中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
一、概述
鋼結(jié)構(gòu)，顧名思義，是以鋼材為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)、加工而成的結(jié)構(gòu)類型，是當(dāng)今建筑領(lǐng)域十分重要的建筑類型之一。鋼結(jié)構(gòu)的建筑類型，以其鋼材質(zhì)所特有的輕便、高強度、抗變形等特征，得到建筑行業(yè)的普遍認(rèn)可，并越來越廣泛的應(yīng)用到各項建筑項目中。鋼結(jié)構(gòu)建筑在一個國家的使用率成為了國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一，擁有越多的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施，則說明該國家經(jīng)濟(jì)、科技水平相對越高。而在我國，隨著2008年奧運會主會場“鳥巢”這一鋼結(jié)構(gòu)建筑的建成，鋼結(jié)構(gòu)建筑更是成為了為人們所十分追捧的建筑類型之一。
常見的鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)共有三種，依次為模擬實驗技術(shù)、破壞性實驗技術(shù)及無損檢測技術(shù)。模擬檢測實驗技術(shù)即通過對鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的仿真模擬進(jìn)行檢測的過程。即檢測過程中，通過一系列的模擬手段，制造出與實際鋼結(jié)構(gòu)及其相似的實驗?zāi)Ｐ?，同時，另模擬出實驗?zāi)Ｐ退幍默F(xiàn)實環(huán)境及可能遭受的壓力等破壞。以該方式對實驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行檢測，通過對模型性能的測定確定被測鋼結(jié)構(gòu)建筑的性能好壞。模擬實驗是一類可信度較高的實驗方法，由于所模擬的實驗?zāi)Ｐ图皩嶒灜h(huán)境真實、直觀，故檢測結(jié)果爭議性小。但是，由于模擬實驗檢測周期長，檢測技術(shù)難度較高，故該檢測技術(shù)具有明顯的實用性缺陷。
破壞性實驗技術(shù)與無損檢測技術(shù)二者是相互對應(yīng)的兩種檢測技術(shù)方式。其中，破壞性實驗，即需要通過對待測鋼結(jié)構(gòu)工件進(jìn)行一定破壞以測定其性能的方式。具體步驟為首先對全部待檢工件進(jìn)行隨機抽樣，對抽得的樣品進(jìn)行針對性破壞，在樣品被破壞的過程中對樣品進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果即代表此批待檢產(chǎn)品的總體性能。破壞性實驗所得到的檢測結(jié)果真實、直觀，可信度高，但是由于實驗采取抽樣檢測的方式，故無法實現(xiàn)對全部產(chǎn)品的整體檢測，實驗效果不甚全面。
無損檢測技術(shù)，與破壞性實驗相反，是通過不對待測產(chǎn)品造成任何損傷的辦法對鋼結(jié)構(gòu)工件實施質(zhì)量檢測的技術(shù)手法。通過無損檢測后的工件可較為明確的獲悉其質(zhì)量水平，是否損傷，損傷部位，等等。同時，工件的物質(zhì)狀態(tài)、各方面性質(zhì)均不會受到破壞。無損檢測技術(shù)內(nèi)容豐富，檢測效率高，檢測內(nèi)容覆蓋面廣，結(jié)果可信度高，是目前應(yīng)用十分廣泛的一項鋼結(jié)構(gòu)檢測方式。
二、無損檢測方法簡述
無損檢測技術(shù)是在物理學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、計算機技術(shù)以及人工智能學(xué)等多方面學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項綜合性工程應(yīng)用性技術(shù)。其在我國的發(fā)展起源于20世紀(jì)50年代初期，該技術(shù)當(dāng)時自前蘇聯(lián)引進(jìn)我國，并在引入后得到了國內(nèi)建筑行業(yè)、船舶制造業(yè)、交通運輸業(yè)、航空航天行業(yè)等的普遍重視。
無損檢測技術(shù)流程主要包括三個方面，依次為無損探傷、無損檢測、無損評價。無損探傷（Non-destructive Inspection，簡稱NDI），是檢測過程中進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)缺陷的過程；無損檢測（Non -destructive Testing，簡稱NDT），是在檢測和發(fā)現(xiàn)缺陷的基礎(chǔ)上，確定缺陷大小、當(dāng)量、性質(zhì)，確認(rèn)缺陷位置、狀態(tài)的過程；無損評價（Non -destructive Evaluation，簡稱NDE），在全部流程的三個部分中，無損評價內(nèi)容最為豐富，其不僅要求實現(xiàn)前兩者所包含的內(nèi)容，同時，還要求獲取更為全面的，準(zhǔn)確性更高的待測品信息，從而對被檢測對象的各項性能、運行狀態(tài)以及使用壽命等作出準(zhǔn)確衡量。
無損檢測技術(shù)主要分為常規(guī)檢查技術(shù)與非常規(guī)檢測技術(shù)兩大類，其中，建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用成熟的無損檢測技術(shù)包括滲透檢驗、射線檢測 、磁粉檢測 、超聲檢測等。
1.滲透檢測技術(shù)
滲透檢測是液體滲透檢測技術(shù)的簡稱，該技術(shù)基于毛細(xì)管現(xiàn)象，是一種用來揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷的一種方法。其原理是將檢測所用的滲透液借助毛細(xì)管的作用深入到被檢測工件的表面開口缺陷當(dāng)中，然后借助清除劑的將工件表面多余的滲透液去掉，接著將顯像劑噴涂在被檢測工件的表面，經(jīng)過毛細(xì)管的作用缺陷中的滲透液就會回滲到顯像劑中，經(jīng)過一定的處理就可以判斷工件中的開口缺陷情況。這種方法檢測的基本步驟包括預(yù)處理、滲透、去除、干燥、顯像和后處理等。
滲透檢測技術(shù)是精密性較高的鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)之一，對缺陷檢測的精確度較高，操作也比較方便，主要用于對開口缺陷的檢測，在建筑鋼結(jié)構(gòu)中主要用于對鑄件、鍛件、焊接體及奧氏體不銹鋼等開口缺陷的檢測。
2.磁粉檢測技術(shù)
磁粉檢測技術(shù)，是利用磁感線表現(xiàn)對待測對象進(jìn)行檢測的技術(shù)類型。由于鋼鐵材料在一定條件下可以被磁化，磁化后，在檢測對象表面會通過磁粉排布形成一定的磁力線的分布模式。正常情況下，磁力線的排布模式是具有一定樣式的，但當(dāng)鋼鐵材料遭到破壞后，原有的磁力場會發(fā)生一定的變化，工件表面磁場線會在損壞部分發(fā)生漏磁現(xiàn)象或出現(xiàn)變形，在特定的光照條件下，這些變形便可以明顯的顯現(xiàn)出來，從而達(dá)到鋼材料質(zhì)量檢測的目的。
磁粉檢測技術(shù)可將待測材料的性能及出現(xiàn)的缺陷以簡單、直觀的方式展現(xiàn)出來，操作過程簡單、操作成本低、效率高。其局限之處在于只能對待測材料表面的性能進(jìn)行檢測，且對檢測人員視力水平提出了較高的要求。目前，磁粉檢測技術(shù)通常應(yīng)用于一切鋼結(jié)構(gòu)的材料，如建筑行業(yè)中常用的鋼板材、鋼管、鋼制零件等等。
3.射線檢測技術(shù)
射線檢測技術(shù)是基于被檢測工件對波長不同的射線的不同吸收情況而對工件內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測的。由于被檢測工件不同部位的厚度、密度及成分差異，會使不同部位對透入射線的吸入情況存在差別，這些差別可通過底片記錄下來，然后分析底片上的影像，即可對被檢測工件內(nèi)部的缺陷類型、大小進(jìn)行判斷。 射線檢測技術(shù)主要用于對工件內(nèi)部的體積缺陷進(jìn)行檢測，其優(yōu)點是檢測結(jié)果直觀；但缺點是操作不方便，射線對人體的危害較大，需要采取一定的防護(hù)措施。
4.超聲波檢測技術(shù)
超聲波檢測是利用超聲波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生反射的性質(zhì)來對缺陷進(jìn)行檢測，通過對超聲波回波的分析可以確定缺陷存在的位置及嚴(yán)重程度。在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，該種方法可用于對分層、裂紋等缺陷的檢測，也可用于對夾雜等不均勻缺陷的檢測。
該方法的優(yōu)點是操作方便，能對厚度較大的工件進(jìn)行檢測；缺點是表面和近表面的缺陷難以檢測，對檢測人員的個人技能水平要求較高。
三、建筑鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)新應(yīng)用
超聲相控陣掃描檢測技術(shù)是借鑒相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的原理發(fā)展起來的，其發(fā)射超聲波進(jìn)行無損檢測的原理與普通超聲波檢測是相同的，但探頭是由多個壓電晶片單元組成陣列，通過控制各陣元發(fā)射的聲波的相位實現(xiàn)對超聲波聲場的控制。由于該技術(shù)采用了動態(tài)聚焦及聲束的角度掃描技術(shù)，因此使檢測效率和靈敏度大為提高，且檢測結(jié)果更直觀。目前，對該檢測技術(shù)的應(yīng)用還存有一定的障礙，如設(shè)備計量、使用標(biāo)準(zhǔn)、人員培訓(xùn)等，但隨著該技術(shù)的日益成熟，它的應(yīng)用一定會在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中普遍起來。，
建筑鋼結(jié)構(gòu)中的焊縫較多，由于焊縫本身有一定的工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，因此首先可以通過目測和測量來對焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測，這時就要用到目視檢測（VT）技術(shù)。通過目視檢測可以對焊縫的外觀首先進(jìn)行檢測，可以發(fā)現(xiàn)咬邊等外觀缺陷，經(jīng)過修磨以后再利用其它檢測技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步檢測。目視檢測技術(shù)是國際上非常重視的一種無損檢測方法，但在國內(nèi)的無損檢測中沒有得到足夠重視，未來需要不斷加強這一檢測技術(shù)的應(yīng)用。
四、總結(jié)
雖然鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)內(nèi)容豐富，方法多種多樣，但在實際檢測過程中，各種檢測手段并不能混淆使用，且其各自的工作原理、適用范圍、檢測成本、所產(chǎn)生的作用效果及其對監(jiān)測者的要求也不盡相同。實際應(yīng)用過程中需綜合考慮，恰當(dāng)選取，方能得到科學(xué)、合理且經(jīng)濟(jì)、高效的檢測結(jié)果。
總之，無損檢測對建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測與質(zhì)量把關(guān)有著極其重要的意義。這更要求相關(guān)領(lǐng)域工作人員加強對無損檢測的研究與實踐，促進(jìn)該檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，并最終以其推動我國建筑行業(yè)的進(jìn)步乃至國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
