建设工程检测中无损检测技术的应用
海兆征
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1 引言
建设工程作为国家基础设施建设和社会经济发展的重要支柱,其质量与安全直接关系到人民群众的生命财产安全以及社会的稳定与发展。在工程建设过程中,对建筑材料、构件及结构的质量检测至关重要。传统检测方法往往存在破坏被检测对象、检测效率低、难以检测内部缺陷等弊端。无损检测技术应运而生,它在不损伤被检测对象的前提下,运用物理或化学方法,对材料、构件或结构的内部缺陷、性能参数等进行精准检测与评估,有效弥补了传统检测方法的不足,成为建设工程质量控制与安全保障的关键技术手段。近年来,随着建设工程规模的不断扩大以及对工程质量要求的日益提高,无损检测技术得到了更为广泛的应用与深入的发展。
2 无损检测技术概述
2.1 定义与原理
无损检测技术,是指在不破坏或损伤被检测材料、构件及结构的情况下,利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等物理特性的变化,通过先进的检测设备和专业的检测方法,获取被检测对象内部的信息,从而对其质量、性能及缺陷状况进行准确检测和评估的技术。其原理基于不同物理场与材料相互作用时的独特响应。例如,超声波在材料中传播时,遇到缺陷会发生反射、折射和散射现象,通过分析接收的超声信号变化,就能推断缺陷的位置、大小和形状;射线穿透材料时,由于缺陷与基体对射线吸收程度的差异,会在成像介质上形成不同灰度的影像,进而揭示内部缺陷情况。
2.2 常见无损检测技术类型
2.2.1 超声波检测技术
利用超声波在材料中传播的特性来检测缺陷。超声波具有频率高、波长短、方向性好等特点,在均匀材料中直线传播,当遇到缺陷时,部分超声波会被反射、折射或散射,接收换能器接收到这些异常信号后,通过分析信号的幅值、相位、传播时间等参数,可确定缺陷的位置、大小和性质。该技术广泛应用于混凝土结构、金属材料及焊缝检测等领域,具有检测深度大、灵敏度高、对人体无害等优点,但对复杂形状构件的检测难度较大,且检测时需使用耦合剂以保证超声信号的有效传输。
2.2.2 射线检测技术
借助 X 射线或 γ 射线穿透材料的能力进行检测。射线穿透材料时,缺陷部位与正常部位对射线的吸收和衰减程度不同,导致透过材料后的射线强度分布存在差异。通过在材料另一侧放置胶片或数字成像设备,记录射线强度分布情况,形成缺陷影像。根据影像特征,可直观判断缺陷的形状、位置和大小。射线检测常用于焊缝、铸件以及混凝土内部缺陷检测,检测结果可靠、直观,但存在辐射危害,操作过程需严格采取防护措施,且对厚壁构件的检测效果受射线穿透能力限制。
2.2.3 磁粉检测技术
基于铁磁性材料在磁场中被磁化后,若存在表面或近表面缺陷,会在缺陷处产生漏磁场,吸附施加在材料表面的磁粉,从而形成可见磁痕的原理工作。通过观察磁痕的形状、位置和分布,可判断缺陷的情况。该技术主要适用于检测钢结构等铁磁性材料的表面和近表面裂纹、夹渣等缺陷,具有操作简便、灵敏度高、成本低等优点,但仅适用于铁磁性材料,无法检测非铁磁性材料或材料内部较深位置的缺陷。
2.2.4 渗透检测技术
将含有色染料或荧光剂的渗透液涂覆在被检测构件表面,渗透液会在毛细管作用下渗入表面开口缺陷中。去除表面多余渗透液后,再施加显像剂,缺陷中的渗透液被吸附并回渗到显像剂中,形成与缺陷形状、大小相对应的显示痕迹,从而显示出缺陷位置和形状。渗透检测适用于检测各种非多孔性材料的表面开口缺陷,如金属、陶瓷、塑料等,操作简单,对复杂形状构件也能有效检测,但只能检测表面开口缺陷,无法检测内部封闭缺陷。
2.2.5 涡流检测技术
利用交变磁场在导电材料中产生涡流的特性进行检测。当检测线圈靠近导电材料时,线圈产生的交变磁场会使材料表面产生感应电流,即涡流。若材料存在缺陷,会改变涡流的大小、分布和相位,通过检测线圈感应到这些变化,经信号处理后可判断缺陷的存在及相关信息。该技术主要用于检测金属材料的表面或近表面缺陷,如管道、钢筋等,检测速度快,无需与材料直接接触,但仅适用于导电材料,对深层缺陷的检测能力有限。
2.2.6 红外热成像检测技术
基于物体表面温度分布与内部结构、缺陷及热传导特性密切相关的原理。利用红外热像仪接收物体表面发射的红外辐射,将其转换为可见热图像,通过分析热图像中温度分布的异常情况,推断内部是否存在缺陷。例如,在混凝土结构中,缺陷部位由于热传导受阻,会在表面形成温度异常区域。该技术可用于检测混凝土结构缺陷、墙体渗漏、保温层质量等,具有非接触、快速、直观等优点,但检测结果受环境温度、物体表面发射率等因素影响较大,且一般无法直接准确判断缺陷的具体性质和深度。
2.2.7 雷达法检测技术
利用高频电磁波在材料中传播时,遇到不同介质界面会发生反射的特性。向被检测材料发射雷达波,通过接收和分析反射波的时间、幅度、相位等参数,确定缺陷的位置、深度和大小。在建设工程中,常用于检测混凝土内部钢筋位置、空洞、裂缝等。该技术检测速度快,能对缺陷进行定位,但对金属构件检测时,由于金属对电磁波的强反射,会影响检测效果,且检测结果受钢筋等金属屏蔽影响较大。
3 结论
综上所述,无损检测技术作为建设工程检测领域的关键技术手段,凭借其独特的优势,在保障工程质量、确保结构安全、促进建筑节能等方面发挥着不可替代的作用。通过在混凝土结构、钢结构以及建筑节能等检测中的广泛应用,为建设工程的设计、施工、验收以及运营维护提供了重要的技术支持。随着无损检测技术的不断创新与进步,其将为建设工程行业的高质量发展提供更加坚实的技术保障,推动建设工程领域向更加安全、可靠、节能、环保的方向迈进。在实际工程应用中,应根据工程特点和检测需求,合理选择无损检测技术与方法,充分发挥其优势,不断提高建设工程检测水平,为建设工程质量保驾护航。
参考文献
[1]刘伟,程锦辉,张杰.无损检测技术在建筑工程检测中的应用研究[J].塑料包装 ,2025,35(02):43-45+196.
[2]刘伟,程锦辉,张杰.无损检测技术在建筑工程检测中的应用研究[J].塑料包装 ,2025,35(02):43-45+196.