鋼結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 河南理工大學(xué) 無損檢測(cè)課程論 文    指導(dǎo)老師：范廣新   學(xué)生： 高風(fēng)雷   班級(jí)： 材控10-1班焊接一班  學(xué)號(hào)： 7  時(shí)間：2013年6月17日鋼結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)摘要：建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的范圍越來越廣，近年來，各種安全事故的發(fā)生，使鋼結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性的無損檢測(cè)變得非常必要。通過對(duì)常用的幾種無損檢測(cè)方法的工作原理、適用范圍、局限性及優(yōu)點(diǎn)的分析，掌握各種方法的應(yīng)用技巧，對(duì)無損檢測(cè)方法就一步了解，在實(shí)際生產(chǎn)中理論聯(lián)系實(shí)踐，為廣

2、大工程技術(shù)人員和管理人員了解、學(xué)習(xí)、應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)提供參考。關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu)；無損檢測(cè)；工作原理； 一、前言 建筑鋼結(jié)構(gòu)由于其強(qiáng)度高、工業(yè)化程度高以及綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，自上世紀(jì) 90 年代，特別是近年來得 到了迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用等領(lǐng)域。由于一些重點(diǎn)工程，建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生了嚴(yán)重的質(zhì)量事故，所以建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性越來越受到重視。 建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性源于設(shè)計(jì)，其自身質(zhì)量則源于原材料、加工制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝等因素。評(píng)價(jià)建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性一般有三種方式：模擬實(shí)驗(yàn)；破壞性實(shí)驗(yàn)；無損檢測(cè)。模擬實(shí)驗(yàn)是按一定比例模擬建筑鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)格、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式等，模擬在其運(yùn)行環(huán)境中的工

3、作狀態(tài)，測(cè)試、評(píng)價(jià)建筑鋼 結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。破壞性實(shí)驗(yàn)是采用破壞的方式對(duì)抽樣試件的性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試和觀察。但破壞性實(shí)驗(yàn)只適用于抽樣，而不能對(duì)全部工件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以不能得出全面、綜合的結(jié)論。無損檢測(cè)則能對(duì)原材料和工件進(jìn)行 100%檢測(cè)，且經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較低。無損檢測(cè)技術(shù)是以不損傷被檢對(duì)象 的結(jié)構(gòu)完整性和使用性能為前提，應(yīng)用物理原理和化學(xué)現(xiàn)象，借助先進(jìn)的設(shè)備器材，對(duì)各種原材料，零部 件和結(jié)構(gòu)件進(jìn)行有效的檢驗(yàn)和測(cè)試，借以評(píng)價(jià)它們的完整性、連續(xù)性、致密性、安全性、可靠性及某些物理性能。無損檢測(cè)不僅僅要探測(cè)和發(fā)現(xiàn)缺陷，而且要發(fā)現(xiàn)缺陷的大小、位置、當(dāng)量、 性質(zhì)和狀態(tài)。應(yīng)用于鋼結(jié) 構(gòu)行業(yè)中的常規(guī)無損檢測(cè)方

4、法有磁粉檢測(cè)（Magnetic Testing 簡(jiǎn)稱 MT）、滲透檢測(cè)（Penetrate Testing， 簡(jiǎn)稱 PT）、渦流檢測(cè)（Eddy current Testing 簡(jiǎn)稱 ET）、聲發(fā)射檢測(cè)（Acoustic Emission Testing 簡(jiǎn)稱 AET）、超聲波檢測(cè)（Ultrasonic Testing，簡(jiǎn)稱 UT）、射線檢測(cè)（Radiography Testing，簡(jiǎn)稱 RT）。 二、無損檢測(cè)方法 2.1 磁粉檢測(cè)（MT） 磁粉檢測(cè)方法 磁粉檢測(cè)是建立在漏磁原理基礎(chǔ)上的一種磁力檢測(cè)方法。鐵磁性材料被磁化后，產(chǎn)生在被檢對(duì)象上的磁力線均勻分布。當(dāng)磁力線穿過鐵磁材料及其制品時(shí)，由于不

5、連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生了局部畸變而產(chǎn)生了漏磁場(chǎng)，漏磁場(chǎng)吸附施加在被檢對(duì)象表面的磁粉，形成在合適光照下可見的磁痕。因此，可借助于該磁痕來顯示鐵磁材料及其制品的缺陷情況。磁粉檢測(cè)法可探測(cè)露出表面，用肉眼或借助于放大鏡也不能直接觀察到的微小缺陷，也可探測(cè)未露出表面，而是埋藏在表面下幾毫米的近表面缺陷。用這種方法雖然也能探查氣孔、夾雜、未焊透等體積型缺陷，但對(duì)面積型缺陷更靈敏，更適于檢查因淬火、軋制、鍛造、鑄造、焊接、電鍍、磨削、疲勞等引起的裂紋。 磁力檢測(cè)中對(duì)缺陷的顯示方法有多種，有用磁粉顯示的，也有不用磁粉顯示的。用磁粉顯示的稱為磁粉檢測(cè)，因它顯示直觀、操作簡(jiǎn)單、人們樂于使用

6、，故它是最常用的方法之一。不用磁粉顯示的，習(xí)慣上稱為漏磁探傷，它常借助于感應(yīng)線圈、磁敏管、霍爾元件等來反映缺陷，它比磁粉探傷更衛(wèi)生，但不如前者直觀。由于目前磁力檢測(cè)主要用磁粉來顯示缺陷，因此，人們有時(shí)把磁粉檢測(cè)直接稱為磁力檢測(cè)，其設(shè)備稱為磁力檢測(cè)設(shè)備。適用范圍 可以對(duì)鐵磁性原材料，如鋼板、鋼管、鑄鋼件等進(jìn)行檢測(cè)，也可以對(duì)鐵磁性結(jié)構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)。 局限性 僅適用鐵磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)人員的視力、工作場(chǎng)所、被檢對(duì)象的規(guī)格、 形狀等有一定的要求。 優(yōu)點(diǎn) 經(jīng)濟(jì)、方便、效率高、靈敏度高、檢測(cè)結(jié)果直觀。2.2滲透檢測(cè)（PT） 滲透檢測(cè)方法 滲透檢測(cè)是利用毛細(xì)現(xiàn)象來進(jìn)行檢測(cè)的方法。

7、對(duì)于表面光滑而清潔的零部件，用一種帶色（常為紅色）或帶有熒光的、滲透性很強(qiáng)的液體，涂覆于待探零部件的表面。若表面有肉眼不能直接察知的微裂紋，由于該液體的滲透性很強(qiáng)，它將沿著裂紋滲透到其根部，經(jīng)過一定時(shí)間后，滲透液可以滲透到表面開口的缺陷中去。然后將表面的滲透液洗去，再涂上對(duì)比度較大的顯示液（常為白色）。放置片刻后，由于裂紋很窄，毛細(xì)現(xiàn)象作用顯著，原滲透到裂紋內(nèi)的滲透液將上升到表面并擴(kuò)散，在白色的襯底上顯出較粗的紅線，從而顯示出裂紋露于表面的形狀，因此，常稱為著色檢測(cè)。若滲透液采用的是帶熒光的液體，由毛細(xì)現(xiàn)象上升到表面的液體，則會(huì)在紫外燈照射下發(fā)出熒光，從而更能顯示出裂紋露于表面的形狀，故常常又

8、將此時(shí)的滲透探傷直接稱為熒光檢測(cè)。此檢測(cè)方法也可用于金屬和非金屬表面檢測(cè)。其使用的探傷液劑有較大氣味，常有一定毒性。適用范圍 適用于非多孔狀固體表面開口缺陷。 局限性 僅適用于表面開口缺陷的檢測(cè)，而且對(duì)被檢對(duì)象的表面光潔度要求較高，涂料、鐵銹、氧化皮會(huì)覆蓋表面 缺陷而造成漏檢。對(duì)檢測(cè)人員的視力有一定要求，成本相對(duì)較高。 優(yōu)點(diǎn) 設(shè)備輕便、操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)靈敏度高，結(jié)果直觀、準(zhǔn)確。 2.3超聲波檢測(cè)（UT） 超聲波檢測(cè)方法 人們的耳朵能直接接收到的聲波的頻率范圍通常是20Hz到20kHz，即音（聲）頻。頻率低于20Hz的稱為次聲波，高于20kHz的稱為超聲波。工業(yè)上常用數(shù)兆赫茲超聲波來進(jìn)行探傷檢測(cè)。

9、超聲波頻率高，則傳播的直線性強(qiáng)，又易于在固體中傳播，并且遇到兩種不同介質(zhì)形成的界面時(shí)易于反射，這樣就可以用它來探傷檢測(cè)。通常用超聲波探頭與待探工件表面良好的接觸，探頭則可有效地向工件發(fā)射超聲波，并能接收（缺陷）界面反射來的超聲波，同時(shí)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再傳輸給儀器進(jìn)行處理。根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播的速度（常稱聲速）和傳播的時(shí)間，就可知道缺陷的位置。當(dāng)缺陷越大，反射面則越大，其反射的能量也就越大，故可根據(jù)反射能量的大小來查知各缺陷（當(dāng)量）的大小。常用的探傷波形有縱波、橫波、表面波等，前二者適用于探測(cè)內(nèi)部缺陷，后者適宜于探測(cè)表面缺陷，但對(duì)表面的條件要求高。用于鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)的主要是縱波和橫波。 適用范圍 適

10、用于各類焊逢、板材、管材、棒材、鍛件、鑄件以及復(fù)合材料的檢測(cè)，特別適合厚度較大的工件。 局限性 檢測(cè)結(jié)果可追溯性較差；定性困難，定量不精確，人為因素較多；對(duì)被檢工件的材質(zhì)規(guī)格，幾何形狀有一 定要求。 優(yōu)點(diǎn) 檢測(cè)成本低、速度快、周期短、效率高；儀器小、操作方便；能對(duì)缺陷進(jìn)行精確定位；對(duì)面積型缺陷的檢 出率較高（如裂紋、未熔合等）2.4 射線檢測(cè)（RT）射線檢測(cè)方法 射線檢測(cè)是利用射線的穿透性和直線性來檢測(cè)的方法。這些射線雖然不會(huì)像可見光那樣憑肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器來接收。常用于探傷檢測(cè)的射線有x光和同位素發(fā)出的射線，分別稱為x光探傷和射線探傷。當(dāng)這些射線穿過（

11、照射）物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的密度越大，射線強(qiáng)度減弱得越多，即射線能穿透過該物質(zhì)的強(qiáng)度就越小。此時(shí)，若用照相底片接收，則底片的感光量就小；若用儀器來接收，獲得的信號(hào)就弱。因此，用射線來照射待探傷的零部件時(shí)，若其內(nèi)部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過有缺陷的路徑比沒有缺陷的路徑所透過的物質(zhì)密度要小得多，其強(qiáng)度就減弱得少些，即透過的強(qiáng)度就大些，若用底片接收，則感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直于射線方向的平面投影；若用其它接收器也同樣可以用儀表來反映缺陷垂直于射線方向的平面投影和射線的透過量。由此可見，一般情況下，射線探傷是不易發(fā)現(xiàn)裂紋的，或者說，射線探傷對(duì)裂紋是不敏感的。因此，射線探傷對(duì)氣孔、夾渣、未

12、焊透等體積型缺陷最敏感。即射線探傷適宜用于體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。 適用范圍 適用較薄而不是較厚（如果工件的厚度超過 80mm 就要使用特殊設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，如加速器）的工件的內(nèi)部體 積型缺陷的檢測(cè)。 局限性 檢測(cè)成本高、周期長，工作效率低；不適用角焊逢、板材、管材、棒材、鍛件的檢測(cè)；對(duì)面狀的缺陷檢出 率較低；對(duì)缺陷的高度和缺陷在被檢對(duì)象中的深度較難確定；影響人體健康。優(yōu)點(diǎn) 檢測(cè)結(jié)果直觀、定性定量準(zhǔn)確；檢測(cè)結(jié)果有記錄，可以長期保存，可追溯性較強(qiáng)。2.5渦流檢測(cè)（ET） 渦流檢測(cè)方法 將通有交流電的線圈置于待測(cè)的金屬板上或套在待測(cè)的金屬管外。這時(shí)線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使試件中

13、產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)交變電流，稱為渦流。渦流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關(guān)外，還取決于試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對(duì)不變的條件下，用一探測(cè)線圈測(cè)量渦流所引起的磁場(chǎng)變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進(jìn)而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流，具有，所檢測(cè)到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。 適用范圍 渦流法主要用于生產(chǎn)線上的金屬管、棒、線的快速檢測(cè)以及大批量零件如軸承鋼球、汽門等的探傷（這時(shí)除渦流儀器外尚須配備自動(dòng)裝卸和傳送的機(jī)械裝置）、材質(zhì)分選和硬度測(cè)量，也可用來測(cè)量鍍層和涂膜的厚度。 局限性 渦流檢測(cè)的對(duì)象必須是導(dǎo)電材料，且由于電磁感應(yīng)的原因，只適用于檢測(cè)金屬表面缺陷，不適用檢測(cè)金屬材料深層的內(nèi)部缺陷。 優(yōu)點(diǎn) 渦流檢測(cè)時(shí)線圈不需與被測(cè)物直接接觸，可進(jìn)行高速檢測(cè),對(duì)表面缺陷的探測(cè)靈敏度高，可對(duì)工件的狹窄區(qū)域及深孔壁(包括管壁)等進(jìn)行檢測(cè)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。3、 結(jié)論綜上所述，每種無損檢測(cè)方法的原理和特點(diǎn)各不相同，且適用的檢測(cè)對(duì)象也不一樣。在建筑鋼結(jié)構(gòu)的行業(yè)中應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的整體性能，檢測(cè)成本及被檢對(duì)象的規(guī)格、材質(zhì)、缺陷的性質(zhì)、缺陷產(chǎn)生的位置等諸多因素合理選擇無損檢測(cè)方法。一般地，選擇無損檢測(cè)方法及合格等級(jí)，是