桥梁钢结构行业无损检测技术探究
2015-09-07
0 引言
钢结构的施工技术现在已经被广泛应用到很多行业，小型的公交站台可以应用，造型优美宏大的埃菲尔铁塔也可以应用，大型体育馆可以应用，高层建筑还可以应用。桥梁建筑因为需要特点的显著性，更加注重钢结构施工技术，为了让钢结构可以更加适应桥梁工程，使其质量更为优越，因此有必要对相关的无损检测技术进行深入研究。
1 钢结构无损检测的几个阶段
无损检测一共历经了三个历史阶段，即无损型探伤、无损式检测以及无损法评价。无损型探伤主要针对的是探测与缺陷发现，无损式检测一方面要负责探测与缺陷发现，另一方面还需要针对缺陷进行有针对性的定位、定性及定量。无损法评价所体现出的内容则更加深刻、更加广泛，它不但要发现缺陷所在，针对缺陷进行定位、定性以及定量评价，而且还需要对受检对象进行工作状态及工作寿命的评价。现在几种常规式无损检测手段已经被广泛地应用到了钢结构桥梁建设之中，它们分别是超声波检测、磁粉检测、射线检测、涡流检测以及渗透检测。
2 当前桥梁钢结构无损检测的几种常规方法
2.1超声检测。
超声波检测手段关键原理是应用超声波施加于材料的办法，对材料缺陷进行查验，其所依据的是超声波在不同材料里发生传播体现的不同特性，超声常用频率是0.50至05.0兆赫。超声式无损检测在实施时，包括下面几个基本系统步骤：
2.11 用特定方式向受检材料中加进超声波，或者是应用直接激励的办法，使受检材料自身形成超声波。
2.12 增加的超声波在材料里形成传播，同材料之间发生相互影响，其传播手段与特征方向产生转变。
2.13 经过转变以后的超声波，为检测设备所接收，用合适的办法给以显示。
2.14 对于所接收的超声信号特征实施分析，评估出材料自身内部存有的特性以及相应缺陷。
超声检测技术，非常广泛地应用于桥梁钢结构行业检测。此类检测技术相对成本较小，而检测效率很快。应用超声波进行检测，用到的仪器轻便易携带，可以针对缺陷实施精准定位，可是这种检测手段有一定误差，更多时候需要考验检验工作人员的业务水平，业务水平越高，检测成果越接近真实。
2.2 射线检测。
当射线物质从物体之中经过，射线强度一定会形成衰减，射线衰减程度除与射线能量相关之外，还同被穿过物质的种类、厚度与密度等直接相关。如果某一本应均匀的物质，在局部地方存在缺陷，那么就会更改原来射线衰减程度，让经由缺陷区域里的射线，在强度上同经由无缺陷区域的射线出现差异性。只需要采取特定的检测仪器，比如射线照相里面的胶片等，将检测得到的射线强度进行差别计算，就能够判断出受检测物体有无缺陷，缺陷的程度如何。射线检测的重要方法可以分成γ射线取相、X射线取相、中子射线取相等几种，桥梁钢结构行业，原则上采用的是X射线，这种射线检测方法几乎可以适用到所有的材料当中，它以底片当作介质记录，能够非常直观地得到有缺陷的图像，具有定性精准，适宜长期保存等优点。可是需要注意X射线并不适宜钢管及锻件等的检测工作，也较少应用到摩擦、钎焊等焊接头检测。原因在于其检测效率成本较大，并且射线易对人体造成伤害．要另外采取合适的保护措施。
2.3 磁粉检测。
磁粉检测这项技术手段，不但可以应用到桥梁钢结构里的铁磁材料工件，并且可以检测出表面与近表面位置的缺陷。在合适的外磁场作用效果之下，铁磁材料工件受到磁化，产生磁场，若工件表面与近表面出现不连续状态，那么磁力线就一定会发生个别区域畸形变化，吸附住工件表层磁粉。如果光照条件合适，那么就会形成眼睛可以看见的明显磁痕，根据磁痕位置，可以显示出缺陷的区域、形状及尺寸。这种磁粉检测手段成本不高，检测方便，效率高，结果直观，非常值得广泛应用。
2.4 渗透检测。
渗透检测手段适合于表面开口尺寸不大，间隙狭小，目测不容易发现的缺陷。它实际的检测过程是：首先把受检对象加以处理，用渗透剂进行表层渗透，因为有毛细现象的影响，液体能够渗透进入表层开口缺陷之内，接下来再将多余渗透剂除掉，给予工件以干燥化处理，施用显像剂，显像剂会把缺陷里面的渗透剂进行吸附处理。特定光源情况下，存在缺陷的部位会显示出渗透剂的痕迹，继而能够探测到缺陷分布状态以及各缺陷的形貌特点。渗透检测手段具有操作方便、灵敏度高、直观显示等几项优点，但是其应用范围比较狭小，只能适用于工件表层开口缺陷，对于受检对象光洁程度要求严格，对于工作人员视力水平要求也很高。
2.5 涡流检测。
涡流检测的方法比较适合于石墨、钢铁、有色金属等类的导电性材料制品，比如管材、棒材、锻件、轴承等，都可以用涡流检测的办法实现缺陷查找。将通连交流电的线圈与导电体互相靠近时，则线圈所产生的磁场会形成感应涡流，而涡流的大小、分布形态、激磁条件、磁导率、激励线圈与导电体距离等科学数值都与受测材料及材料缺陷之间存在相关性。从而用涡流变化就可以检测出材料表面的断续性。涡流检测方法有成本低、效率高、操作方便、受检工件与探头不接触、无需耦合介质等优点，不足之处是不能适用非导电型材料，对于复杂形状的工件，也难以做出检测。
3 桥梁钢结构行业无损检测技术实践应用
焊缝是连接钢结构构件一种非常广泛的方式，能够实现钢结构的大跨度与造型美观优越性的达成，成为钢结构工程质量得以保证的一项重要环节，它的质量好否会直接关系到整个钢结构的安全。焊缝缺陷可以划分成表面缺陷与内部缺陷。常发生的表面与近表面缺陷为：表面气孔、烧穿、咬边、未焊满等问题，而常发生的内部缺陷则为夹渣，未焊透，未熔合，裂纹等问题。焊缝的无损检测是在被测材料不受损伤的前提下，对材料焊缝内部与表面缺陷进行检查，或测定出材料的一些物理量、组织状态与性能等的。
焊接接头属于桥梁里面非常常用的连接手段，更是钢结构桥梁保证安全的重要结构环节。通常来讲，焊接头质量同钢结构桥梁的总体质量呈现出相关性，在接头的焊接过程中，因为焊接工作人员操作不准，或者因为组装构件的方法偏差，以及结构应力等方面的影响，会造成不同类型的结构缺陷。钢结构桥梁焊接头存在的常见问题包括表层缺陷与内在缺陷两种，表层常见的缺陷包括咬边、气孔、裂纹等问题，内部常见的缺陷有夹渣、气孔、未焊透、未融合等问题。在桥梁钢结构行业里应用超声检测手段，能够主要针对腹板、翼缘底板焊头等进行检测，其中翼缘板接头位置的检测非常关键。而射线检测主要针对的是内部缺陷，能够对缺陷部位进行定量、定性、定位。磁粉检测、渗透检测和涡流检测是在外观检查、超声波检测和射线检测结束之后进行，一般用于检测焊接接头的表面及近表面缺陷．发现超反标问题要及时处理，返修以后都需要复检，复检可以是同种方法，也可以是不同方法。
4 结束语
要想合理地评估出钢结构桥梁实际健康情况，第一应该正确认识到钢结构式桥梁在特定环境中的不同结构特点，还有其在结构里的损伤识别与技术定位。应该清楚，准确性较高的桥梁状况健康数据，一定会有利于决策实施以及资源的合理配置。桥梁钢结构行业无损检测技术，正是在这种需求之下所发展起来的。近些年来，因为全球范围里，桥梁结构损伤还有病害事故的增加，让人们更加注重无损检测这项关键技术，其技术水平也必定会在实践中持续增强。
