大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)無損檢測質(zhì)量探析
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摘要：本文對大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)特征進行探究，明確無損檢測方法的基本概念以及重要性，總結(jié)大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)無損檢測質(zhì)量控制的情況，闡述具體的技術(shù)和實施措施，從根本上掌握大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的真實情況，從而進行有針對性的優(yōu)化。
關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu)；無損檢測；質(zhì)量控制
1引言
無損檢測在應(yīng)用的過程中不會對零部件造成損傷，并且能獲得精準的檢測結(jié)果。在應(yīng)用無損檢測的過程中，能直觀地體現(xiàn)構(gòu)件表面、內(nèi)部以及各個試件的性質(zhì)。隨著大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。在檢測的過程中需要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)，采用正確的檢測方法，并對檢測質(zhì)量進行有效控制。
2大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)特征
2.1發(fā)展現(xiàn)狀
21世紀以來，在國家的大力支持和市場需求的助力下，我國的鋼結(jié)構(gòu)獲得了迅猛發(fā)展，一躍成為建筑領(lǐng)域的“朝陽產(chǎn)業(yè)”，市場中出現(xiàn)了多種多樣的鋼結(jié)構(gòu)，大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)就是其中最具代表性的一種。但是在發(fā)展的過程中，相關(guān)的技術(shù)人員較為短缺，工程質(zhì)量無法得到控制，導致鋼結(jié)構(gòu)工程中頻繁出現(xiàn)質(zhì)量問題，增加安全事故發(fā)生的概率，對施工人員的人身安全造成損害。
2.2技術(shù)特征
第一，鋼材等級較高。建筑工程獲得空前的發(fā)展，施工標準不斷優(yōu)化，現(xiàn)階段在施工中100m的鋼結(jié)構(gòu)得到充分應(yīng)用。我國的超限審查委員會對大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的審查工作進行明確的規(guī)定，在施工時應(yīng)該使用高級別的材料，確保符合施工的強度指標。第二，結(jié)構(gòu)樣式豐富。大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的樣式較為多樣化，并且逐漸向排列組合的模式發(fā)展。比如，水立方運用多面鋼架結(jié)構(gòu)、廣州國際會展中心采用張弦桁架結(jié)構(gòu)、北京鳥巢采用空間桁架結(jié)構(gòu)。與此同時，鋼結(jié)構(gòu)中融入了仿生的理念，使大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點更加得豐富多彩，比如鑄鋼節(jié)點。第三，施工難度大，要求高。鋼結(jié)構(gòu)的截面呈現(xiàn)多樣化的特點，種類豐富、各具特點。在大型工程施工的過程中，其中包含著數(shù)以萬計的鋼構(gòu)件，并且每個構(gòu)件的長短和尺寸不一，在應(yīng)用彎矩構(gòu)件時還需要進行實驗工作。因為操作模式較為煩瑣，所以無形中就加大了施工的難度，增加質(zhì)量隱患的風險。
3無損檢測方法概述和重要性
3.1發(fā)展概述
無損檢測技術(shù)主要指在損壞試件的基礎(chǔ)上，借助物理或者化學方法，以及先進的科學設(shè)備，對試件的表面和內(nèi)部進行檢測。無損檢測技術(shù)主要探究未知的缺陷，能對破壞性檢測進行有效補充。針對大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)大部分都是由國外引進的，最初的檢測工作是檢驗深圳發(fā)展中心的大廈。那時應(yīng)用射線技術(shù)進行檢測工作，借助超聲波檢測焊接處是否存在細縫。隨著鋼結(jié)構(gòu)的推廣，檢測技術(shù)也越來越豐富。但是大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)仍舊存在一定的疏漏，應(yīng)結(jié)合實際情況進行優(yōu)化。
3.2重要性
鋼結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性與設(shè)計有著密切的聯(lián)系，它的質(zhì)量則與原材料、加工模式和制作情況有著直接聯(lián)系。利用無損檢測技術(shù)能對工件和原料進行100%的檢測，并且成本支出較少。
4大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)無損檢測質(zhì)量控制探究
4.1無損檢測質(zhì)量控制技術(shù)
4.1.1直接檢查。在對大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)進行無損檢測工作時，最簡單的方法就是進行直接檢查。主要是對鋼結(jié)構(gòu)的表面情況進行探究，判斷其表面是否存在問題，這種方法能在較短時間探測表面存在的缺陷。直接檢查的要求較低，但是操作人員需要具備充足的工作經(jīng)驗，并且能熟練地綜合應(yīng)用各項技術(shù)。在檢查的過程中遇到突發(fā)狀況，能夠及時地應(yīng)對。這是一項較為基礎(chǔ)的檢查技術(shù)。4.1.2滲透檢測。液體滲透檢測是根據(jù)毛細現(xiàn)象探究固體表面是否存在缺口的檢測模式。把滲透液利用毛細管滲透到試件表面的缺口中，使用清潔劑清除表面附著的滲透液，把顯像液噴灑在檢查的位置，在毛細管的助力下，缺陷中的滲透液就會逐漸顯現(xiàn)出來。滲透檢測的一般步驟為：進行預處理、噴灑滲透液、清除表面的試液、進行干燥處理、顯示缺陷、處理。檢測的基本方法為：綜合應(yīng)用著色和熒光檢測技術(shù)。這項檢測技術(shù)能探究試件表面的缺陷問題，比如疏松、裂紋、冷隔等，并在塑料、陶瓷、焊接件、鑄件、機加工件以及鐵磁性鍛件中得到廣泛的應(yīng)用。在對大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)進行檢測時，能對鍛件、焊接件以及奧氏體不銹鋼表面開口缺陷進行檢測。這項技術(shù)在質(zhì)量控制方面較為容易，它的主要優(yōu)點為，能較為直接地實現(xiàn)檢測的結(jié)果，操作較為容易。滲透檢測的靈敏度較高，能檢測出開口在1μm的裂縫。它的主要缺點為，只能檢測出表面的問題，表面的孔隙和背景情況會對最終的檢測結(jié)果造成干擾，存在污染試件的概率。4.1.3射線檢測。射線照相檢測是在被檢測試件中投入射線，結(jié)合吸收情況明確被檢測試件內(nèi)部的缺陷情況。因為試件各個部分的密度存在一定差異并且厚度不盡相同，或者在不同的成分也會導致吸收存在差異，零件的不同位置會吸收不同的射線。在探究射線吸入的情況時，可以使用專用底片成像射線吸收的不同影像進行鑒別工作。以底片上的影像為基準，能明確缺陷的分布情況、大小以及形狀。這項檢測技術(shù)能對大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的體積缺陷進行探究，檢測是否存在疏松、氣孔的情況，里面是否有雜質(zhì)。同時也能檢測鋼結(jié)構(gòu)是否存在熔合或者未焊接透徹的情況。在工業(yè)檢測中應(yīng)用的主要射線為中子、X和γ射線。其中X射線的應(yīng)用最為頻繁，利用探傷機進行檢測工作，它的電壓最高為450kV，可以檢測的厚度在75mm左右，把加速器作為射源時能夠檢測的厚度在550mm左右。它的主要優(yōu)點為，能直觀地檢測內(nèi)部的缺陷，并且不易受到外界因素的干擾。主要局限是圖像為二維成像的模式，前后圖像處于重疊的狀態(tài)。被檢測裂縫與射線的夾角不能超過10°，否則將無法獲得準確的結(jié)果。這項技術(shù)在運用時會對人體造成一定的傷害，所以技術(shù)人員應(yīng)進行妥善保護。4.1.4超聲波檢測。超聲波檢測技術(shù)在大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)中具有廣泛應(yīng)用。如果鋼結(jié)構(gòu)存在缺陷，那么就會導致材料處于不連續(xù)的狀態(tài)，這種缺陷會導致阻礙的不一致性問題。以反射定理為基礎(chǔ)進行探究，超聲波在不同聲阻介質(zhì)的交互處會出現(xiàn)反射的情況，反射回來的超聲波的能量值與阻抗的差異情況和界面情況有著直接的聯(lián)系。比如，鋼結(jié)構(gòu)中存在一定的缺陷，因為有它的存在，就導致缺陷和鋼結(jié)構(gòu)之間形成一個交界面，發(fā)射出去的超聲波遇到這個界面，就會出現(xiàn)反射的問題，而反射回來的能量會被探頭再次接收。這時顯示屏就會呈現(xiàn)出一個反射波，這個位置就是存在缺陷的地方。不同的缺陷具備不同的形狀和高度，對它們進行剖析就能掌握缺陷的性質(zhì)。這項技術(shù)能檢測較厚的試件，能對缺陷進行定位，并且設(shè)備較為輕便能隨時進行檢測工作。它的缺點為如果試件的結(jié)構(gòu)較為復雜可能對檢測的結(jié)果造成影響。4.1.5磁粉檢測。磁粉檢測主要利用缺陷位置磁粉和漏磁場的相互作用而，明確鋼結(jié)構(gòu)表面和近表面的磁導率之間的差異，經(jīng)過磁化處理后試件的磁場會發(fā)生畸變的情況，從而在表面出現(xiàn)漏磁場的情況，磁粉就在缺陷的位置形成齒痕。利用陽光進行照射，就能顯現(xiàn)出缺陷的形狀和位置，對磁粉的堆積情況進行探究，就能達到探傷的目的。磁粉檢測技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)檢測中得到廣泛的應(yīng)用，提升整體的可行性。這項技術(shù)的優(yōu)勢為檢測結(jié)果較為直觀，設(shè)備體積較小，操作較為簡單。主要的缺陷為部分試件被檢測后會出現(xiàn)退磁的問題[1]。
4.2無損檢測質(zhì)量控制措施
4.2.1超聲探傷檢測技術(shù)的質(zhì)控措施。第一，去除焊接余高。在鋼結(jié)構(gòu)焊接的表面，兩個焊趾間會存在余高，需要進行磨平，這樣不僅能提升檢測的效果，還能避免漏檢的情況。應(yīng)該減少焊縫表面的反射波，這樣就能有效地檢測出表面和近表面的缺陷。第二，探測材料缺陷。在對焊縫進行檢測時，不需要對表面的余高進行處理，但是如果無法判定，仍需要進行操作，提高檢測的精準度。首先，應(yīng)該提升檢測設(shè)備的精準度，隨著脈沖的增加，缺陷的檢測效果會更加明顯。其次，為檢測人員提供專業(yè)的培訓，牢牢掌握反射波的特征。最后，選擇合適的探頭，它的輪廓反射波較小，能提升檢測的效果。第三，選擇適宜的檢測方法。主要有直射聲束法和斜射聲束法這兩種。技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合實際情況選擇適宜的方法。4.2.2磁粉檢測技術(shù)的質(zhì)控措施。第一，選擇適宜的設(shè)備。在選擇磁粉檢測設(shè)備時要對質(zhì)量進行嚴格把關(guān)，并對檢測對象的特點、尺寸以及形態(tài)進行充分的探究，這樣能提升整體的靈敏度。與此同時，在選擇試片的時候，要保障其滿足規(guī)范的要求，同時要進行實驗工作。第二，加強質(zhì)量控制工作。在應(yīng)用磁粉檢測技術(shù)時，因為檢測效果較為明顯，所以在近表面檢測工作中得到廣泛的應(yīng)用。要想保障工作的順利開展，就應(yīng)該建立嚴格的規(guī)范制度，確定需要檢測的區(qū)間范圍，提高檢測的質(zhì)量考核標準，為檢測人員的工作提供助力。第三，完善人員管理工作。在應(yīng)用磁鐵檢測技術(shù)時對大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)表面的光滑度有較高的要求，檢測人員應(yīng)該總結(jié)以往的工作經(jīng)驗和成果。完善人員管理的模式，提升他們的操作水平，優(yōu)化職業(yè)素養(yǎng)，提高他們的責任心，使其全身心地投入到檢測工作中。4.2.3射線檢測技術(shù)的質(zhì)控措施。第一，抽查工藝卡。應(yīng)該采取抽查工作，操作的步驟為填寫檢測信息、審查數(shù)據(jù)以及編制方案等，判斷檢測技術(shù)是否滿足大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的要求。在操作的過程中要對工藝卡進行重點保護，避免發(fā)生破損的情況。第二，選擇透照方法。在選擇的時候，要選擇適宜的射線。其中X射線的應(yīng)用價值最高，不僅能對缺陷進行精準定位，又能對缺陷進行分析，并且不會造成不良情況。同時要選擇適宜的工藝類型。要結(jié)合膠片的光感情況，明確試件內(nèi)部的情況[2]。第三，規(guī)范檢測的流程。要對射線處理和底片拍片進行重點把控，應(yīng)嚴格按照操作程序進行檢測，不能過于依賴個人經(jīng)驗。在處理底片的時候，需要結(jié)合條件調(diào)節(jié)溫度和時間。在判定底片的時候，要保障工作人員具備完備的從業(yè)資質(zhì)。各項操作完成后，相關(guān)的責任人應(yīng)當進行統(tǒng)一簽字。4.2.4滲透檢測技術(shù)的質(zhì)控措施。第一，科學選擇滲透劑。滲透的時間不能低于10分鐘，此外應(yīng)該結(jié)合大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的情況、材質(zhì)、缺陷情況進行調(diào)整。完成檢測工作后，如果數(shù)據(jù)不精準，可以適當延長使用的時間。第二，使用顯像劑。它主要用來覆蓋底色，使用前應(yīng)該輕輕搖晃，使其處于均勻的狀態(tài)。如果表面滲透液滲透得較少，可以適當減少顯像劑的用量。反之則需要進行增加。此外，要準確把控使用顯像劑的時間，避免影響最終的檢測結(jié)果。
5結(jié)論
綜上所述，要對不同大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的性質(zhì)進行分析，結(jié)合具體的檢測技術(shù)，選擇最適宜的無損檢驗技術(shù)，按照操作程序進行熟練操作，牢牢把控質(zhì)量檢測的要點，從而掌握鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況。應(yīng)該對鋼結(jié)構(gòu)無損質(zhì)量檢測的方法進行探究，加強檢測工作和實際需求的契合度。
參考文獻：
[1]劉磊.超聲波無損檢測技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測中的應(yīng)用[J].門窗,2019(21):60+63.
[2]丁愛香.超聲波無損檢測技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測中的應(yīng)用[J].建材與裝飾,2019(19):63~64.
作者:李文喬 朱震宇 單位:湖北神龍工程測試技術(shù)有限公司