本站原创摘 要：钢结构在桥梁工程中的应用程度越来越高,伴随而生的结构安全问题,要求我们进一步加强结构的质量检测工作,其中无损检测新技术,能够针对不同的钢结构部位的不同损伤情况,得出最佳的检测结果.本文将在了解钢结构桥梁几种无损检测技术的基础上,从平板焊接、角接焊缝、异型焊缝等角度,探讨无损伤检测技术的应用方法.
关 键 词：钢结构；桥梁工程；无损检测
一、钢结构桥梁无损检测新技术的类型
钢结构桥梁无损检测新技术的类型,常见的有磁粉检测技术、渗透检测技术、涡流检测技术、射线检测技术、超声波检测技术、金属磁记忆检测几种类型：
（1）磁粉检测技术.钢结构被磁化的铁磁性材料,原则上均匀部分磁力线,但由于材料相应构件表面存在缺陷,经常存在漏磁场等局部畸变状况,为了检测出这些构件表面的缺陷,工程常将磁粉施加在被检测的构件表面上,在适合光照条件下,就能够找出检测表面隐藏的内部缺陷.
（2）渗透检测技术.钢结构存在表面开口缺陷,可将着色剂或者荧光染料等渗透液施加在被检测构件表面,让渗透液逐渐渗入毛细血管当中,在渗透液干燥之后,以及在合适光照下,会显示出缺陷部位的渗透液,但这种方法要求被检测构件表面光洁程度高,如果表面存在涂料、氧化皮和铁锈等,则存在漏检的可能性.
（3）涡流检测技术.在交变磁场的作用下,钢结构桥梁的金属材料会产生涡流,借助涡流检测技术,可以根据涡流的分布状况和大小,检测出线圈的电流变化,通过对比电流,就能够找出技术材料表面和近表面的缺陷,譬如钢结构桥梁的钢管和钢板等.
（4）射线检测技术.钢结构桥梁的被检测件存在厚度差,射线机的射线会被吸收和衰减,记录介质的射线强度不同,根据不同部位所吸收的光子数量,在暗室处理之后,会出现不同黑度的影响,藉此就能够检测出构件的缺陷.
（5）超声波检测技术.激励探头产生的超声波,在钢结构桥梁检测构件上传播,一旦遇到气孔和夹渣等异常介质,部分超声波就会被反射回来,将反射回来的超声波进行处理,并放大入视波屏,就能够找出缺陷的回波.
（6）金属磁记忆检测技术.在地磁场作用和荷载作用环境中,钢结构桥梁铁磁材料会产生磁记忆效应,缺陷的构件位置,产生具有磁致伸缩性质的重新取向,并形成退磁场,我们则可以借助地球磁场作用和金属材料内部的微观缺陷,检测铁磁构件的缺陷和评估其寿命,这也是一种颇为奏效的无损检测技术.
二、钢结构桥梁无损检测新技术的应用方法
钢结构桥梁采用无损检测技术,并没有通用的方法,要求根据不同桥梁钢结构的物理特性,因地制宜地采用合适的方法,在此笔者将主要探讨平板焊接、角接焊缝、异型焊缝的无损检测技术,具体内容如下：
(一)检测仪器参数设置
在这里采用了OmniScan相控阵仪器和常规超声616e仪器.OmniScan相控阵仪器的参数设置内容包括：超声设置,主要是常规设置,脉冲发生器Tx/Rx模式、频率、电压、脉冲宽度、重复频率设置,接收器滤波器、检波器、平均、抑制设置,声束角度、扫查偏移、步进偏移设置；探头/工件设置,是在选择探头自动识别和楔块的基础上,定位扫查偏移、步进偏移、夹角的位置,同时确定工件的几何形状、厚度和材料；扫查设置,则主要针对编码器的极性、类别、分辨率等,进行单线扫查和编码器扫查,其中需要设置扫查的起始和终止,以及扫查的分辨率；聚焦法则,法制配置为扇形扫查,其中孔径有16个晶片,波形为横波,声束则要综合考虑最小角度、最大角度、角度步距、聚焦深度等.常规超声616e仪器参数设置内容包括：超声常规参数设置,主要是常规增益、0偏自动校准、K值、探头前沿自动校准设置；探头/工件,选择斜探头和根据GB/T11345-89标准选择,工件的几何形状选择碳钢平板,并确定实际工件的厚度；显示为A波显示；扫查为之字扫查检测,以及从Omm设置扫查起始和试块长度设置扫查终止.
(二)检测内容
在设置检测仪器参数的基础上,分别检测平板焊接、角接焊缝、异型焊缝,无损伤检测技术应用情况分别如下：
（1）平板焊接检测.平板焊接的检测,需要取焊接缺陷的模拟试块,并合理设置仪器参数,然后通过检测,对结果进行分析,以优化无损伤检测技术的应用方法.钢结构桥梁的平板焊接,焊缝容易预埋人工缺陷,笔者分别制作了8块特种试块,并在这些试块焊接接头位置设置了包括裂纹、气孔、夹渣、未焊透在内的14种缺陷,作为钢结构桥梁平板焊接的模拟试块,然后分析这些试块焊接的缺陷分布类型和规律.通过检验,基本检验出平板焊接焊缝的质量,但常规的超声检测没有办法实现全纪录,因此缺陷长度存在误差,而相控阵技术能够全数据纪录焊缝内的缺陷,准确找出焊缝缺陷的位置、长度、深度和高度,平板焊接可优先考虑相控阵无损检测技术的应用.
（2）角接焊缝检测技术.角接焊缝检测较为复杂,其中包括T型焊接、Y型角接焊缝两种,在这里需要分别准备这两种焊接缺陷的模拟试块.T型焊接缺陷模拟试块的准备,是根据焊接缺陷分布的类型和规律,制作包括裂纹、夹渣、未焊透3种类型缺陷的试块,并分别采用常规超声、相控阵技术两种方法,经检测,常规超声和相控阵技术能够找出试块的全部缺陷,但前者利用波幅测量缺陷长度和高度的时候,存在一定的误差,而后者能够准确定出缺陷的位置、长度、高度和深度,因此T型焊接缺陷的无损检测技术适用相控阵技术.而Y型角接焊缝检测,所采用的缺陷模拟试块是根据焊接缺陷的分布类型和规律,制作包括裂纹、夹渣、未焊头、未融合4种类型缺陷的试块,并分别采用常规超声、相控阵技术两种方法,经检测,常规超声和相控阵技术能够找出试块的全部缺陷,但前者利用波幅测量缺陷长度和高度的时候,存在一定的误差,而后者能够准确定出缺陷的位置、长度、高度和深度,因此Y型焊接缺陷的无损伤检测,同样适用相控阵技术.
（3）异型焊缝检测技术.根据焊接缺陷的分布类型和规律,制作了包括裂纹、夹渣、未焊透、未融合4种类型缺陷的异型焊接试块,并分别采用常规超声、相控阵技术两种方法,经检测,两种方法在检测焊缝的时候均存在漏检现象,其中常规超声出现两个较高的回波,但没有办法识别出哪个属于假缺陷回波,而相控阵技术在经过后期的工艺修改仿真之后,以及进行检测工艺的优化,基本能够准确找出缺陷的长度、位置、深度和高度,以及根据视图,可以判定出缺陷的性质,因此异型焊缝无损检测技术,可优先考虑相控阵技术.
三、结束语
综上所述,钢结构桥梁无损检测新技术类型繁多,钢结构桥梁采用无损检测技术,并没有通用的方法,要求根据不同桥梁钢结构的物理特性,因地制宜地采用合适的方法,笔者分别借助了OmniScan相控阵仪器和常规超声616e仪器,进行平板焊接、角接焊缝、异型焊缝的无损检测,三种类型的检测分别焊接缺陷分布的类型和规律,制作不同类型的缺陷试块,并利用仪器展开全面检测,皆确定OmniScan相控阵仪器的无损检测结果较为精确,该结果可供其他钢结构桥梁无损检测技术应用时的参考和借鉴.