鋼結(jié)構(gòu)由于強(qiáng)度高、重量輕、外觀新穎，在工程結(jié)構(gòu)中負(fù)于主要的承載力，而越來(lái)越多應(yīng)用在超高層、大空間、大跨度的建筑體系內(nèi)。鋼結(jié)構(gòu)建筑的焊接質(zhì)量是至關(guān)重要的。 鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)有射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、著色探傷等。 其中超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測(cè)*重要的方法。 超聲波檢測(cè)由于其本身的特點(diǎn)，使得它在許多領(lǐng)域特別是鋼材焊接結(jié)構(gòu)的檢測(cè)中，得到了廣泛的應(yīng)用。

　　1.常用的無(wú)損檢測(cè)方法

　　無(wú)損檢測(cè)是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下， 對(duì)被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測(cè)試手段。一般目前常用的方法有：①射線探傷(包括X光射線探傷和Y射線探傷);②超聲波探傷;③磁粉探傷;④滲透探傷;⑤渦流探傷;⑥螢光探傷;⑦著色探傷。

　　2.各種無(wú)損檢測(cè)方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)

　　2.1射線探傷

　　射線探傷是利用射線的穿透性和直線性來(lái)探傷的方法。射線探傷**是由射線發(fā)生器發(fā)出的射線穿透金屬構(gòu)件而起作用。 這些射線雖然不會(huì)像可見(jiàn)光那樣憑肉眼就能直接探知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器來(lái)接收。

　　常用探傷的射線有X射線光、 同位素發(fā)出的Y射線，分別稱(chēng)為X光探傷和Y射線探傷。當(dāng)這些射線穿過(guò)(照射)物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的密度越大，射線強(qiáng)度衰減越多，即射線能穿透過(guò) 該物質(zhì)的強(qiáng)度就越小。 此時(shí)，若用照相底片接收，則底片的感光量就小，若用儀器來(lái)接收，獲得的信號(hào)也弱。

　　因此，用射線來(lái)照射待探傷的零部件，若其內(nèi)有氣孔、夾 渣等缺陷，射線穿過(guò)有缺陷的路徑比沒(méi)有缺陷的路徑所透過(guò)的物質(zhì)密度要小得多，其強(qiáng)度就減弱的少些， 即透過(guò)的強(qiáng)度就大;若用底片接收，則感光量就大些。 這就可以從底片上反映出缺陷在垂直于射線方向的平面投影;若用其他接收器也同樣可以用儀表來(lái)反映缺陷在垂直于射線方向的平面投影和射線不同的透過(guò)量。

　　由此可見(jiàn)，一般情況下，射線探傷是不易發(fā)現(xiàn)裂紋的，或 者說(shuō)，射線探傷對(duì)裂紋是不敏感的。 射線探傷對(duì)氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷*敏感。 即射線探傷適宜于體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。 射線探傷機(jī)一般也比較昂貴，而且射線對(duì)人體有損傷作用，操作人員及使用環(huán)境需要防護(hù)措施，因而使用條件有一定的限制。

　　2.2超聲波探傷

　　超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷。 當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來(lái)，在螢光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來(lái)判斷缺陷位置和大小。

　　超聲波探傷比 X 射線探傷具有較高的探傷靈敏度。 其有操作周期短、成本低、靈活方便、效率高、對(duì)人體無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對(duì)工作表面要求要平滑，并需富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能準(zhǔn)確辨別缺陷種類(lèi)，對(duì)缺陷沒(méi)有直觀性。 超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗(yàn)。

　　超聲波探傷的主要優(yōu)點(diǎn)有：①穿透能力強(qiáng)，探測(cè)深度可達(dá)數(shù)米;②靈敏度高，可探測(cè)出與直徑約十分之幾毫米的 空氣隙反射能力相當(dāng)?shù)姆瓷潴w缺陷;③在確定內(nèi)部反射體的位向、大小、形狀及性質(zhì)等方面較為準(zhǔn)確;④僅須從一面接近被檢驗(yàn)的物體;⑤可立即提供缺陷檢驗(yàn)結(jié)果;⑥操作安全，設(shè)備輕便;⑦可應(yīng)用于非金屬物檢測(cè)，如廣泛應(yīng)用于混凝土樁 基的缺陷檢測(cè)等。

　　超聲波探傷的主要缺點(diǎn)有：①要由有經(jīng)驗(yàn)的人員謹(jǐn)慎操作， 室外操作需有超聲波探傷車(chē);②對(duì)粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查;③對(duì)發(fā)現(xiàn)缺陷作十分準(zhǔn)確的定性、定量表征仍有困難。

　　2.3磁粉探傷

　　磁粉探傷的基本原理是： 鐵磁性材料的磁率遠(yuǎn)大于非鐵磁材料的導(dǎo)磁率， 根據(jù)工件被磁化后的磁通密度 B=μH來(lái)分析，在工件的單位面積上穿過(guò) B 根磁力線，而在缺陷區(qū)域的單位面積 上不能容許 B 根磁力線通過(guò)， 就迫使一部分磁力線擠到缺陷下面的材料里，其它磁力線不得不被迫溢出工件表面以外形成漏磁， 磁粉將被這樣所引起的漏磁所吸引。 當(dāng)工件磁化時(shí)，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷處的磁阻增大而產(chǎn)生漏磁，形成局部磁場(chǎng)，磁粉便在此處顯示缺陷的形狀和位置，從而判斷缺陷的存在。

　　磁粉探傷的種類(lèi)有：①按工件磁化方向的不同，可分為周向磁化法、縱向磁化法、復(fù)合磁化法和旋轉(zhuǎn)磁化法。 ②按采用磁化電流的不同可分為：直流磁化法、半波直流磁化法和交流磁化法。 ③按探傷所采用磁粉的配制不同，可分為干粉法和濕粉法。

　　磁粉探傷的優(yōu)缺點(diǎn)主要有：磁粉探傷設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、檢驗(yàn)迅速、具有較高的探傷靈敏度，可用來(lái)發(fā)現(xiàn)鐵磁材 料鎳、鈷及其合金、碳素鋼及某些合金鋼的表面或近表面的缺陷;適于薄壁件或焊縫表面裂紋的檢驗(yàn)，也能顯露出一定深度和大小的未焊透構(gòu)件缺陷;但難于發(fā)現(xiàn)氣孔、夾碴及隱藏在焊縫深處的缺陷。某些轉(zhuǎn)動(dòng)部件的剩磁將會(huì)吸引鐵屑而使部件在轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生摩擦損壞，如軸類(lèi)軸承等。 某些零件的剩磁將會(huì)使附近的儀表指示失常。 因此某些零件在磁粉探傷后要進(jìn)行退磁處理。

　　2.4滲透探傷

　　滲透探傷原理是利用物理學(xué)中毛細(xì)管滲透吸附現(xiàn)象的顯像原理， 將黃綠色熒光滲透液或有色非熒光滲透液，滲入工件開(kāi)口缺陷的縫隙，經(jīng)清洗、顯像，從而檢測(cè)工件表面開(kāi)口缺陷的一種探傷方法，簡(jiǎn)稱(chēng) PT。 對(duì)試件進(jìn)行液體滲透探傷時(shí)，**將被檢試件擦洗干凈，浸于滲透劑中，或?qū)B透劑噴 涂在試件表面， 使具有良好流動(dòng)性和滲透能力的滲透液，滲入到試件表面有開(kāi)口的缺陷縫隙內(nèi)。 然后，將試件表面擦拭干凈，噴以顯像劑，由于毛細(xì)管滲透吸附作用，滲入缺陷縫隙 的滲透劑，又重新滲到顯像劑上，呈現(xiàn)出缺陷的形象。

　　滲透探傷的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作較為容易、缺陷顯現(xiàn)直觀、容易判斷、不受材料種類(lèi)的限制，可檢查各類(lèi)鋼材， 包括奧氏不銹鋼、銅、鋁等非鐵磁性材料。 滲透探傷的缺點(diǎn)： 不能用于檢驗(yàn)多孔性材料，也只能檢查工件表面的開(kāi)口性缺陷，所用試劑有一定的毒性，并對(duì)被檢工件的表面光潔度有一定要求，使它的應(yīng)用范圍受到一定的限制。

　　2.5渦流探傷

　　(1)渦流探傷是利用導(dǎo)電材料的電磁感應(yīng)現(xiàn)象， 通過(guò)測(cè)量感應(yīng)量的變化進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的方法。 按試件的形狀和檢測(cè)目的的不同，可采用不同形式的線圈，通常有穿過(guò)式、探頭式和插入式線圈 3 種。 穿過(guò)式線圈用來(lái)檢測(cè)管材、棒材和線材。它的內(nèi)徑略大于被檢物件，使用時(shí)使被檢物體以一定的速度在線圈內(nèi)通過(guò)，可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、凹坑等缺陷。 探頭式線圈適用于對(duì)試件進(jìn)行局部探測(cè)。 應(yīng)用時(shí)線圈置于金屬板、管或其他零件上，可檢查飛機(jī)起落撐桿內(nèi)筒上和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的疲勞裂紋等。 插入式線圈也稱(chēng)內(nèi)部探頭，放在管子或零件的孔內(nèi)用來(lái)作內(nèi)壁檢測(cè)，可用于檢查各種管道內(nèi)壁的腐蝕程度等。 為了提高檢測(cè)靈敏度，探頭式和插入式線圈大多裝有磁芯。 渦流法主要用于生產(chǎn)線上的金屬管、棒、線的快速檢測(cè)，以及大批量零件如軸承鋼球、汽門(mén)等的探傷(這時(shí)除渦流儀器外尚須配備自動(dòng)裝卸和傳送的機(jī)械裝置)、 材質(zhì)分選和硬度測(cè)量，也可用來(lái)測(cè)量鍍層和涂膜的厚度。

　　(2)渦流探傷的優(yōu)點(diǎn)： 渦流檢測(cè)時(shí)線圈不需與被測(cè)物直

　　接接觸，可進(jìn)行高速檢測(cè)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 渦流探傷的缺點(diǎn)：不適用于形狀復(fù)雜的零件，而且只能檢測(cè)導(dǎo)電材料的表面和近表面缺陷，檢測(cè)結(jié)果也易于受到材料本身及其他因素的干擾。

　　2.6螢光探傷

　　(1)螢光探傷原理： 利用熒光物質(zhì)在紫外線照射下發(fā)光的性質(zhì)，將熒光物質(zhì)涂在零件表面上，借助熒光檢驗(yàn)零件表面缺陷，將溶有熒光染料的滲透劑滲入工件表面的微小裂紋中，清洗后涂吸附劑，使缺陷內(nèi)的熒光油液滲出表面，在紫外線燈照射下顯現(xiàn)黃綠色熒光斑點(diǎn)或條紋，從而發(fā)現(xiàn)和判斷缺陷的方法。 熒光探傷應(yīng)屬于液體滲透探傷。 熒光探傷用來(lái)檢驗(yàn)零件表面的缺陷。 可檢驗(yàn)磁性和非磁性金屬材料，也可以檢驗(yàn)非金屬材料。

　　2.7著色探傷

　　著色(滲透)探傷的基本原理是利用毛細(xì)現(xiàn)象使?jié)B透液滲入缺陷，經(jīng)清洗使表面滲透液去除，而缺陷中的滲透殘瘤， 再利用顯像劑的毛細(xì)管作用吸附出缺陷中殘瘤滲透液而達(dá)到檢驗(yàn)缺陷的目的。 著色探傷又可以分為干粉法檢驗(yàn)和濕粉法檢驗(yàn)。 干粉法檢驗(yàn)對(duì)近表面缺陷的檢出能力高，特別適于大面積或野外探傷; 濕粉法檢驗(yàn)對(duì)表面細(xì)小缺陷檢出能力高，特別適于不規(guī)則形狀的小型零件的批量探傷。

　　3.各種探傷方法適用的場(chǎng)合

　　各種探傷方法具體適用的場(chǎng)合，要按焊縫具體的位置和結(jié)構(gòu)所處的形態(tài)，以及產(chǎn)品的要求精確度，根據(jù)檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)選擇適當(dāng)?shù)奶絺椒ā?/p>

　　3.1射線探傷

　　射線探傷對(duì)內(nèi)部探傷適用，不適用表面探傷。 探傷環(huán)境需有防護(hù)措施，射線速度慢效率低，時(shí)間長(zhǎng)，不易探出缺陷的 深淺位置，能探出缺陷的形狀及精確的尺寸大小。

　　3.2超聲波探傷

　　超聲波探傷主要用于部件表層以下內(nèi)部探傷，一般用于要求較高的機(jī)加工部件探傷，對(duì)缺陷的判別要求較高， 需經(jīng)培訓(xùn)的專(zhuān)門(mén)人員。 操作經(jīng)驗(yàn)技術(shù)要求高，對(duì)工件表面粗糙度要求高，設(shè)備投入大。

　　3.3磁粉探傷

　　磁粉探傷主要探表層深度 3mm 內(nèi)缺陷。 用于導(dǎo)磁性材料探傷，使用成本低，對(duì)產(chǎn)品表面粗糙度要求低，探傷設(shè)備設(shè)備價(jià)值大(比滲透探傷)。 常用于產(chǎn)品常規(guī)工藝檢查，大批量檢查。 要求高時(shí)，也可用螢光磁粉探傷，檢查方便。

　　3.4滲透探傷

　　滲透探傷可用于非導(dǎo)磁材料， 操作方便，攜帶容易。有毒性，易燃易爆。 一般用于產(chǎn)品表面復(fù)雜零件，受測(cè)面積較小時(shí)使用。 如焊縫修補(bǔ)時(shí)，常用 PT 查裂紋是否磨干凈等。

　　3.5電磁(渦流)探傷

　　適用于由鋼鐵、有色金屬以及石墨等導(dǎo)電體所制成的制品， 如鐵磁性和非鐵磁性的型材和零件，石墨制品等。 能發(fā)現(xiàn)裂紋、折疊、凹坑、夾雜、疏松等表面和近表面缺陷。 但它不適用于玻璃、石頭、合成樹(shù)脂等非導(dǎo)電材料。

　　這鐘方法適用的檢測(cè)項(xiàng)目有：①探傷： 工件表面和接近表面處的缺陷檢測(cè)，當(dāng)配有傳動(dòng)裝置時(shí)，可實(shí)行自動(dòng)化檢測(cè);②材質(zhì)檢測(cè)：可用作金屬的種類(lèi)、成分、熱處理狀態(tài)等變化的分選和質(zhì)量評(píng)判檢測(cè);③尺寸檢測(cè)：試件的尺寸、滲鍍(涂)層厚度、腐蝕狀況和變形的檢測(cè);④形狀檢測(cè)：試件形狀變化的評(píng)判。

　　3.6螢光探傷

　　熒光探傷燈能輻射出強(qiáng)烈的 365.0 納米波長(zhǎng)紫外線，玻殼內(nèi)壁鍍有反射層，光線集中，可直接進(jìn)行熒光探傷和熒光分析，產(chǎn)品廣泛用于飛機(jī)、鐵路、鍛造、冶金機(jī)械等行業(yè)，倍受贊譽(yù)。

　　3.7著色探傷

　　著色探傷主要探工件表面缺陷 ( 對(duì)不銹鋼探傷比較適用)。 著色探傷的干粉法檢驗(yàn)特別適于大面積或野外探傷;著色探傷的濕粉法檢驗(yàn)特別適于不規(guī)則形狀的小型零件的批量探傷。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　超聲波探傷、磁粉探傷等不同性能的優(yōu)缺點(diǎn)分析應(yīng)用， 可對(duì)各種建筑構(gòu)件缺陷檢測(cè)的適應(yīng)性與可操作性進(jìn)行選擇，讓它們更好地為建筑工程服務(wù)。隨著建筑材料的應(yīng)用多樣化，鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)的手段也趨于多樣化，研究與分析無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用，特別是射線探傷。