孫勇

（江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司，江西南昌330103）

0 引言

相比較傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)的承重能力較為突出，因此在橋梁建造過程中的使用較為廣泛，既能進(jìn)一步提升橋梁工程建設(shè)的整體質(zhì)量，也能使橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能得到進(jìn)一步完善。在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，施工人員需要通過焊接的方式讓各個(gè)構(gòu)造組件拼接起來，因此焊接質(zhì)量會(huì)在一定程度上影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量，故而對(duì)于施工人員來說，在建設(shè)施工過程中需要采用特定的方式檢查鋼結(jié)構(gòu)的焊接效果，但又要保證不破壞結(jié)構(gòu)本身。如果能夠在鋼結(jié)構(gòu)的橋梁工程建設(shè)過程中使用焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，那么鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就能得到進(jìn)一步保障。

1 鋼結(jié)構(gòu)概述

鋼結(jié)構(gòu)是一種新型的橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，相比較混凝土結(jié)構(gòu)來說，鋼結(jié)構(gòu)具有耐久可塑性強(qiáng)等較為明顯的特點(diǎn)，且安裝起來較為方便，不需要耗費(fèi)施工人員過多的時(shí)間和精力。因此，除了在橋梁施工建設(shè)過程中會(huì)使用鋼結(jié)構(gòu)之外，在大跨度建筑以及高層建筑施工建設(shè)過程中，施工人員也會(huì)優(yōu)先考慮使用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)方面的特征：首先，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部安排具有原料均勻的特點(diǎn)，因此受力狀況不會(huì)與工程力學(xué)的理論計(jì)算結(jié)果相差太遠(yuǎn)。比起混凝土而言，鋼材的力學(xué)性質(zhì)更為優(yōu)異。其次，鋼結(jié)構(gòu)的塑性和耐久性能較好，因此即使在使用過程中受到較大的外力荷載沖擊也能夠通過頂風(fēng)應(yīng)力的再分配，達(dá)到良好的荷載效果。這就意味著鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中其內(nèi)部的應(yīng)力不會(huì)發(fā)生突變狀況，外部結(jié)構(gòu)不會(huì)由于應(yīng)力增加而遭受嚴(yán)重的破壞，這是鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)之一。除此之外，在遭遇地震時(shí)，使用鋼結(jié)構(gòu)還能夠吸收一部分地震能量，這意味著橋梁使用過程的抗震性能會(huì)得到進(jìn)一步的提升[1]。

2 鋼結(jié)構(gòu)超聲波無(wú)損檢測(cè)要求

在鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)工程的驗(yàn)收過程中，工作人員通常使用超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)完成相應(yīng)的檢測(cè)工作。根據(jù)相應(yīng)的檢測(cè)規(guī)范和制度要求，檢測(cè)人員會(huì)對(duì)橋梁工程建設(shè)中的中小焊縫進(jìn)行超聲檢測(cè)，其所檢測(cè)的焊縫長(zhǎng)度比例大概為100%和20%。如果施工人員是使用手工電弧焊完成單元制造的，那就意味著焊機(jī)的焊接水平可能存在明顯的差異化特征。在這種情況下，檢測(cè)人員需要對(duì)整批焊接質(zhì)量進(jìn)行細(xì)致且精準(zhǔn)的檢查，最終的檢查份額應(yīng)根據(jù)焊縫長(zhǎng)度的比例計(jì)算。通常情況下，驗(yàn)收人員會(huì)使用超聲波抽樣檢查方式完成焊縫的檢查工作，盡可能地通過企業(yè)內(nèi)部抽樣驗(yàn)證的方式完成一系列的驗(yàn)收工序[2]。

3 鋼結(jié)構(gòu)工程焊接技術(shù)使用問題探討

3.1 氣孔問題分析

在橋梁鋼結(jié)構(gòu)工程焊接過程中，經(jīng)常出現(xiàn)溶池高溫現(xiàn)象，導(dǎo)致金屬吸收大量的氣體，而且在金屬冷卻之前氣體沒能全部排出，金屬材料內(nèi)部出現(xiàn)空穴現(xiàn)象，最終影響到焊接施工的穩(wěn)定性能。而氣孔之所以會(huì)產(chǎn)生，大體是由于焊接劑沒能完全烘干，后續(xù)電弧偏出問題如果較為嚴(yán)重，最終影響到焊接質(zhì)量。

3.2 夾渣問題分析

在焊接工序完成后，金屬夾縫中經(jīng)常出現(xiàn)一些熔渣，如果這些熔渣未能得到及時(shí)清除，在后續(xù)的施工建設(shè)過程中，可能使焊接工序出現(xiàn)質(zhì)量方面的問題，使得焊接接口出現(xiàn)細(xì)小的裂縫。由于大部分施工焊接工作推進(jìn)的過程中都可能形成油垢，因此這種裂縫通常是很難被肉眼發(fā)現(xiàn)的。但為了持續(xù)性地提升焊接施工的速率，大部分施工人員不會(huì)花費(fèi)過多的時(shí)間和精力關(guān)注夾渣問題，因此這一問題遲遲無(wú)法得到解決[3]。

3.3 未焊透問題分析

有時(shí)為了在橋梁施工建設(shè)的過程中提升焊接進(jìn)度，工作人員會(huì)在焊接的接口處，還沒能來得及完全滲透的時(shí)間節(jié)點(diǎn)便進(jìn)行下一步的焊接施工，這就會(huì)導(dǎo)致焊接過程中的未焊透問題較為嚴(yán)重。而在實(shí)際的施工建設(shè)情境下，大部分焊接施工人員所使用的焊接電流并不理想，且焊接的速度過快，因此未焊透問題會(huì)變得更為嚴(yán)重。這是鋼結(jié)構(gòu)焊接施工建設(shè)過程中，需要考慮到的重要問題。

3.4 未融合問題

想要讓焊接質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升，就需要使焊接材料與金屬之間產(chǎn)生全面的融合。但實(shí)際上在具體的施工操作過程中，焊接材料與金屬的融合連接卻很難達(dá)到理想狀態(tài)。由于金屬坡口存在較為明顯的油垢且焊接的速度過快，因此金屬材料和焊接材料的融合存在一定困難，但如果不按照既定施工方案流程完成焊接施工，就很可能導(dǎo)致施工進(jìn)度出現(xiàn)紕漏，因此未融合問題也是值得施工人員重視和考慮的[4]。

4 焊縫無(wú)損檢測(cè)優(yōu)化措施分析

4.1 合理使用滲透檢測(cè)技術(shù)

滲透檢測(cè)技術(shù)是目前橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工建設(shè)過程中，完成焊縫無(wú)損檢測(cè)的重要技術(shù)之一。這一檢測(cè)技術(shù)又被稱為液體滲透檢測(cè)技術(shù)，其具體原理并不難理解，工作人員可通過鋼結(jié)構(gòu)焊接縫中出現(xiàn)的毛細(xì)現(xiàn)象，完成液體滲透檢測(cè)（見圖1）。具體來說是讓液體滲透到細(xì)小的縫隙或者毛細(xì)管中，這種情況下液體會(huì)隨著縫隙的移動(dòng)而發(fā)生方向的改變，最終使縫隙或毛細(xì)管的水面不斷上升，工作人員可通過觀察水面上升的程度，判定縫隙或毛細(xì)管直徑的大小。如果在滲透檢測(cè)技術(shù)使用的過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)其所滴入的液體無(wú)法浸潤(rùn)氣管，就意味著焊縫質(zhì)量本身并不存在缺陷，可以持續(xù)施工。如果在液體滴入的過程中，吸管逐漸被浸潤(rùn)且出現(xiàn)了水面上升的現(xiàn)象，那么意味著焊縫本身存在缺陷，在這種情況下施工建設(shè)人員就需要及時(shí)完成焊修環(huán)節(jié)的返工。在滲透檢測(cè)的過程中，工作人員可根據(jù)橋梁建設(shè)施工的實(shí)際情況，選擇使用不同的滲透液體完成滲透檢測(cè)工作。為了方便檢測(cè)結(jié)果的分析，研究工作人員可嘗試采用著色檢測(cè)或者熒光滲透檢測(cè)方式，全面考察焊縫的損壞情況。但需要注意的是，滲透液體在使用過程中是具有一定腐蝕性的，因此會(huì)影響到檢測(cè)人員的身體健康，故而在檢測(cè)過程中需要盡可能地避免直接與滲透液體接觸。若其檢測(cè)的材料本身具有多孔性質(zhì)，那么最終的檢測(cè)結(jié)果很可能不精準(zhǔn)，因此在鋼結(jié)構(gòu)中使用滲透檢測(cè)技術(shù)，仍然會(huì)存在一定的缺陷。但相比較其他技術(shù)而言，滲透檢測(cè)技術(shù)仍然是一種較為靈活直觀的檢測(cè)方式，值得在鋼結(jié)構(gòu)的焊縫無(wú)損檢測(cè)過程中進(jìn)行使用[5]。

圖1 滲透檢測(cè)過程圖示

4.2 合理使用磁粉檢測(cè)技術(shù)

磁粉檢測(cè)技術(shù)也是鋼結(jié)構(gòu)焊縫無(wú)損檢測(cè)過程中較為常見的一種技術(shù)。該技術(shù)的使用原理并不復(fù)雜，只要對(duì)磁場(chǎng)中磁化后的鐵質(zhì)材料所表現(xiàn)出的特征展開詳細(xì)的檢測(cè)和全面的數(shù)據(jù)記錄，便能夠詳細(xì)了解橋梁施工建設(shè)過程中焊縫是否存在缺陷。具體來說，在磁粉檢測(cè)技術(shù)使用的過程中，鐵性材料在磁化反應(yīng)之后其磁感強(qiáng)度便會(huì)大幅度提升，但磁感的存在是有一定局限性的，只有在鐵磁性材料中才會(huì)出現(xiàn)磁感，因此不存在磁粉吸附現(xiàn)象。如果焊縫表面存在一定的缺陷，那么鐵磁材料內(nèi)部的磁感就會(huì)發(fā)生較為明顯的變化，這會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)材料的表面出現(xiàn)磁粉。在磁粉處理的過程中，工作人員就能夠通過直觀檢測(cè)磁粉的實(shí)際狀況，具體分析焊縫表面的缺陷情況。為了使磁粉狀況的觀摩變得更容易一些，在磁粉檢測(cè)技術(shù)使用的過程中，應(yīng)盡量強(qiáng)化磁粉的熒光性特征，只有如此才能在檢測(cè)過程中盡可能地降低工作人員發(fā)現(xiàn)磁粉反應(yīng)的難度。相比較滲透技術(shù)而言，磁粉檢測(cè)技術(shù)的使用具有更高的靈敏度和更強(qiáng)的適應(yīng)性，且其所需要使用到的檢測(cè)成本并不高，因此值得在鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工過程中持續(xù)性使用。但需要注意的是，并不是所有的鋼結(jié)構(gòu)材料都適合應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。如果在橋梁工程建設(shè)的過程中，施工人員選擇的是奧氏體不銹鋼或鋁合金材料，那么磁粉技術(shù)的使用就無(wú)法發(fā)揮效果。

4.3 合理使用射線檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)技術(shù)指通過各類射線的使用來檢查鋼結(jié)構(gòu)中的焊縫缺陷，并對(duì)具體的缺陷問題展開深入討論和分析。相比較其他的檢測(cè)技術(shù)而言，射線檢測(cè)技術(shù)的使用準(zhǔn)入門檻較高，需要通過專業(yè)儀器和設(shè)備才能夠完成。這是因?yàn)樯渚€在物體穿透的過程中會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象，因此不同鋼結(jié)構(gòu)的材料性質(zhì)在射線穿透過程中，所顯露出的衰減狀況也是不一致的，唯有選擇最為適宜的射線檢測(cè)裝備，才能夠讓射線檢測(cè)技術(shù)發(fā)揮最大的價(jià)值。在該項(xiàng)技術(shù)使用的過程中還要完成暗室處理工序，只有如此才能夠在射線穿過物體后，留下精度較高的光度底片。工作人員需要通過此來分析射線的衰減程度，借此評(píng)判鋼結(jié)構(gòu)的焊縫質(zhì)量，分析焊縫是否存在質(zhì)量方面的缺陷。比較上述兩種技術(shù)而言，射線檢測(cè)技術(shù)的使用成本較高且需要較為嚴(yán)格的外部使用條件，因此具有較為明顯的使用缺陷；而且花費(fèi)的檢測(cè)時(shí)間也較長(zhǎng)，因此在橋梁工程建設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)過程中并未得到較為廣泛的使用，但這并不意味著射線檢測(cè)方式無(wú)法得到更為全面的完善與突破，只要能夠降低射線檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)入門檻，該技術(shù)仍然是有被廣泛宣傳和使用的可能的。

4.4 合理使用超聲檢測(cè)技術(shù)

超聲檢測(cè)技術(shù)是目前被鋼結(jié)構(gòu)施工人員所關(guān)注的檢測(cè)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的使用原理與射線檢測(cè)技術(shù)有一定的相似之處，它同樣需要專業(yè)儀器設(shè)備的支撐。這項(xiàng)技術(shù)的檢測(cè)原理并不復(fù)雜。在檢測(cè)過程中，工作人員需要通過超聲波回傳的具體信號(hào)，考察鋼結(jié)構(gòu)中是否存在問題和缺陷。在超聲波經(jīng)過鋼結(jié)構(gòu)缺陷部分時(shí)，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)波動(dòng)情況，設(shè)備會(huì)對(duì)這一信號(hào)波動(dòng)進(jìn)行較為精準(zhǔn)的捕捉，工作人員可通過分析設(shè)備捕捉的信號(hào)數(shù)據(jù)詳細(xì)判斷鋼結(jié)構(gòu)中的焊縫是否存在一定的缺陷。但需要注意的是，在實(shí)際的檢測(cè)過程中，其所回傳的數(shù)據(jù)也很容易受到材料本身的影響，這就意味著超聲檢測(cè)的準(zhǔn)確性并不能得到更為充分的保障。有時(shí)超聲檢測(cè)技術(shù)在使用過程中所確定的缺陷位置并不精準(zhǔn)，這會(huì)直接影響到焊縫缺陷的檢測(cè)效果。但超聲檢測(cè)技術(shù)的靈敏度較為優(yōu)異且檢測(cè)速度較快，因此即便在復(fù)雜的施工環(huán)境或施工背景下，也能迅速地展開檢測(cè)工作。但如果鋼材不規(guī)則，那么在檢測(cè)過程中超聲波就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的耗損現(xiàn)象，這會(huì)直接影響到設(shè)備對(duì)回收信號(hào)的接收，進(jìn)而使得檢測(cè)精準(zhǔn)度無(wú)法得到合理控制。因此，現(xiàn)階段超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用仍然是有利有弊的，工作人員需要根據(jù)橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際情況，選擇最為適宜的方式完成焊縫的無(wú)損檢測(cè)。

4.5 提升焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用意識(shí)

雖然鋼結(jié)構(gòu)的使用優(yōu)越性已經(jīng)得到了進(jìn)一步證實(shí)，且大多數(shù)參與橋梁施工建設(shè)的施工團(tuán)隊(duì)都更傾向于通過鋼結(jié)構(gòu)完成項(xiàng)目的施工，但有關(guān)焊縫方面的檢測(cè)問題，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍未受到施工團(tuán)隊(duì)的重視。大部分施工人員都將鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工的關(guān)注重點(diǎn)放置在項(xiàng)目工序的推進(jìn)，以及各方面安全性能的保障上。但實(shí)際上焊縫質(zhì)量的檢測(cè)是至關(guān)重要的，如若焊縫方面出現(xiàn)了缺陷或質(zhì)量問題，那么會(huì)直接影響到橋梁鋼結(jié)構(gòu)的使用性能，甚至最終導(dǎo)致橋梁鋼結(jié)構(gòu)的使用出現(xiàn)突發(fā)安全事故，影響到出行人員的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。因此，提升施工團(tuán)隊(duì)主動(dòng)使用焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、完成焊縫質(zhì)量控制的意識(shí)是很有必要的，這能夠更進(jìn)一步地提升鋼結(jié)構(gòu)和橋梁施工的最終質(zhì)量和效果。但正如前文所說，就目前來看，焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用方式有很多，許多施工人員即便意識(shí)到了焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用重要性，也沒有足夠的專業(yè)理論知識(shí)支撐其尋找最為適宜的方式，完成焊縫質(zhì)量的控制?；诖耍┕F(tuán)隊(duì)需要通過職業(yè)培訓(xùn)和技術(shù)宣講等方式的運(yùn)用，提升施工技術(shù)人員對(duì)焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的認(rèn)知程度，讓施工技術(shù)人員針對(duì)目標(biāo)橋梁施工項(xiàng)目的實(shí)際建設(shè)情況，選擇最為適宜的技術(shù)完成焊縫質(zhì)量的檢測(cè)工作，為橋梁施工建設(shè)順利推進(jìn)提供充分的保障。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，橋梁鋼結(jié)構(gòu)會(huì)逐步代替混凝土結(jié)構(gòu)，在使用過程中發(fā)揮更為優(yōu)越的性能。而不斷完善焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，使該技術(shù)在具體的橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工過程中得到更為廣泛的應(yīng)用，成為施工團(tuán)隊(duì)現(xiàn)階段關(guān)注的重點(diǎn)。施工人員應(yīng)該深入探究鋼結(jié)構(gòu)焊接中存在的各種問題，以針對(duì)性改善無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。