保证安全和耐久，钢结构建筑检测任重道远

2023-02-13 11:48:33 广州欧美大地仪器科技有限公司

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钢结构建筑的发展

钢结构作为一种承重结构体系，由于其自重轻、强度高、塑性和韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高、综合经济效益显著、造型美观及符合绿色建筑等众多优点，被广泛应用于各类建筑中，尤其在大跨度桥梁和超高层建筑领域显示出无与伦比的优势。

钢结构建筑这种新型的建筑体系，它打通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线，集合成为一个新的产业体系，是业内人士普遍看好的建筑体系。随着我国国民经济显著增长，成为世界钢产量大国，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。特别是2008年前后，在奥运会的推动下，出现了钢结构建筑热潮，强劲的市场需求，推动钢结构建筑迅猛发展，建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑，如奥运会国家体育场等建筑。近年来，钢结构建筑更加得到普及和持续发展，相应的钢结构设计规范、材料标准、工程施工质量验收规范、以及各种专业规范和企业工法基本齐全。

钢结构建筑的缺陷

和其它材料一样，钢构件在生产制造过程中可能产生一些细小裂纹，特别是在焊接过程中，由于母材受热的影响，可能产生冷焊缝或热焊缝，或者焊后在焊缝中有氢的作用可产生延迟裂缝等。由于钢材脆性大，这些细微裂缝在受力过程中会逐渐加大，对钢结构来说可能产生致命的破坏。

和其它结构一样，钢结构在使用过程中，由于受到荷载和环境等的作用，也会出现这样那样的问题。例如钢构件长期承受过量载荷，则构件产生弯曲变形，可能形成内部裂纹；在低温和某些条件下，可能发生脆性断裂。此外，钢结构在环境作用下较容易受到腐蚀，因此要注意结构的防腐（防腐层的厚度）和锈蚀检测（锈蚀后剩余承重厚度）。

钢结构建筑的无损检测

无损检测(Non-destructive Testing，缩写NDT)也叫无损探伤，是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小、位置、性质和数量等信息，广泛运用于工业、医疗及建筑等领域。

无损检测在现代建筑行业中发挥着重要作用，在建筑结构检测过程中，利用无损检测手段可以提高建筑质量的监督水平，是保证建筑结构稳定性和高质量的有力保证。

钢结构建筑无损检测项目包括：

焊缝检测：钢网架、螺栓球、焊接球的焊缝检测、及各种钢板、钢管焊接（包括对接、及TKY型接头焊缝）、金属管桩焊缝检测

金属原材料检测：钢板内部分层、切割面裂纹和夹渣检测，厚度测量

常用的无损检测方法包括：

超声波检测（Ultrasonic Test，UT）

磁粉检测（Magnetic Particle Test，MT）

射线检测（Radiographic Test，RT）

渗透检测（Penetrant Test，PT）

涡流检测（Eddy Current Test，ECT）

声发射检测（Accoustic Emission，AE）

钢结构建筑无损检测规范及标准包括：

GB/T50344-2004《建筑结构检测技术标准》

GB 50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》

JGJ 81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》

GB/T 50621-2010《钢结构现场检测技术标准》

GB 50755-2012《钢结构施工规范》

JGJ 81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》

超声波检测(Ultrasonic Test)

原理

超声波检测（UT）是利用传感器发出的超声波声能在工件中以一定方向和速度向前传播，当遇到材料内部两侧声阻抗有差异的界面时，声能会部分或全部反射回探头（穿透法时接收探头不能接收或接收部分超声波信号）从而被超声检测设备接收和显示，通过分析声波幅度和位置等信息，评定缺陷是否存在或存在缺陷的大小位置等。

按波型分为

纵波、横波、表面波、板波和爬波；

按显示方式分为

A型显示、超声成像显示（B、C、D、S、P扫描成像等）；

按方法原理分类为

①脉冲反射法

②穿透法

③衍射时差法

④共振法

常用频率范围为

0.5~25MHz。

超声波检测（UT）的特点

对面积型缺陷检出率高，检测灵敏度约为超声波波长的
各种金属、非金属和复合材料的厚度测量及内部缺陷检测
各种原材料检测，如钢管、钢板、铸件、锻件、螺栓、棒材
焊缝检测，如板、管对接焊缝、TKY型接头等多种焊缝形式1/2

其他超声波检测方法

超声波衍射时差法

Time of Flight Diffraction

原理

超声波衍射时差法（TOFD），是采用一发一收两只探头，利用工件缺陷端点处的衍射信号探测和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法。

超声波衍射时差法（TOFD）的特点

可应用于检测大厚度的工件检测，缺陷检出率非常高，灵敏度远大于常规超声UT和射线RT检测
检测结果以二维图像显示，可直接观察缺陷位置及长度，简单直观

相控阵检测

PAUT

原理

常规超声波检测技术通常采用一个压电晶片产生一个固定声束超声波，且传播方向和方式不能改变。相控阵检测技术采用的是超声波探头包含多个压电晶片并按照一定序列组成，检测时按照预定的规则和时序对探头的一组或全部晶片分别进行激活，即在不同的时间内相继激发探头的多个晶片，每个激活晶片发射的超声波相互干涉形成新的波束，并通过软件调整，新的波束角度、焦距、焦点尺寸等均可根据检测需要予以改变。

相控阵检测（PAUT）的特点

相控阵检测（PAUT）是当今最先进的超声波检测技术，尤其在焊接接头检测方面具有独特的优势，检测结果以A、B、C、S、P等多种扫描视图显示，为缺陷定位、定量、定性提供了丰富的信息。
实现对各种结构复杂的机械设备及零部件的准确检测，比常规UT检测更加方便、快捷、准确。

常用的超声波检测设备

Proceq FD100

Proceq FD100超声波探伤仪

型号：Flaw Detector 100

原产地：瑞士Proceq

用途：Proceq Flaw Detector 100超声波探伤仪凭借强大的 A，B，C，True Top 和 End scans的成像功能为用户可以执行许多的应用：组件检查，管道焊接，复杂的几何图形，锻件和铸件，飞机复合材料分层，检查腐蚀映射，现场厚度分析等

从基本的 UT 到高级相控阵

Proceq的先进超声波探伤仪和测厚仪可提供直观的测量解决方案，以确保部件的完整性。Proceq Flaw Detector 100 是一个灵活的高科技超声波检测仪器。可在任何时间和任何地点（甚至在现场）使用超声衍射时差 (TOFD) 和相控阵 (PA) 模式对基本超声波检测 (UT) 型号进行升级。完全兼容广泛的常规相控阵探头和扫描仪。