大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量探析

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摘要：本文對(duì)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(jìn)行探究，明確無(wú)損檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制的情況，闡述具體的技術(shù)和實(shí)施措施，從根本上掌握大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況，從而進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu)；無(wú)損檢測(cè)；質(zhì)量控制

1引言

無(wú)損檢測(cè)在應(yīng)用的過(guò)程中不會(huì)對(duì)零部件造成損傷，并且能獲得精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。在應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)的過(guò)程中，能直觀地體現(xiàn)構(gòu)件表面、內(nèi)部以及各個(gè)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(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。在檢測(cè)的過(guò)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(cè)方法，并對(duì)檢測(cè)質(zhì)量進(jìn)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(jì)以來(lái)，在國(guó)家的大力支持和市場(chǎng)需求的助力下，我國(guó)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(yáng)產(chǎn)業(yè)”，市場(chǎng)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(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員較為短缺，工程質(zhì)量無(wú)法得到控制，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程中頻繁出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，增加安全事故發(fā)生的概率，對(duì)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(jí)較高。建筑工程獲得空前的發(fā)展，施工標(biāo)準(zhǔn)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(guó)的超限審查委員會(huì)對(duì)大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的審查工作進(jìn)行明確的規(guī)定，在施工時(shí)應(yīng)該使用高級(jí)別的材料，確保符合施工的強(qiáng)度指標(biāo)。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(yùn)用多面鋼架結(jié)構(gòu)、廣州國(guó)際會(huì)展中心采用張弦桁架結(jié)構(gòu)、北京鳥(niǎo)巢采用空間桁架結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，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(diǎn)更加得豐富多彩，比如鑄鋼節(jié)點(diǎn)。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(diǎn)，種類(lèi)豐富、各具特點(diǎn)。在大型工程施工的過(guò)程中，其中包含著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的鋼構(gòu)件，并且每個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)短和尺寸不一，在應(yīng)用彎矩構(gòu)件時(shí)還需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作。因?yàn)椴僮髂Ｊ捷^為煩瑣，所以無(wú)形中就加大了施工的難度，增加質(zhì)量隱患的風(fēng)險(xiǎn)。

3無(wú)損檢測(cè)方法概述和重要性

3.1發(fā)展概述

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要指在損壞試件的基礎(chǔ)上，借助物理或者化學(xué)方法，以及先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備，對(duì)試件的表面和內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要探究未知的缺陷，能對(duì)破壞性檢測(cè)進(jìn)行有效補(bǔ)充。針對(duì)大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)技術(shù)大部分都是由國(guó)外引進(jìn)的，最初的檢測(cè)工作是檢驗(yàn)深圳發(fā)展中心的大廈。那時(shí)應(yīng)用射線技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)工作，借助超聲波檢測(cè)焊接處是否存在細(xì)縫。隨著鋼結(jié)構(gòu)的推廣，檢測(cè)技術(shù)也越來(lái)越豐富。但是大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)仍舊存在一定的疏漏，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)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(jì)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(wú)損檢測(cè)技術(shù)能對(duì)工件和原料進(jìn)行100%的檢測(cè)，并且成本支出較少。

4大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制探究

4.1無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制技術(shù)

4.1.1直接檢查。在對(duì)大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)工作時(shí)，最簡(jiǎn)單的方法就是進(jìn)行直接檢查。主要是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的表面情況進(jìn)行探究，判斷其表面是否存在問(wèn)題，這種方法能在較短時(shí)間探測(cè)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(yàn)，并且能熟練地綜合應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)。在檢查的過(guò)程中遇到突發(fā)狀況，能夠及時(shí)地應(yīng)對(duì)。這是一項(xiàng)較為基礎(chǔ)的檢查技術(shù)。4.1.2滲透檢測(cè)。液體滲透檢測(cè)是根據(jù)毛細(xì)現(xiàn)象探究固體表面是否存在缺口的檢測(cè)模式。把滲透液利用毛細(xì)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(xì)管的助力下，缺陷中的滲透液就會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。滲透檢測(cè)的一般步驟為：進(jìn)行預(yù)處理、噴灑滲透液、清除表面的試液、進(jìn)行干燥處理、顯示缺陷、處理。檢測(cè)的基本方法為：綜合應(yīng)用著色和熒光檢測(cè)技術(shù)。這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)能探究試件表面的缺陷問(wèn)題，比如疏松、裂紋、冷隔等，并在塑料、陶瓷、焊接件、鑄件、機(jī)加工件以及鐵磁性鍛件中得到廣泛的應(yīng)用。在對(duì)大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，能對(duì)鍛件、焊接件以及奧氏體不銹鋼表面開(kāi)口缺陷進(jìn)行檢測(cè)。這項(xiàng)技術(shù)在質(zhì)量控制方面較為容易，它的主要優(yōu)點(diǎn)為，能較為直接地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的結(jié)果，操作較為容易。滲透檢測(cè)的靈敏度較高，能檢測(cè)出開(kāi)口在1μm的裂縫。它的主要缺點(diǎn)為，只能檢測(cè)出表面的問(wèn)題，表面的孔隙和背景情況會(huì)對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果造成干擾，存在污染試件的概率。4.1.3射線檢測(cè)。射線照相檢測(cè)是在被檢測(cè)試件中投入射線，結(jié)合吸收情況明確被檢測(cè)試件內(nèi)部的缺陷情況。因?yàn)樵嚰鱾€(gè)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(huì)導(dǎo)致吸收存在差異，零件的不同位置會(huì)吸收不同的射線。在探究射線吸入的情況時(shí)，可以使用專(zhuān)用底片成像射線吸收的不同影像進(jìn)行鑒別工作。以底片上的影像為基準(zhǔn)，能明確缺陷的分布情況、大小以及形狀。這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)能對(duì)大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的體積缺陷進(jìn)行探究，檢測(cè)是否存在疏松、氣孔的情況，里面是否有雜質(zhì)。同時(shí)也能檢測(cè)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(cè)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(jī)進(jìn)行檢測(cè)工作，它的電壓最高為450kV，可以檢測(cè)的厚度在75mm左右，把加速器作為射源時(shí)能夠檢測(cè)的厚度在550mm左右。它的主要優(yōu)點(diǎn)為，能直觀地檢測(cè)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(cè)裂縫與射線的夾角不能超過(guò)10°，否則將無(wú)法獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。這項(xiàng)技術(shù)在運(yùn)用時(shí)會(huì)對(duì)人體造成一定的傷害，所以技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行妥善保護(hù)。4.1.4超聲波檢測(cè)。超聲波檢測(cè)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(huì)導(dǎo)致材料處于不連續(xù)的狀態(tài)，這種缺陷會(huì)導(dǎo)致阻礙的不一致性問(wèn)題。以反射定理為基礎(chǔ)進(jìn)行探究，超聲波在不同聲阻介質(zhì)的交互處會(huì)出現(xiàn)反射的情況，反射回來(lái)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?yàn)橛兴拇嬖?，就?dǎo)致缺陷和鋼結(jié)構(gòu)之間形成一個(gè)交界面，發(fā)射出去的超聲波遇到這個(gè)界面，就會(huì)出現(xiàn)反射的問(wèn)題，而反射回來(lái)的能量會(huì)被探頭再次接收。這時(shí)顯示屏就會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)反射波，這個(gè)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(duì)它們進(jìn)行剖析就能掌握缺陷的性質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)能檢測(cè)較厚的試件，能對(duì)缺陷進(jìn)行定位，并且設(shè)備較為輕便能隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)工作。它的缺點(diǎn)為如果試件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜可能對(duì)檢測(cè)的結(jié)果造成影響。4.1.5磁粉檢測(cè)。磁粉檢測(cè)主要利用缺陷位置磁粉和漏磁場(chǎng)的相互作用而，明確鋼結(jié)構(gòu)表面和近表面的磁導(dǎo)率之間的差異，經(jīng)過(guò)磁化處理后試件的磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生畸變的情況，從而在表面出現(xiàn)漏磁場(chǎng)的情況，磁粉就在缺陷的位置形成齒痕。利用陽(yáng)光進(jìn)行照射，就能顯現(xiàn)出缺陷的形狀和位置，對(duì)磁粉的堆積情況進(jìn)行探究，就能達(dá)到探傷的目的。磁粉檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用，提升整體的可行性。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為檢測(cè)結(jié)果較為直觀，設(shè)備體積較小，操作較為簡(jiǎn)單。主要的缺陷為部分試件被檢測(cè)后會(huì)出現(xiàn)退磁的問(wèn)題[1]。

4.2無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制措施

4.2.1超聲探傷檢測(cè)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(gè)焊趾間會(huì)存在余高，需要進(jìn)行磨平，這樣不僅能提升檢測(cè)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(cè)出表面和近表面的缺陷。第二，探測(cè)材料缺陷。在對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，不需要對(duì)表面的余高進(jìn)行處理，但是如果無(wú)法判定，仍需要進(jìn)行操作，提高檢測(cè)的精準(zhǔn)度。首先，應(yīng)該提升檢測(cè)設(shè)備的精準(zhǔn)度，隨著脈沖的增加，缺陷的檢測(cè)效果會(huì)更加明顯。其次，為檢測(cè)人員提供專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)，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(cè)的效果。第三，選擇適宜的檢測(cè)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(shí)際情況選擇適宜的方法。4.2.2磁粉檢測(cè)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(cè)設(shè)備時(shí)要對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，并對(duì)檢測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)、尺寸以及形態(tài)進(jìn)行充分的探究，這樣能提升整體的靈敏度。與此同時(shí)，在選擇試片的時(shí)候，要保障其滿足規(guī)范的要求，同時(shí)要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作。第二，加強(qiáng)質(zhì)量控制工作。在應(yīng)用磁粉檢測(cè)技術(shù)時(shí)，因?yàn)闄z測(cè)效果較為明顯，所以在近表面檢測(cè)工作中得到廣泛的應(yīng)用。要想保障工作的順利開(kāi)展，就應(yīng)該建立嚴(yán)格的規(guī)范制度，確定需要檢測(cè)的區(qū)間范圍，提高檢測(cè)的質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)，為檢測(cè)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(cè)技術(shù)時(shí)對(duì)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(cè)人員應(yīng)該總結(jié)以往的工作經(jīng)驗(yàn)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(zé)任心，使其全身心地投入到檢測(cè)工作中。4.2.3射線檢測(cè)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(xiě)檢測(cè)信息、審查數(shù)據(jù)以及編制方案等，判斷檢測(cè)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(guò)程中要對(duì)工藝卡進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，避免發(fā)生破損的情況。第二，選擇透照方法。在選擇的時(shí)候，要選擇適宜的射線。其中X射線的應(yīng)用價(jià)值最高，不僅能對(duì)缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)定位，又能對(duì)缺陷進(jìn)行分析，并且不會(huì)造成不良情況。同時(shí)要選擇適宜的工藝類(lèi)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(cè)的流程。要對(duì)射線處理和底片拍片進(jìn)行重點(diǎn)把控，應(yīng)嚴(yán)格按照操作程序進(jìn)行檢測(cè)，不能過(guò)于依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。在處理底片的時(shí)候，需要結(jié)合條件調(diào)節(jié)溫度和時(shí)間。在判定底片的時(shí)候，要保障工作人員具備完備的從業(yè)資質(zhì)。各項(xiàng)操作完成后，相關(guān)的責(zé)任人應(yīng)當(dāng)進(jìn)行統(tǒng)一簽字。4.2.4滲透檢測(cè)技術(shù)的質(zhì)控措施。第一，科學(xué)選擇滲透劑。滲透的時(shí)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(jìn)行調(diào)整。完成檢測(cè)工作后，如果數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)，可以適當(dāng)延長(zhǎng)使用的時(shí)間。第二，使用顯像劑。它主要用來(lái)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(dāng)減少顯像劑的用量。反之則需要進(jìn)行增加。此外，要準(zhǔn)確把控使用顯像劑的時(shí)間，避免影響最終的檢測(cè)結(jié)果。

5結(jié)論

綜上所述，要對(duì)不同大跨度空間建筑鋼結(jié)構(gòu)的性質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)合具體的檢測(cè)技術(shù)，選擇最適宜的無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)，按照操作程序進(jìn)行熟練操作，牢牢把控質(zhì)量檢測(cè)的要點(diǎn)，從而掌握鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況。應(yīng)該對(duì)鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)的方法進(jìn)行探究，加強(qiáng)檢測(cè)工作和實(shí)際需求的契合度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉磊.超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用[J].門(mén)窗,2019(21):60+63.

[2]丁愛(ài)香.超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測(cè)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(cè)試技術(shù)有限公司