浅析钢结构房屋无损检测方法

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　　摘要：针对房屋建造中越来越多地采用钢结构构造，本文介绍了对此类房屋的钢结构无损检测方法，以供检测人员参考。
　　
　　关键词：钢结构 无损 检测 建筑 房屋
　　
　　一、前言
　　钢结构因其自身的高强度、自重轻、良好的韧性与较低的使用成本，在房屋工程建造中应用越来越广泛，受到了结构工程师和建筑师的青睐。使用钢结构构建的房屋，与普通房屋相对有很多优点，造型美观，同时能够增加房屋的抗震性能，设计寿命一般较长，稳定可靠，安全性较高。同时钢结构可以在工厂中批量大规模生产，提高了工业装配化的程度，缩短工期。随着钢结构的房屋越来越多，对钢结构房屋的检测也日益受到人们的重视。评价此类房屋的钢结构的可靠性和安全性有三种方法，主要有无损检测、模拟试验、破坏性试验这3种方式来评价。无损检测的经济效益比较明显，而且对钢结构进行全面的检查，能够100%检测钢构件，具有较大的优势；模拟试验就是根据施工设计图纸，将房屋的钢结构按照比例进行缩小，将原有的材质和规格也按照对应的比例缩减，通过再造房屋的周边环境和条件，利用这个钢结构的模型来进行力学、电化学等方面的测试；抽样试验就是抽取房屋钢结构中的样品，通过破坏性测试来检验其中的一些物理、化学等性质，如钢材的腐蚀程度，来掌握钢结构的情况。
　　无损检测技术是一种产品质量控制和工艺过程控制手段，现在它已经被广泛的应用到了航空、电力、核电、船舶以及建筑钢结构等行业中，产生了巨大的经济效益和社会效益。
　　
　　二、钢结构房屋无损检测技术
　　无损检测技术既能够不破坏钢结构，也能够全面检测房屋，这项综合技术在房屋的检测中起到了很大的作用，应用很广泛。根据检测技术的不同，下面分类来介绍钢结构房屋的无损检测技术。
　　（1）磁粉检测技术
　　钢铁材料可被磁化，而磁化的物体会出现磁力线，当该部位的钢结构出现裂纹或者坑点等缺陷时，磁力线会因为钢结构的缺陷而产生一定的变形，使用一定的光照就能直接看到这些缺陷，这种检测办法方便、效率高，但是因为能够被磁化的只有铁磁性材料制成的钢结构，因此应用范围不够广，而且由于利用了光照来显示钢结构表面的缺陷，也对检测人员提出了较高的视力要求。
　　（2）射线检测技术
　　射线的本质是放射性的电磁波，在钢结构无损检测中，一般使用具有强穿透能力、低衰减率的x射线来探伤，能够穿越厚厚的钢板。x射线发射出去后，会穿过待测钢结构，利用缺陷能够干扰x射线的吸收、衰减，使其在胶片上形成与正常结构不一样的像，这样就能直观、清楚地看到缺陷，并且准确定位缺陷的位置。但是这种方法成本较高，检测周期长，效率低，同时由于x射线具有放射性，会对检测人员的身体造成损害。
　　（3）超声波检测技术
　　利用超声脉冲通过钢结构时的反射、绕射和衍射的特定，来检测钢结构内部缺陷。这是检测钢结构最普遍的方法之一。向待检测钢结构发射超声脉冲，钢结构中一旦存在缺陷，就会使超声波发生绕射，通过测量传播的声速以及接受到的信号的波形，可发现钢结构中较小的缺陷。超声波在有缺陷的钢结构中传播，速度会慢于在正常钢结构传播的速度，同时波形中的波幅、频率也会发生相应的变化。通过对比标准钢结构的波形、波速，就可以参考得出测量的钢结构存在的缺陷以及缺陷的严重程度。这种方法由于其无损、方便、准确可靠等特性，在房屋结构检测中应用广泛，但是由于这种方法不利用保存证据，同时也过于依赖检测人员的经验，因此有一定的局限性。
　　（4）渗透检测技术
　　通过喷洒、刷涂或浸渍等方法，把渗透力很强（表面张力小，或者说与固体的接触角很小）的渗透液（着色渗透液-在白光下一般呈现为鲜艳的红色，或者荧光渗透液-能在紫外线辐照下发出黄绿色荧光）施加到已清洗干净的试件表面，经过一定的渗透时间，待渗透液基于毛细管作用的机理渗入试件表面上的开口缺陷后，将试件表面上多余的渗透液用擦拭、冲洗等方法清除干净，然后在试件表面上用喷撒或涂抹等方法施加显像剂（干粉状或液态），显像剂能将已渗入缺陷的渗透液吸附引导到试件表面，而显像剂本身提供了与渗透液的颜色形成强烈对比的背景衬托，因此反渗出来的渗透液将在试件表面开口缺陷的位置形成可供观察的迹痕，反映出缺陷的状况（形状、取向以及二维平面上的大小）。
　　（5）磁记忆检测
　　利用磁记忆检测的方法，能够发现并判断钢结构房屋某些部位存在高应力聚集的情况。存在高应力的部位的构件积聚了大量的应力，损坏速度非常快，极易产生金属疲劳、损伤等现象，影响房屋的寿命。
　　（6）红外检测
　　钢建筑房屋某些存在高应力的部位或者疲劳损伤的部位会积聚大量的热量，一些其它的缺陷也有可能导致房屋结构的局部超温现象的产生，利用红外热成像技术能够检测到这种现象，及时作出应对措施。
　　
　　三、无损检测在房屋检测中的应用
　　
　　（1）无损检测技术与破坏性检测技术并用
　　无损检测虽然具有非常显著的优点，不破坏被检测的钢结构，同时因为其无损，所以检测范围较为全面，但是破坏性检测还具有其用处，无损检测还不能完全代替破坏性检测无损检测，只是凭借无损检测，还不能完全确定钢结构房屋的问题，还需要对其进行破坏性检测，将破坏性检测的结果与无损检测结果相对比，才能确定缺陷的存在，同时，无损检测也无法完全测量结构、材料的力学性能，只有切取试样进行破坏性检测，才能作出准确的判断。
　　（2）选择合适无损检测方法来应对不同的缺陷
　　由于无损检测方法众多，每种方法都有自己的特点和长处，目前为止还没有哪一种方法能够适用于所有的缺陷，因此在房屋钢结构检测中应用无损检测方法时，要根据房屋钢结构可能出现的缺陷的种类、性质、大小、部位，以及钢结构的材料、工作条件等因素来综合考虑，选择适合这种缺陷和检测要求的检测方法，才能保证检测结果的准确性。在检查较大的缺陷时可以采用x射线或者超声波，这样直观而且定位准确；在检测结构表现小的裂纹的时候要使用磁粉或者渗透检测，才能达到最佳的效果。同时，选择检测方法还需要根据检测要求来决定。
　　（3）综合运用各种无损检测方法
　　无损检测方法众多，每种方法都有自己适用的场合和领域，具有自己的特点，在实际应用中要取长补短，适当地利用他们的优点来得出有效的检测数据，避免使用不适当的检测方法产生无效的数据，综合运用多种检测方法，不要求获得信息的数量，但是要确保获得信息的质量，比如有的检测方法设备简单、操作方便，检测的速度很快，但是检测结果不够精细，不能判断缺陷的大小和位置，而另外一种检测方法设备复杂、操作困难，检测的速度也很慢，但是检测结果却很准确，能够准确指明缺陷的大小和位置，这时候，就可以利用前一种办法发现缺陷，用后一种办法来确定缺陷的类型、大小、数量、严重程度等情况，提高检测的效率与检测的准确程度，使得检测结果相对准确。应注意：
　　
　　1、 只有铁磁性物质才能产生明显的磁场，因此磁粉检测技术适用于铁磁材料的钢结构；
　　
　　2、 渗透检测技术检测的是金属材料的表现，因此只适用于钢结构的表面。
　　3、 超声波和射线检测技术穿透力较强，因此适用于钢结构房屋的内部缺陷。
　　
　　四、结语
　　
　　钢结构房屋的日渐普及，对无损检测提出了很高的要求，不仅需要检测人员按照无损检测操作的规程，严格检测，要发挥严谨、科学、认真的工作态度，对钢结构房屋的质量进行把关，确保钢结构房屋质量安全，而且需要检测人员发挥专业能力，将各种无损检测技术有机结合在一起，在保证质量的前提下快速完成检测任务。
　　
　　引用：
　　[1] 钟华,浅析钢结构建筑的无损检测方法, 《企业技术开发（学术版）》,2010(2)
　　[2] 张少锋,钢结构磁性无损健康检测理论与应用方法研究
　　[3] 任森智, 我国钢结构焊缝无损检测探析, 《山西建筑》,2007(15)
　　

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