鋼結構由于強度高、重量輕、外觀新穎，在工程結構中負于主要的承載力，而越來越多應用在超高層、大空間、大跨度的建筑體系內。鋼結構建筑的焊接質量是至關重要的。 鋼結構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是鋼結構焊縫檢測*重要的方法。 超聲波檢測由于其本身的特點，使得它在許多領域特別是鋼材焊接結構的檢測中，得到了廣泛的應用。

　　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的前提下， 對被檢驗部件的表面和內部質量進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缺點

　　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**是由射線發生器發出的射線穿透金屬構件而起作用。 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、 同位素發出的Y射線，分別稱為X光探傷和Y射線探傷。當這些射線穿過(照射)物質時，該物質的密度越大，射線強度衰減越多，即射線能穿透過 該物質的強度就越小。 此時，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密度要小得多，其強度就減弱的少些， 即透過的強度就大;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，射線探傷是不易發現裂紋的，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*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，操作人員及使用環境需要防護措施，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，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷。 當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發生反射波來，在螢光屏上形成脈沖波形，根據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、對人體無害等優點。缺點是對工作表面要求要平滑，并需富有經驗的檢驗人員才能準確辨別缺陷種類，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。

　　超聲波探傷的主要優點有：①穿透能力強，探測深度可達數米;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的反射體缺陷;③在確定內部反射體的位向、大小、形狀及性質等方面較為準確;④僅須從一面接近被檢驗的物體;⑤可立即提供缺陷檢驗結果;⑥操作安全，設備輕便;⑦可應用于非金屬物檢測，如廣泛應用于混凝土樁 基的缺陷檢測等。

　　超聲波探傷的主要缺點有：①要由有經驗的人員謹慎操作， 室外操作需有超聲波探傷車;②對粗糙、形狀不規則、小、薄或非均質材料難以檢查;③對發現缺陷作十分準確的定性、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大于非鐵磁材料的導磁率， 根據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。 當工件磁化時，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷處的磁阻增大而產生漏磁，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、復合磁化法和旋轉磁化法。 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。

　　磁粉探傷的優缺點主要有：磁粉探傷設備簡單、操作容易、檢驗迅速、具有較高的探傷靈敏度，可用來發現鐵磁材 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，也能顯露出一定深度和大小的未焊透構件缺陷;但難于發現氣孔、夾碴及隱藏在焊縫深處的缺陷。某些轉動部件的剩磁將會吸引鐵屑而使部件在轉動中產生摩擦損壞，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行退磁處理。

　　2.4滲透探傷

　　滲透探傷原理是利用物理學中毛細管滲透吸附現象的顯像原理， 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。 對試件進行液體滲透探傷時，**將被檢試件擦洗干凈，浸于滲透劑中，或將滲透劑噴 涂在試件表面， 使具有良好流動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。 然后，將試件表面擦拭干凈，噴以顯像劑，由于毛細管滲透吸附作用，滲入缺陷縫隙 的滲透劑，又重新滲到顯像劑上，呈現出缺陷的形象。

　　滲透探傷的優點：設備簡單、操作較為容易、缺陷顯現直觀、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： 不能用于檢驗多孔性材料，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)渦流探傷是利用導電材料的電磁感應現象， 通過測量感應量的變化進行無損檢測的方法。 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。它的內徑略大于被檢物件，使用時使被檢物體以一定的速度在線圈內通過，可發現裂紋、夾雜、凹坑等缺陷。 探頭式線圈適用于對試件進行局部探測。 應用時線圈置于金屬板、管或其他零件上，可檢查飛機起落撐桿內筒上和渦輪發動機葉片上的疲勞裂紋等。 插入式線圈也稱內部探頭，放在管子或零件的孔內用來作內壁檢測，可用于檢查各種管道內壁的腐蝕程度等。 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(這時除渦流儀器外尚須配備自動裝卸和傳送的機械裝置)、 材質分選和硬度測量，也可用來測量鍍層和涂膜的厚度。

　　(2)渦流探傷的優點： 渦流檢測時線圈不需與被測物直

　　接接觸，可進行高速檢測，易于實現自動化。 渦流探傷的缺點：不適用于形狀復雜的零件，而且只能檢測導電材料的表面和近表面缺陷，檢測結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： 利用熒光物質在紫外線照射下發光的性質，將熒光物質涂在零件表面上，借助熒光檢驗零件表面缺陷，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，使缺陷內的熒光油液滲出表面，在紫外線燈照射下顯現黃綠色熒光斑點或條紋，從而發現和判斷缺陷的方法。 熒光探傷應屬于液體滲透探傷。 熒光探傷用來檢驗零件表面的缺陷。 可檢驗磁性和非磁性金屬材料，也可以檢驗非金屬材料。

　　2.7著色探傷

　　著色(滲透)探傷的基本原理是利用毛細現象使滲透液滲入缺陷，經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管作用吸附出缺陷中殘瘤滲透液而達到檢驗缺陷的目的。 著色探傷又可以分為干粉法檢驗和濕粉法檢驗。 干粉法檢驗對近表面缺陷的檢出能力高，特別適于大面積或野外探傷; 濕粉法檢驗對表面細小缺陷檢出能力高，特別適于不規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構所處的形態，以及產品的要求精確度，根據檢測人員的經驗選擇適當的探傷方法。

　　3.1射線探傷

　　射線探傷對內部探傷適用，不適用表面探傷。 探傷環境需有防護措施，射線速度慢效率低，時間長，不易探出缺陷的 深淺位置，能探出缺陷的形狀及精確的尺寸大小。

　　3.2超聲波探傷

　　超聲波探傷主要用于部件表層以下內部探傷，一般用于要求較高的機加工部件探傷，對缺陷的判別要求較高， 需經培訓的專門人員。 操作經驗技術要求高，對工件表面粗糙度要求高，設備投入大。

　　3.3磁粉探傷

　　磁粉探傷主要探表層深度 3mm 內缺陷。 用于導磁性材料探傷，使用成本低，對產品表面粗糙度要求低，探傷設備設備價值大(比滲透探傷)。 常用于產品常規工藝檢查，大批量檢查。 要求高時，也可用螢光磁粉探傷，檢查方便。

　　3.4滲透探傷

　　滲透探傷可用于非導磁材料， 操作方便，攜帶容易。有毒性，易燃易爆。 一般用于產品表面復雜零件，受測面積較小時使用。 如焊縫修補時，常用 PT 查裂紋是否磨干凈等。

　　3.5電磁(渦流)探傷

　　適用于由鋼鐵、有色金屬以及石墨等導電體所制成的制品， 如鐵磁性和非鐵磁性的型材和零件，石墨制品等。 能發現裂紋、折疊、凹坑、夾雜、疏松等表面和近表面缺陷。 但它不適用于玻璃、石頭、合成樹脂等非導電材料。

　　這鐘方法適用的檢測項目有：①探傷： 工件表面和接近表面處的缺陷檢測，當配有傳動裝置時，可實行自動化檢測;②材質檢測：可用作金屬的種類、成分、熱處理狀態等變化的分選和質量評判檢測;③尺寸檢測：試件的尺寸、滲鍍(涂)層厚度、腐蝕狀況和變形的檢測;④形狀檢測：試件形狀變化的評判。

　　3.6螢光探傷

　　熒光探傷燈能輻射出強烈的 365.0 納米波長紫外線，玻殼內壁鍍有反射層，光線集中，可直接進行熒光探傷和熒光分析，產品廣泛用于飛機、鐵路、鍛造、冶金機械等行業，倍受贊譽。

　　3.7著色探傷

　　著色探傷主要探工件表面缺陷 ( 對不銹鋼探傷比較適用)。 著色探傷的干粉法檢驗特別適于大面積或野外探傷;著色探傷的濕粉法檢驗特別適于不規則形狀的小型零件的批量探傷。

　　4.結語

　　超聲波探傷、磁粉探傷等不同性能的優缺點分析應用， 可對各種建筑構件缺陷檢測的適應性與可操作性進行選擇，讓它們更好地為建筑工程服務。隨著建筑材料的應用多樣化，鋼結構無損檢測的手段也趨于多樣化，研究與分析無損檢測的應用，特別是射線探傷。