中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、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(qiáng)度、抗變形等特征，得到建筑行業(yè)的普遍認(rèn)可，并越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到各項(xiàng)建筑項(xiàng)目中。鋼結(jié)構(gòu)建筑在一個(gè)國(guó)家的使用率成為了國(guó)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(shuō)明該國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技水平相對(duì)越高。而在我國(guó)，隨著2008年奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)“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(cè)技術(shù)共有三種，依次為模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)、破壞性實(shí)驗(yàn)技術(shù)及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。模擬檢測(cè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)即通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的仿真模擬進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程。即檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)一系列的模擬手段，制造出與實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)及其相似的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，同時(shí)，另模擬出實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退幍默F(xiàn)實(shí)環(huán)境及可能遭受的壓力等破壞。以該方式對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)模型性能的測(cè)定確定被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)建筑的性能好壞。模擬實(shí)驗(yàn)是一類可信度較高的實(shí)驗(yàn)方法，由于所模擬的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皩?shí)驗(yàn)環(huán)境真實(shí)、直觀，故檢測(cè)結(jié)果爭(zhēng)議性小。但是，由于模擬實(shí)驗(yàn)檢測(cè)周期長(zhǎng)，檢測(cè)技術(shù)難度較高，故該檢測(cè)技術(shù)具有明顯的實(shí)用性缺陷。
破壞性實(shí)驗(yàn)技術(shù)與無(wú)損檢測(cè)技術(shù)二者是相互對(duì)應(yīng)的兩種檢測(cè)技術(shù)方式。其中，破壞性實(shí)驗(yàn)，即需要通過(guò)對(duì)待測(cè)鋼結(jié)構(gòu)工件進(jìn)行一定破壞以測(cè)定其性能的方式。具體步驟為首先對(duì)全部待檢工件進(jìn)行隨機(jī)抽樣，對(duì)抽得的樣品進(jìn)行針對(duì)性破壞，在樣品被破壞的過(guò)程中對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果即代表此批待檢產(chǎn)品的總體性能。破壞性實(shí)驗(yàn)所得到的檢測(cè)結(jié)果真實(shí)、直觀，可信度高，但是由于實(shí)驗(yàn)采取抽樣檢測(cè)的方式，故無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)全部產(chǎn)品的整體檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)效果不甚全面。
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，與破壞性實(shí)驗(yàn)相反，是通過(guò)不對(duì)待測(cè)產(chǎn)品造成任何損傷的辦法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工件實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)的技術(shù)手法。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)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(shí)，工件的物質(zhì)狀態(tài)、各方面性質(zhì)均不會(huì)受到破壞。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)內(nèi)容豐富，檢測(cè)效率高，檢測(cè)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(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)方式。
二、無(wú)損檢測(cè)方法簡(jiǎn)述
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在物理學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)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(lái)的一項(xiàng)綜合性工程應(yīng)用性技術(shù)。其在我國(guó)的發(fā)展起源于20世紀(jì)50年代初期，該技術(shù)當(dāng)時(shí)自前蘇聯(lián)引進(jìn)我國(guó)，并在引入后得到了國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)、船舶制造業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、航空航天行業(yè)等的普遍重視。
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)流程主要包括三個(gè)方面，依次為無(wú)損探傷、無(wú)損檢測(cè)、無(wú)損評(píng)價(jià)。無(wú)損探傷（Non-destructive Inspection，簡(jiǎn)稱NDI），是檢測(cè)過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)缺陷的過(guò)程；無(wú)損檢測(cè)（Non -destructive Testing，簡(jiǎn)稱NDT），是在檢測(cè)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(guò)程；無(wú)損評(píng)價(jià)（Non -destructive Evaluation，簡(jiǎn)稱NDE），在全部流程的三個(gè)部分中，無(wú)損評(píng)價(jià)內(nèi)容最為豐富，其不僅要求實(shí)現(xiàn)前兩者所包含的內(nèi)容，同時(shí)，還要求獲取更為全面的，準(zhǔn)確性更高的待測(cè)品信息，從而對(duì)被檢測(cè)對(duì)象的各項(xiàng)性能、運(yùn)行狀態(tài)以及使用壽命等作出準(zhǔn)確衡量。
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要分為常規(guī)檢查技術(shù)與非常規(guī)檢測(cè)技術(shù)兩大類，其中，建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用成熟的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括滲透檢驗(yàn)、射線檢測(cè) 、磁粉檢測(cè) 、超聲檢測(cè)等。
1.滲透檢測(cè)技術(shù)
滲透檢測(cè)是液體滲透檢測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，該技術(shù)基于毛細(xì)管現(xiàn)象，是一種用來(lái)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(cè)所用的滲透液借助毛細(xì)管的作用深入到被檢測(cè)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(cè)工件的表面，經(jīng)過(guò)毛細(xì)管的作用缺陷中的滲透液就會(huì)回滲到顯像劑中，經(jīng)過(guò)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(cè)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(cè)技術(shù)是精密性較高的鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一，對(duì)缺陷檢測(cè)的精確度較高，操作也比較方便，主要用于對(duì)開口缺陷的檢測(cè)，在建筑鋼結(jié)構(gòu)中主要用于對(duì)鑄件、鍛件、焊接體及奧氏體不銹鋼等開口缺陷的檢測(cè)。
2.磁粉檢測(cè)技術(shù)
磁粉檢測(cè)技術(shù)，是利用磁感線表現(xiàn)對(duì)待測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)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(cè)對(duì)象表面會(huì)通過(guò)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(chǎng)會(huì)發(fā)生一定的變化，工件表面磁場(chǎng)線會(huì)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(lái)，從而達(dá)到鋼材料質(zhì)量檢測(cè)的目的。
磁粉檢測(cè)技術(shù)可將待測(cè)材料的性能及出現(xiàn)的缺陷以簡(jiǎn)單、直觀的方式展現(xiàn)出來(lái)，操作過(guò)程簡(jiǎn)單、操作成本低、效率高。其局限之處在于只能對(duì)待測(cè)材料表面的性能進(jìn)行檢測(cè)，且對(duì)檢測(cè)人員視力水平提出了較高的要求。目前，磁粉檢測(cè)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(cè)技術(shù)
射線檢測(cè)技術(shù)是基于被檢測(cè)工件對(duì)波長(zhǎng)不同的射線的不同吸收情況而對(duì)工件內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測(cè)的。由于被檢測(cè)工件不同部位的厚度、密度及成分差異，會(huì)使不同部位對(duì)透入射線的吸入情況存在差別，這些差別可通過(guò)底片記錄下來(lái)，然后分析底片上的影像，即可對(duì)被檢測(cè)工件內(nèi)部的缺陷類型、大小進(jìn)行判斷。 射線檢測(cè)技術(shù)主要用于對(duì)工件內(nèi)部的體積缺陷進(jìn)行檢測(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)結(jié)果直觀；但缺點(diǎn)是操作不方便，射線對(duì)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(cè)技術(shù)
超聲波檢測(cè)是利用超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生反射的性質(zhì)來(lái)對(duì)缺陷進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)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(duì)分層、裂紋等缺陷的檢測(cè)，也可用于對(duì)夾雜等不均勻缺陷的檢測(cè)。
該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，能對(duì)厚度較大的工件進(jìn)行檢測(cè)；缺點(diǎn)是表面和近表面的缺陷難以檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)人員的個(gè)人技能水平要求較高。
三、建筑鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)新應(yīng)用
超聲相控陣掃描檢測(cè)技術(shù)是借鑒相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的原理發(fā)展起來(lái)的，其發(fā)射超聲波進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的原理與普通超聲波檢測(cè)是相同的，但探頭是由多個(gè)壓電晶片單元組成陣列，通過(guò)控制各陣元發(fā)射的聲波的相位實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波聲場(chǎng)的控制。由于該技術(shù)采用了動(dòng)態(tài)聚焦及聲束的角度掃描技術(shù)，因此使檢測(cè)效率和靈敏度大為提高，且檢測(cè)結(jié)果更直觀。目前，對(duì)該檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用還存有一定的障礙，如設(shè)備計(jì)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(huì)在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中普遍起來(lái)。，
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(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，因此首先可以通過(guò)目測(cè)和測(cè)量來(lái)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，這時(shí)就要用到目視檢測(cè)（VT）技術(shù)。通過(guò)目視檢測(cè)可以對(duì)焊縫的外觀首先進(jìn)行檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)咬邊等外觀缺陷，經(jīng)過(guò)修磨以后再利用其它檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)。目視檢測(cè)技術(shù)是國(guó)際上非常重視的一種無(wú)損檢測(cè)方法，但在國(guó)內(nèi)的無(wú)損檢測(cè)中沒(méi)有得到足夠重視，未來(lái)需要不斷加強(qiáng)這一檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。
四、總結(jié)
雖然鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)內(nèi)容豐富，方法多種多樣，但在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，各種檢測(cè)手段并不能混淆使用，且其各自的工作原理、適用范圍、檢測(cè)成本、所產(chǎn)生的作用效果及其對(duì)監(jiān)測(cè)者的要求也不盡相同。實(shí)際應(yīng)用過(guò)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(cè)結(jié)果。
總之，無(wú)損檢測(cè)對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)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(qiáng)對(duì)無(wú)損檢測(cè)的研究與實(shí)踐，促進(jìn)該檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，并最終以其推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)步乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
