材的高度韧性,钢结构的韧性非常好,不会轻易出现因脆弱而使得钢结构断裂;而且钢结构拥有优秀的塑性,能够承受比较大的作用力,所以在抗震设计中钢结构应用特别多。

(5)节能环保

钢结构本身的节能环保,以及在使用过程中不会产生有毒害的气体或物质,使用寿命相当长,和混凝土结构、砌体结构等相比,具有节能环保的效果。

(6)经济效益高

钢结构施工速度快,时间短,工作效率高,节省大量的施工成本;钢结构的性能好,使用寿命长,综合经济效益非常高。

2、钢结构焊接的结构存在的问题

(1)由于焊接时温度非常高,连接缝附近的材料很可能因为温度过高质量发生变化,有时会使得材料的韧性和塑性降低,其硬度变大,脆弱容易断裂。

(2)由于焊接工艺和施工人员的操作原因,焊接缝会存在裂纹、根部未焊透、边缘没有熔合、夹渣、气孔、焊瘤、咬肉等缺陷。

二、钢结构焊缝无损检测技术应用

考虑到钢结构质量的重要性及目前焊接存在的一些问题,对于焊缝的检测是必不可少的。焊缝无损检测能够在不损坏钢结构的基础上,高效准确的对钢结构完成检测,从而评估钢结构的稳定可靠性。目前常用的焊缝无损检测技术有:

1、射线探伤检测技术

主要利用射线穿透被检测部位来进行检测,根据射线穿透检测部位时强度的变化,检测出被检测部位的质量缺陷。将穿透被检测部位的射线投影到射线胶片上面,经过显影可以清楚的了解钢结构的厚度和质量缺陷,根据胶片上质量缺陷的具体进行判断质量缺陷的等级和影响。主要应用于钢结构焊缝内部质量缺陷的检测,比如工业锅炉、压力容器等密闭性要求比较高的钢结构产品,

优点:能够形象生动的显示钢结构焊缝的具体情况,能够实现对焊缝质量缺陷的准确判断,便于保存,可以获得永久性的记录,为钢结构维修和检查提供参考。

缺点:射线检测设备价格昂贵,投入较高。体积较大,不方便携带,射线存在安全隐患,对施工人员的身体有一定损害。

2、渗透检测技术

钢结构的配件在被涂上含有着色染料或荧光料的渗透液,经过毛细管的作用,一段时间后渗透液进入到存在表面开口的钢结构内部;清除掉被检测部位多余渗透液,在被检测部位涂上显像剂,显像剂经过毛线管作用,进入到钢结构内部,可以把钢结构缺陷部位的渗透液回渗到显像剂,在白光或紫外线下,渗透痕迹能够清楚的显示出来,根据渗透痕迹探测出质量缺陷的具体情况。

优点;渗透检测技术适应范围比较广,不管是非金属还是金属都可以实现检测,运用的设备简单轻便,便于携带,操作容易,能够直观形象的显示出钢结构存在的质量缺陷具体情况。

缺点;具有一定的局限性,只适用于钢结构焊缝表面或近表面质量缺陷检测,很难对比较小的钢结构焊缝质量缺陷进行准确分析和判断,当被检测部位的光洁度不高,有铁锈、涂料等物质覆盖时,检测不够准确;检测的成本比较高,而且进行完渗透检测后,要做好对钢结构焊缝的清洁工作。

3、磁粉检测技术

如果磁性材料钢结构表面存在质量缺陷,磁力线就会出现畸变,我们通过对存在质量缺陷的检测部位进行磁化,使其产生强大磁感应强度,部分磁力线会穿透钢结构逸出检测部位,形成一个简单的漏磁场,漏磁场会吸收磁粉,可以宏观的显示出被检测部位的质量缺陷。目前主要应用在对于钢结构构焊件的质量缺陷检测,。

优点:检测速度快,灵敏度高,可以发现钢结构被检测部位比较小的裂纹、未焊透或其他缺陷,检测的成本比较低。

缺点:只能适用于铁磁性材料的钢结构焊缝无损检测;只可以检测焊缝表面和近表面的质量缺陷,无法准确的实现对内部缺陷或者较厚的焊缝质量缺陷,而且一般只对焊缝质量缺陷进行定量分析,很难准确的对其进行定性分析;检测受限于钢结构的尺寸和形状,如果有需要还要进行退磁处理。

4、超声波检测技术

利用超声波反射与透射的特性,通过接受反射回来的信号可以对钢结构焊缝质量缺陷进行检测判定。超声波遇到焊缝质量缺陷以及多种不同介质界面会发生反射,探头接收发射信号后,经过超声波检测仪实现电路转换,显示出底波信号和质量缺陷的形象,依照反射顺序,可以区分开底波信号和质量缺陷信号,然后进行定量和定性分析。目前主要应用于各种钢板材、管材等钢结构焊缝无损检测,特点是检测部位的内部缺陷。

优点:检测速度快,周期短;检测准确度高,能够准确的检测出未熔合、未焊透等缺陷;超声波检测仪器体积小,方便携带,而且安全无毒。

缺点:对于被检测部位的表面粗糙程度有一定要求,不适用于粗糙表面的材料检测,质量缺陷不够形象直观;形成的检测图像比较复杂,需要专业熟练的技术人员才能准确的分析出检测图像,容易受检测工作人员的操作和技术的。

三、钢结构焊缝无损检测技术发展前景

随着科学技术的不断进步,一些新的焊缝无损检测技术逐渐的被应用,如红外线检测技术、声发射检测技术和金属磁记忆检测技术等,使用更加灵活,适用范围大,准确度更高,能够在焊缝质量缺陷形成初期就能及时检测出来。

未来的钢结构焊缝检测技术发展将趋向于检测仪器的自动化、数据出来的智能化、各种检测信息的融合化,能够迅速准确的检测出钢结构焊缝质量缺陷,及时做好修复工作,确保钢结构的安全稳定性能。

参考文献

[1]武卫国.常规钢结构工程焊缝无损检测技术的分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012(8).

[2]邹斌.建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用[J].江西建材,2009(2).

[3]梁依然,张系斌,李小娟,范泽,魏伟.浅析建筑钢结构中焊接缺陷的无损检测技术[J].四川建材,2011,37(6).

[4]邹斌.钢结构工程焊缝无损检测技术应用研究.南昌大学硕士学位论文.

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