钢结构的无损检测论文

无损检测NDT （Non-destructive testing）是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。无损检测NDT （Non-destructive testing），就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿命等）的所有技术手段的总称。根据受检制件的材质、结构 、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位、和方向，选择适宜的无损检测方法。常规无损检测方法有：超声检测Ultrasonic Testing（缩写 UT）；射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT）；磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）；渗透检验 Penetrant Testing （缩写 PT）；TOFD检测（缩写TOFD）射线和超声检测主要用于内部缺陷的检测；磁粉检测主要用于铁磁体材料制件的表面和近表面缺陷的检测；渗透检测主要用于非多孔性金属材料和非金属材料制件的表面开口缺陷的检测；铁磁性材料表面检测时，宜采用磁粉检测。涡流检测主要用于导电金属材料制件表面和近表面缺陷的检测。当采用两种或两种以上的检测方法对构件的 同一部位进行检测时，应按各自的方法评定级别；采用同种检测方法按不同检测检测工艺进行检测时，如检测结果不一致，应危险大的评定级别为准。（1） 射线检测射线检测就是利用射线（X射线、γ射线、中子射线等）穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件时的射线由于强度不同，在感光胶片上的感光程度也不同，由此生成内部不连续的图像。射线检测主要应用于金属、非金属及其工件的内部缺陷的检测，检测结果准确度高、可靠性好。胶片可长期保存，可追溯性好，易于判定缺陷的性质及所处的平面位置。射线检测也有其不足之处，难于判定缺陷在材料、工件内部的埋藏深度；对于垂直于材料、工件表面的线性缺陷（如：垂直裂纹、穿透性气孔等）易漏判或误判；同时射线检测需严密保护措施，以防射线对人体造成伤害；检测设备复杂，成本高。射线检测只适用于材料、工件的平面检测，对于异型件及T型焊缝、角焊缝等检测就无能为力了。（2） 超声波检测超声波检测就是利用超声波在金属、非金属材料及其工件中传播时，材料（工件）的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料（工件）性能和结构变化的技术。超声波检测和射线检测一样，主要用于检测材料（工件）的内部缺陷。检测灵敏度高、操作方便、检测速度快、成本低且对人体无伤害，但超声波检测无法判定缺陷的性质；检测结果无原始记录，可追溯性差。超声波检测同样也具有着射线检测无法比拟的优势，它可对异型构件、角焊缝、T型焊缝等复杂构件的检测；同时，也可检测出缺陷在材料（工件）中的埋藏深度。（3） 磁粉检测磁粉检测是利用漏磁和合适的检测介质发现材料（工件）表面和近表面的不连续性的。磁粉检测作为表面检测具有操作灵活、成本低的特点，但磁粉检测只能应用于铁磁性材料、工件（碳钢、普通合金钢等）的表面或近表面缺陷的检测，对于非磁性材料、工件（如：不锈钢、铜等）的缺陷就无法检测。磁粉检测和超声波检测一样，检测结果无原始记录，可追溯性差，无法检测到材料、工件深度缺陷，但不受材料、工件形状的限制。（4） 渗透检验渗透检验就是利用液体的毛细管作用，将渗透液渗入固体材料、工件表面开口缺陷处，再通过显像剂渗入的渗透液吸出到表面显示缺陷的存在的检测方法。渗透检验操作简单、成本很低，检验过程耗时较长，只能检测到材料、工件的穿透性、表面开口缺陷，对仅存于内部的缺陷就无法检测。（5） TOFD检测TOFD 原理是当超声波遇到诸如裂纹等的缺陷时，将在缺陷尖端发生叠加到正常反射波上的 衍射波，探头探测到衍射波，可以判定缺陷的大小和深度。当超声波在存在缺陷的线性不连续处，如裂纹等处出现传播障碍时，在裂纹端点处除了正常反射 波以外，还要发生衍射现象。衍射能量在很大的角度范围内放射出并且假定此能量起源于裂纹末端。这与依赖于间断反射能量总和的常规超声波形成一个显著的对比。根据TOFD的理论和特点,在检测后壁容器方面具有巨大的优势,在国内使用的初期阶段要充分发挥其有点,使用其他技术弥补其缺点,让TOFD技术更快的应用到检测中。(超声波检测的一种，目前无损检测研究部新发展的检测方向)

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来，对门式刚架钢结构工程的发展《规程》起了很大的推动作用，但也有一些令人不安的情况发生。近几年来，冬天雪水较多，春、秋两季雨水大，特别是有的地方雪特别大，使得其结构压坏，但有些地方雨水、雪水并不是很大，可结构也不稳定有的垮掉了，漏水的更多。另外，也看到一些工程框架梁太细、框架柱立起来摇摇幌幌，更有的施工单位为降低造价擅至把钢柱改为钢筋混凝土柱，至使结构变为钢筋混凝土柱、轻钢梁、其结构不合理，出现一些人为的安全质量事故。构件的加工制作门式刚架所用的钢板均很薄，最薄的可用到4mm。薄板的下料应首选剪切而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接多采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。解决方法：在切割过程中为了保证钢板不侧弯或减少侧弯的变形，采用跳割法对钢板进行切割，其方法为：例1柱子翼缘宽度为300mm，在下料时将板的两端留出20~30mm不切割，切1m后再留出20~30mm连体，循环往复，总长度切割完成后，待钢板冷至室温后，再将余留部分切断：例2屋面梁翼缘宽度为180mm，在下料时将板的两端留出30mm不切割，切2m后再留出30mm连体，循环往复，总长度切割完成后，待钢板冷至室温后，再将余留部分切断。这样也就减少变形或不会变形了。柱脚安装问题预埋件（锚栓）问题现象；整体或布局偏移；标高有误；丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。措施：钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作，混凝土浇捣之前必须复核相关尺寸并加以固定。锚栓不垂直现象；框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差大。柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，外观很难看，给柱子安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。措施：锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，锚栓施工时，可采用钢筋或角钢等固定锚栓。焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施避免浇灌基础混凝土时锚栓移位。锚栓连接问题现象：柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接；部分未露2~3个丝扣的锚栓。措施：应采取焊接锚杆与螺帽。连接问题高强螺栓连接螺栓装备面不符合要求，造成螺栓不好安装，或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。原因分析：①表面有浮锈、油污等杂质，螺栓孔璧有毛刺、焊瘤等。②螺栓安装面虽经处理仍有缺陷。解决方法：①高强螺栓表面浮锈、油污、孔璧毛病，应逐个清理干净。使用前必须经防锈处理，预拼装用的螺栓，不得在正式拼装时使用。②处理装配面应考虑施工安装顺序，防止重复进行，并尽量在吊装之前处理。螺栓丝扣损伤，螺杆不能自由旋入螺母，影响螺栓的装配。原因分析：丝扣严重锈蚀。解决方法：①使用前螺栓应进行挑选，清洗除锈后作预配。②丝扣损伤的螺栓不能做临时螺栓使用，严禁强行打进螺孔。③预先选配的螺栓组件应按套存放，使用时不得互换。现场焊缝现象：质量难以保证；设计要求全焊透的一、二级焊缝未采用超声波探伤；屋面主梁与柱未施焊；未采用引弧板施焊。解决方法：钢结构施焊前，对焊条的合格证进行检查，按设计要求选用焊条，按说明书的操作规程要求使用焊条，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不得擅自处理，定出修改工艺后再处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。构件的变形问题构件在运输时发生变形，出现死弯或缓弯，造成构件无法进行安装。原因分析：①构件制作时因焊接产生的变形，一般呈现缓弯。②构件待运时，支垫点不合理，如上、下垫木不垂直等或堆放场地发生沉陷，使构件产生死弯或缓变形。③构件运输中因碰撞而产生变形，一般呈现死弯。预防措施：①构件制作时，采用减小焊接变形的措施。②组装焊接中，采用反方向变形的措施，组装顺序应服从焊接顺序，使用组装胎具，设置足够的支架，防止变形。③待运及运输中，注意垫点的合理配置。解决方法：①构件死弯变形，一般采用机械矫正法治理。即用千斤顶或其他工具矫正，辅以氧气乙炔火焰烤后矫正。②构件发生缓弯变形时，采用氧气乙炔火焰加热矫正。钢梁构件拼装后全长扭曲超过允许值，造成钢梁的安装质量不良。原因分析：①拼装工艺不合理。②拼装节点尺寸不符合设计要求。解决方法：①构件拼装要设拼装工作台，定位焊时要将构件底面找平，防止翘曲。拼装工作台应各支点水平，组焊中要防止出现焊接变形。尤其是梁段或梯道的最后组装，要在定位焊后调整变形，注意节点尺寸要符合设计要求，否则易造成构件扭曲。②自身刚性较差的构件，翻身施焊前要进行加固，构件翻身后也应进行找平，否则构件焊后无法矫正。③构件起拱，数值大于设计数值时，易产生挤面标高超标；数值小于设计数值时，安装后梁下挠。原因分析：①构件尺寸不符合设计要求。②架设过程中，未根据实测值与设计值的误差进行修正。③跨度小的梁，起拱度较小，拼装时易忽视。解决方法：①严格按钢结构构件制作允许偏差进行各部检验。②在架设过程中，杆件安装完毕，以及工地接头施工结束后，必须进行上拱度测量，并在施工中对其他进行调整。③在拼装过程中，应严格控制累计偏差，注意采取措施，消除焊接收缩量的影响。钢结构的安装问题钢柱底脚有空隙预防措施：钢柱吊装前，应严格控制基础标高，测量准确，并按其测量值对基础表面仔细找平；如采用二次灌浆法，在柱脚底板开浇灌孔（兼作排气孔），利用钢垫板将钢柱底部不平处垫平，并预先按设计标高安置好柱脚支座钢板，然后采取二次灌浆。钢柱位移预防措施：浇筑混凝土基础前，应用定型卡盘预埋螺栓按设计位置卡住，以防浇灌混凝土时发生位移；柱底钢板预留孔应放大样，确定孔位后再作预留孔。柱垂直偏差过大预防措施：钢柱应按计算的吊挂点吊装就位，且必须采用二点以上的吊装方法，吊装时应进行临时固定，以防吊装变形；柱就位后应及时增设临时支撑；对垂直偏差，应在固定前予以修正。