引言

钢结构的强度高、经济效益好等优势使得钢结构在装配式建筑中的应用范围越来越广，但是在装配式建筑工程中出现了许多安全质量事故，严重威胁人们的生命安全。因此，钢结构检测技术非常重要，同时也是保障装配式建筑钢结构安全的主要手段。常见的钢结构检测主要包括模拟实验、破坏性实验和无损实验，根据不同的钢结构使用功能选择不同的检测方法，一般来说，模拟实验能够对钢结构的整体性能做出准确的评估，但是评估成本比较高，需要的时间也比较长，难以大面积推广。破坏性实验是技术人员在钢结构中截取一部分进行检测，需要用到精密的仪器，对于技术人员的要求也比较高，同时无法对整个钢结构进行检测，只能是抽检，而且还会破坏钢结构，增加钢结构检测成本。无损检测技术在不破坏钢结构的前提下能够对原材料和钢结构进行完全检测，整个操作过程比较简单，成本也控制在合理的范围内，受到了钢结构工业厂商的青睐。上个世纪80年代，无损检测技术就被应用于钢结构建筑工程，取得了非常好的效果。

1. 钢结构无损检测技术概述

无损检测技术是一种基于物理学、力学、电学、磁学等原理，通过对被检测材料进行非破坏性探测和分析，判断材料内部是否存在缺陷或劣化现象的技术。钢结构无损检测技术主要应用于建筑、桥梁、航空、航天等领域，具有重要的意义。钢结构无损检测技术可以分为不同类型，包括超声波检测、磁粉探伤、射线检测和磁记忆检测等。每种技术都有其特定的原理和适用范围，可以根据具体情况选择合适的技术进行无损检测。

钢结构无损检测技术可以检测钢结构中的缺陷和损伤，如裂纹、疲劳、腐蚀等问题。通过检测，可以及时发现和修复这些问题，保证钢结构的安全性和可靠性。此外，钢结构无损检测技术还可以评估钢结构的使用寿命，帮助企业进行维护和管理，延长钢结构的使用寿命，降低企业的维护成本和风险。因此，钢结构无损检测技术在工业、建筑、交通等领域得到了广泛的应用。

2. 常见装配式建筑钢结构无损检测技术研究

2.1磁粉检测技术

磁粉检测技术原理就是在铁磁性材料和零构件被磁化后，受不连续存在的影响，导致工件表面和附近的磁力线发生变化，出现漏磁场的现象，吸附施加在刚构建表面的磁粉，在特定的光照条件下，能够看到刚构件的磁痕，显示出就连续的位置、大小和形状，以此来达到钢结构检测的目的。这种磁粉检测技术适用于铁磁性材料钢结构工件，比如钢管、钢板等，具体来说，磁粉检测非常适合铁磁性材料表面和近表面尺寸小的钢构件，运用磁粉能够发现眼睛难以发现的不连续性，同时还能够检测板材、管材等，能够及时发现白纹、裂纹等，但是值得注意的一点是，磁粉检测不适合奥氏体不锈钢材料、非磁性材料等，对表面浅浅的划伤或者埋藏比较深的缺陷难以发现。

磁粉检测技术成本比较低，检测效率比较高，能够在很短的时间内快速得到检测结果，是表面缺陷检测的首选方法之一。但同时也存在一定的不足之处，只能检测到钢结构材料的表面缺陷，无法判断钢结构内部质量情况，同时对于检测员的视力和经验要求非常高，需要寻找到合适的光照条件，才能看到钢结构表面的缺陷。

2.2放射检测技术

放射检测原理是采用X射线穿透被检物体而形成感光底片的方法进行检查的一种方法。根据不同物质对X射线的吸收能力不同主要可以分为空气成像法和液体成像法两种方式，钢结构无损放射检测技术是一种非破坏性检测方法，它可以通过利用放射性同位素的辐射能量对钢结构进行检测。相比于传统的检测方法，钢结构无损放射检测技术具有许多优势，检测更加可靠、检测速度快、检测结果准确性高，钢结构无损放射检测技术可以广泛应用于各种钢结构的检测中，特别是在大型钢结构工程中，其优势更加明显。该技术能够快速、准确地检测出钢结构中的焊缝、材料缺陷、构件内部缺陷、结构腐蚀和变形等问题，帮助工程师及时发现并解决问题，保证工程质量和安全性。同时，钢结构无损放射检测技术具有非侵入性，不会对钢结构造成任何影响，属于钢结构重要的无损检测技术，因此被广泛应用于各种建筑、桥梁、厂房等钢结构工程的检测中。在建筑工程中，钢结构是一种广泛应用的结构形式，而钢结构无损放射检测技术可以有效地检测钢结构中的缺陷和裂纹等问题，保证了钢结构的安全性和可靠性。放射检测技术非常适合80㎜以内的缺陷检测，检测结果准确，而且方便存档，但是这种检测方法成本偏高，检测周期长，检测效率比较低，同时如果长期从事检测工作，会对检测人员的身体造成损害。

2.3超声波检测技术

由于钢结构具有强度高、重量轻、安装机械化程度高、密封性能好等特点，而越来越多的在工程结构体系中得到应用。钢结构的焊接质量对其安全性是至关重要的，因此对焊缝的质量进行检测是十分必要的。钢结构无损检测是指不损坏工件或原材料工作状态的前提下对其焊接质量进行的检测。无损检测主要分为射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、着色探伤等，其中超声波检测技术是钢结构焊缝检测最重要的方法。超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷。当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

超声波检测技术优势如下:（1）超声波的声束能集中在特定的方向上，在介质中沿直线传播，具有良好的指向性；（2）超声波在介质中的传播过程中，会发生衰减和散射；（3）超声波在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性，可以获得从缺陷界面反射回来的反射波，从而达到探测缺陷的目的；（4）超声波的能量比声波大得多；（5）超声波在固体中的传输损失小，探测深度大。由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其不能通过气体与固体的界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层之类的缺陷（缺陷中有气体）或夹渣之类的缺陷（缺陷中有异种介质），超声波传播到金属与缺陷的界面处，就会全部或部分被反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就显示出不同高度和有一定间距的波形。探伤人员则根据波形的变化特征，判断缺陷在工件中的深度、大小和类型。

同时超声波检测技术也存在不足，超声波检测结果难以长期保存，很难形成钢结构历史检测答案，更多依赖检测人员的工作经验。

2.4渗透检验技术

渗透检测的原理是零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下（紫外线光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被显示，（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。渗透检测可检测各种材料，金属、非金属材料；磁性、非磁性材料；焊接、锻造、轧制等加工方式；具有较高的灵敏度（可发现0.1μm宽缺陷），同时显示直观、操作方便、检测费用低。但它只能检出表面开口的缺陷，不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；只能检出缺陷的表面分布，难以确定缺陷的实际深度，因而很难对缺陷做出定量评价，检出结果受操作者的影响也较大。

优点如下:(1)可检测各种材料；金属、非金属材料；磁性、非磁性材料；焊接、锻造、轧制等加工方式；(2)具有较高的灵敏度（可发现0.1μm宽缺陷）(3)显示直观、操作方便、检测费用低。

缺点如下:(1)它只能检出表面开口的缺陷，对于检测对象的光洁度也有一定的要求，如果被检测对象表面覆盖了其他材料，就很难检测到钢结构的缺陷；(2)不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；(3)渗透检测只能检出缺陷的表面分布，难以确定缺陷的实际深度，因而很难对缺陷做出定量评价。检出结果受操作者的影响也较大。(4)检测成本比较高，对于检测工作人员的视力也有更高的要求。

3. 常见装配式建筑钢结构无损检测技术发展趋势

3.1检测设备专用化需求持续增强

钢结构无损检测设备应用广泛，在不同的应用领域，检测对象的材料固有属性、材料缺陷的位置及缺陷程度，检测对象的外观形状、所处运行环境均有所不同。同时，随着超声相控阵设备逐渐普及，复杂构件的检测方法和缺陷评价方法更加专业化，行业的无损检测标准、检测工艺日趋多样化和复杂化。因此，为客户提供由检测设备、探头楔块、扫查装置、分析测量软件组成的有针对性的、完整的工业无损检测专用化应用解决方案越来越重要。未来，无损检测设备将逐步由通用型设备向满足行业多样化检测需求的专用解决方案方向转变。

3.2检测设备自动化程度提升

钢结构无损检测工作环境恶劣，人员需要在高空、存在有毒有害物质或者易燃易爆的环境中开展检测，当前检测操作以手工方式为主，存在着检测效率低、检测重复性差、人员安全性差和劳动强度大等问题。在一些固定场所如钢板、管材和坯材生产厂家，已广泛应用在线自动化检测设备取代人工检测，极大提高了检测的效率和检测的质量。因此，使用自动化检测设备代替人工检测是工业无损检测行业的重要发展方向。

3.3超声成像化检测技术与信息技术和智能化相结合

超声波相控阵技术和全聚焦技术使用多阵元换能器来发射和接收超声波，具有超声波声束角度可控、全矩阵数据采集和动态聚焦的特点，可以成像化、高速、全方位的检测复杂结构件内部缺陷。物联网、云计算与人工智能是信息化技术发展的重要趋势，设备通过搭载4G/5G等通信技术，设备状态、设备感知获取的信息能够实时的传输到云端服务器，实现高效、全面、准确的对设备处理对象的状态和发展趋势做出辅助判断。超声成像化检测技术与信息技术和智能化相结合，是超声无损检测发展的重要趋势。

3.4多模态检测技术融合

钢结构无损检测领域中不同检测技术各有优缺点，如射线检测技术对材料内部体积型缺陷有很高的灵敏度，超声检测技术对材料内部面积型有很高的灵敏度，因此在检测中通常多种检测技术同时使用。在一台检测设备中融合多种无损检测技术，通过对各种技术的检测结果进行综合分析与评价，可以有效的提高检测的准确性和检测效率，多种检测技术优势互补的多模态融合检测是无损检测行业未来重要的技术发展趋势。

结束语:综上所述，装配式钢结构无损检测技术非常多，任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点和缺点。由于各种检测方法都具有一定的特点，为提高检测结果可靠性，应根据设备材质、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、部位和取向，选择最适当无损检测方法，应尽可能多用几种检测方法，互相取长补短，以保障装配式建筑钢结构质量。

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