鋼結(jié)構(gòu)由于強(qiáng)度高、重量輕、外觀新穎，在工程結(jié)構(gòu)中負(fù)于主要的承載力，而越來越多應(yīng)用在超高層、大空間、大跨度的建筑體系內(nèi)。 鋼結(jié)構(gòu)建筑的焊接質(zhì)量是至關(guān)重要的。 鋼結(jié)構(gòu)無損檢測有射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、著色探傷 等。 其中超聲波無損檢測技術(shù)是鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測最重要的方法。 超聲波檢測由于其本身的特點(diǎn)，使得它在許多領(lǐng)域特別是鋼材焊接結(jié)構(gòu)的檢測中，得到了廣泛的應(yīng)用。

1常用的無損檢測方法

無損檢測是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下， 對被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測試手段。一般目前常用的方法有：①射線探傷（包括X光射線探傷和Y射線探傷）；②超聲波探傷；③磁粉探傷；④滲透探傷；⑤渦流探傷；⑥螢光探傷；⑦著色探傷。

2各種無損檢測方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)

2.1射線探傷

射線探傷是利用射線的穿透性和直線性來探傷的方法。射線探傷首先是由射線發(fā)生器發(fā)出的射線穿透金屬構(gòu)件而起作用。 這些射線雖然不會像可見光那樣憑肉眼就能直接探知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器來接收。

常用探傷的射線有X射線光、 同位素發(fā)出的Y射線，分別稱為X光探傷和Y射線探傷。當(dāng)這些射線穿過（照射）物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的密度越大，射線強(qiáng)度衰減越多，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，獲得的信號也弱。

因此，用射線來照射待探傷的零部件，若其內(nèi)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)度就減弱的少些， 即透過的強(qiáng)度就大；若用底片接收，則感光量就大些。 這就可以從底片上反映出缺陷在垂直于射線方向的平面投影；若用其他接收器也同樣可以用儀表來反映缺陷在垂直于射線方向的平面投影和射線不同的透過量。

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，射線探傷對裂紋是不敏感的。 射線探傷對氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感。 即射線探傷適宜于體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。 射線探傷機(jī)一般也比較昂貴，而且射線對人體有損傷作用，操作人員及使用環(huán)境需要防護(hù)措施，因而使用條件有一定的限制。

2.2超聲波探傷

超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來檢查零件缺陷。 當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來，在螢光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。

超聲波探傷比 X 射線探傷具有較高的探傷靈敏度。 其有操作周期短、成本低、靈活方便、效率高、對人體無害等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對工作表面要求要平滑，并需富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能準(zhǔn)確辨別缺陷種類，對缺陷沒有直觀性。 超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗(yàn)。

超聲波探傷的主要優(yōu)點(diǎn)有：①穿透能力強(qiáng)，探測深度可達(dá)數(shù)米；②靈敏度高，可探測出與直徑約十分之幾毫米的 空氣隙反射能力相當(dāng)?shù)姆瓷潴w缺陷；③在確定內(nèi)部反射體的位向、大小、形狀及性質(zhì)等方面較為準(zhǔn)確；④僅須從一面接近被檢驗(yàn)的物體；⑤可立即提供缺陷檢驗(yàn)結(jié)果；⑥操作安全，設(shè)備輕便；⑦可應(yīng)用于非金屬物檢測，如廣泛應(yīng)用于混凝土樁 基的缺陷檢測等。

超聲波探傷的主要缺點(diǎn)有：①要由有經(jīng)驗(yàn)的人員謹(jǐn)慎操作， 室外操作需有超聲波探傷車；②對粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查；③對發(fā)現(xiàn)缺陷作十分準(zhǔn)確的定性、定量表征仍有困難。

2.3磁粉探傷

磁粉探傷的基本原理是： 鐵磁性材料的磁率遠(yuǎn)大于非鐵磁材料的導(dǎo)磁率，  根據(jù)工件被磁化后的磁通密度 B＝μH來分析，在工件的單位面積上穿過 B 根磁力線，而在缺陷區(qū)域的單位面積 上不能容許 B 根磁力線通過， 就迫使一部分磁力線擠到缺陷下面的材料里，其它磁力線不得不被迫溢出工件表面以外形成漏磁， 磁粉將被這樣所引起的漏磁所吸引。 當(dāng)工件磁化時(shí)，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷處的磁阻增大而產(chǎn)生漏磁，形成局部磁場，磁粉便在此處顯示缺陷的形狀和位置，從而判斷缺陷的存在。

磁粉探傷的種類有：①按工件磁化方向的不同，可分為周向磁化法、縱向磁化法、復(fù)合磁化法和旋轉(zhuǎn)磁化法。 ②按采用磁化電流的不同可分為：直流磁化法、半波直流磁化法和交流磁化法。 ③按探傷所采用磁粉的配制不同，可分為干粉法和濕粉法。

磁粉探傷的優(yōu)缺點(diǎn)主要有：磁粉探傷設(shè)備簡單、操作容易、檢驗(yàn)迅速、具有較高的探傷靈敏度，可用來發(fā)現(xiàn)鐵磁材 料鎳、鈷及其合金、碳素鋼及某些合金鋼的表面或近表面的缺陷；適于薄壁件或焊縫表面裂紋的檢驗(yàn)，也能顯露出一定深度和大小的未焊透構(gòu)件缺陷；但難于發(fā)現(xiàn)氣孔、夾碴及隱藏在焊縫深處的缺陷。某些轉(zhuǎn)動(dòng)部件的剩磁將會吸引鐵屑而使部件在轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生摩擦損壞，如軸類軸承等。 某些零件的剩磁將會使附近的儀表指示失常。 因此某些零件在磁粉探傷后要進(jìn)行退磁處理。

2.4滲透探傷

滲透探傷原理是利用物理學(xué)中毛細(xì)管滲透吸附現(xiàn)象的顯像原理， 將黃綠色熒光滲透液或有色非熒光滲透液，滲入工件開口缺陷的縫隙，經(jīng)清洗、顯像，從而檢測工件表面開口缺陷的一種探傷方法，簡稱 PT。 對試件進(jìn)行液體滲透探傷時(shí)，首先將被檢試件擦洗干凈，浸于滲透劑中，或?qū)B透劑噴 涂在試件表面， 使具有良好流動(dòng)性和滲透能力的滲透液，滲入到試件表面有開口的缺陷縫隙內(nèi)。 然后，將試件表面擦拭干凈，噴以顯像劑，由于毛細(xì)管滲透吸附作用，滲入缺陷縫隙 的滲透劑，又重新滲到顯像劑上，呈現(xiàn)出缺陷的形象。

滲透探傷的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作較為容易、缺陷顯現(xiàn)直觀、容易判斷、不受材料種類的限制，可檢查各類鋼材， 包括奧氏不銹鋼、銅、鋁等非鐵磁性材料。 滲透探傷的缺點(diǎn)： 不能用于檢驗(yàn)多孔性材料，也只能檢查工件表面的開口性缺陷，所用試劑有一定的毒性，并對被檢工件的表面光潔度有一定要求，使它的應(yīng)用范圍受到一定的限制。

2.5渦流探傷

（1）渦流探傷是利用導(dǎo)電材料的電磁感應(yīng)現(xiàn)象， 通過測量感應(yīng)量的變化進(jìn)行無損檢測的方法。 按試件的形狀和檢測目的的不同，可采用不同形式的線圈，通常有穿過式、探頭式和插入式線圈 3 種。 穿過式線圈用來檢測管材、棒材和線材。它的內(nèi)徑略大于被檢物件，使用時(shí)使被檢物體以一定的速度在線圈內(nèi)通過，可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、凹坑等缺陷。 探頭式線圈適用于對試件進(jìn)行局部探測。 應(yīng)用時(shí)線圈置于金屬板、管或其他零件上，可檢查飛機(jī)起落撐桿內(nèi)筒上和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的疲勞裂紋等。 插入式線圈也稱內(nèi)部探頭，放在管子或零件的孔內(nèi)用來作內(nèi)壁檢測，可用于檢查各種管道內(nèi)壁的腐蝕程度等。 為了提高檢測靈敏度，探頭式和插入式線圈大多裝有磁芯。 渦流法主要用于生產(chǎn)線上的金屬管、棒、線的快速檢測，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)分選和硬度測量，也可用來測量鍍層和涂膜的厚度。

（2）渦流探傷的優(yōu)點(diǎn)： 渦流檢測時(shí)線圈不需與被測物直

接接觸，可進(jìn)行高速檢測，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 渦流探傷的缺點(diǎn)：不適用于形狀復(fù)雜的零件，而且只能檢測導(dǎo)電材料的表面和近表面缺陷，檢測結(jié)果也易于受到材料本身及其他因素的干擾。

2.6螢光探傷

（1）螢光探傷原理： 利用熒光物質(zhì)在紫外線照射下發(fā)光的性質(zhì)，將熒光物質(zhì)涂在零件表面上，借助熒光檢驗(yàn)零件表面缺陷，將溶有熒光染料的滲透劑滲入工件表面的微小裂紋中，清洗后涂吸附劑，使缺陷內(nèi)的熒光油液滲出表面，在紫外線燈照射下顯現(xiàn)黃綠色熒光斑點(diǎn)或條紋，從而發(fā)現(xiàn)和判斷缺陷的方法。 熒光探傷應(yīng)屬于液體滲透探傷。 熒光探傷用來檢驗(yàn)零件表面的缺陷。 可檢驗(yàn)磁性和非磁性金屬材料，也可以檢驗(yàn)非金屬材料。

2.7著色探傷

著色（滲透）探傷的基本原理是利用毛細(xì)現(xiàn)象使?jié)B透液滲入缺陷，經(jīng)清洗使表面滲透液去除，而缺陷中的滲透殘瘤， 再利用顯像劑的毛細(xì)管作用吸附出缺陷中殘瘤滲透液而達(dá)到檢驗(yàn)缺陷的目的。 著色探傷又可以分為干粉法檢驗(yàn)和濕粉法檢驗(yàn)。 干粉法檢驗(yàn)對近表面缺陷的檢出能力高，特別適于大面積或野外探傷； 濕粉法檢驗(yàn)對表面細(xì)小缺陷檢出能力高，特別適于不規(guī)則形狀的小型零件的批量探傷。

3各種探傷方法適用的場合

各種探傷方法具體適用的場合，要按焊縫具體的位置和結(jié)構(gòu)所處的形態(tài)，以及產(chǎn)品的要求精確度，根據(jù)檢測人員的經(jīng)驗(yàn)選擇適當(dāng)?shù)奶絺椒ā?/div>