建筑行业消耗了全球生产的钢材的大约50%，考虑到其强度和被塑造成无数不同的建筑构件的能力，如梁、通道、柱子和部分，以支持高负荷而不过度下垂。至关重要的是，这些建筑构件和其他预应力钢结构，例如电缆和航空航天构件，必须在生产后进行检查，并在现场接受长期健康和状况监测。
图片来源:N_Sakarin / Shutterstock.com
意识到应力变化是至关重要的，如果不进行持续的检查，就会导致不良的应力梯度，导致裂纹扩展、过早磨损和危险部件失效的威胁。
在钢结构领域，无损检测(NDT)的发展在很大程度上是由确保制造质量控制、提高效率和安全性的需求推动的。本文介绍了一些仍在有效应用的传统NDT方法，并着重介绍了使用最新开发的高级聚焦技术的优点。
微磁Method-3MA
屈服强度是钢材最重要的材料特性，因为它决定了钢材的承载能力;钢的质量分类往往是由它来定义的。不同类型钢的磁性能是根据其屈服强度确定的，通常是通过拉伸试验来测量的。例如，确定建筑物内梁的屈服强度可以确定倒塌的风险。
微磁法在钢的无损检测中的应用已经建立，一种通用的技术称为多参数微磁组织和应力分析仪或3MA。
3MA由Fraunhofer IZFP开发，使用四种微磁性方法的组合，可以预测屈服强度，同时定量测定其他机械性能，如硬度和残余应力，具有很高的精确度。由于组合方法之间的相互作用机制不同，可以同时采样不同的物料深度，同时最小化批次变化等因素。多年来，3MA的探针头已经开发出了广泛的范围，从而形成了用于半成品(如带钢)连续测试的大型检测系统。
在目前的工业标准中，3MA还可以研究疲劳和蠕变等动态测试参数。
在闭环控制系统中，输出和输入之间产生反馈信号，纠正测量误差，提高精度。
下一代3MA设备将使用这种机制，并结合一种基于动态磁致伸缩(DM)现象的测试。
动态磁致伸缩是指材料的磁态维度发生变化。当扭曲的磁畴体积保持不变时，施加磁场会引起磁弹性相互作用和变形。这会引起应变，改变磁态，反之亦然。这种相互作用可用于确定什么是晶体，什么是多晶体，例如，在金属样品中。
相控阵(PA)超声波检测
超声波探伤(UT)以其高穿透能力和高灵敏度在钢结构无损检测中得到了广泛的应用，不仅因为它能够检测深的内部缺陷，还因为它的灵敏度和对极小缺陷的识别。
一个发射器通过一个表面发送超声波，另一个独立的接收器检测穿过材料后到达另一个表面的声音的数量。通常情况下，0.1-15- 50兆赫兹的超声波脉冲波被传输，通过减少探测到的声音量来揭示缺陷。
然而，随着新型钢构件几何复杂性的不断提高，标准UT已经达到了其操作极限。由于其固定角度的限制机动能力，使UT无法进行定位，例如，在狭窄角度和笨拙的配置中存在缺陷。
需要新的工业无损检测仪器，允许更灵活的扫描和更深的探测，并可能通过结合先进的聚焦和超声成像技术，如相控阵(PA)超声，一种先进的超声检测方法来实现。
PA成像使用的是由多个元件组成的光束，每个元件都可以通过计算机计算时间进行单独脉冲，而不是使用传统探针在一个感兴趣的区域以固定的方向进行物理扫描。
光束可以在不移动探针的情况下通过电子方式聚焦和扫描。“阵列”是指多元素，“相控”是指定时。PA探头由几个小型超声波换能器组成，这些换能器可以独立脉冲。
构造干涉的模式和结果数据用于构建图像，描绘通过钢样品的切片。PA探头在每帧100万个数据点上运行，在单个测试阶段允许多个角度，提供更大的检测范围和揭示更多的缺陷。应用于检测腐蚀和调查焊缝质量是PA最普遍的用途。
未来的无损检测标准
虽然目前还没有被公认为行业标准，但先进的无损检测成像技术已经形成了一个新的市场。带有PA增强的全聚焦方法(TFM)的检测设备是游戏规则的改变者，并由计算能力飙升的嵌入式设备支持。2020欧洲杯下注官网他们还利用了一种叫做全矩阵捕获(FMC)的技术。
在FMC中，从传感器/接收机配对发出的每一个可能的阵列组合中捕获波形，并由检测部件和确定的感兴趣区域形成一个完整的矩阵。然后使用TFM对获取的数据进行重构，TFM将感兴趣的区域系统地分割成像素网格。
由于空间分辨率无处不在，全面和3D成像成为可能，同时促进更高的缺陷检测精度。
这为大规模测绘铺平了道路，在大面积区域的全面研究可以精确定位异常，同时还引入了实时发现任何给定缺陷的精确性质的能力。
精确的制图或控制结构图将允许操作人员细化制造拒收阈值(仍受工业规模质量标准改进需求的驱动)，同时可验证，钢构件的结构完整性数据可以通过这些新型组合提供的先进能力继续获得更系统、更精确的数据。
参考资料及进一步阅读
因此,B。等人。（2019）3ma的无损检测原理与应用概述(在线):。科学。可以在:https://www.mdpi.com/2076-3417/9/6/1068/htm(2021年6月10日生效)。
Rioux, P。等人。（2017）超声先进成像技术美国无损检测学会数字图书馆https://ndtlibrary.asnt.org/2017/UltrasonicAdvancedImagingTechniques(2021年6月10日生效)。
免责声明:本文仅代表作者以个人身份发表的观点，并不代表本网站所有者和运营商阿泽网络有限公司的观点。本免责声明构成条款和条件本网站之使用。