在将来的大型桥梁钢结构检测会更有效率。

 

　　五、钢结构检测新技术的发展

 

　　（一）金属磁记忆检测技术

[5] 

　　钢结构由于材料组织缺陷、加工制作残余应力、结构不连续性、焊接残余应力等原因，不
可避免地存在应力集中，这些应力集中部位在环境和外力的共同作用下容易诱发裂纹、疲劳
损伤、应力腐蚀，进而导致构件发生脆性断裂。传统无损检测方法（超声、射线、磁粉、渗透检
测等）只能检测构件中已发展成形的缺陷，而对于构件的早期损伤，特别是尚未成形的隐
性不连续性变化，难以实施有效的评价。

 

　　金属磁记忆法

(MMM)是 20 世纪 90 年代，俄罗斯 Dubov A A 教授最早提出的一种新的

无损检测技术。该技术对铁磁性金属构件由于变形、疲劳、损伤产生的裂纹等缺陷可进行早期
诊断，并且是目前唯一一种能以

1mm 精度确定构件应力集中区域的方法，因而在建筑钢结

构领域有及其广阔的应用前景。

 

　　在地球磁场存在的条件下，承载的铁磁性金属构件中会产生应力集中，并在应力集中
部位出现磁导率减小，构件表面的漏磁场增大的现象，铁磁性金属构件所具有的这一特性
称为

“磁机械效应”。由于这一增强了的磁场“记忆”着构件的缺陷或应力集中位置，故又称

为

“磁记忆效应”。理论与实践研究证明，铁磁性金属构件缺陷或应力集中区磁场的切向分量

Hp(x)具有最大值，法向分量 Hp(y)改变符号且具有零值。实践中通过检测法向分量 Hp(y)来
完成检测。

 

　　近年来，金属磁记忆检测仪的发展迅速，最先由俄罗斯动力诊断公司开发出了

TSC-

1M 型和 TSCM-2FM 型应力集中磁检测仪和 EMIC-M 型裂纹磁检测仪（图 1），并开发出
配套的软件。我国的相关仪器首先是厦门爱德森公司开发的

EMS2000 型金属磁记忆诊断仪

及改进的

EMS2003 型智能磁记忆/涡流检测仪（图 2），以及清华大学研制的磁阻检测系统。

尽管各家检测装置不同，但检测方式相似。

 　　 

　　

EMS2000 型金属磁记忆诊断仪 EMS2003 型智能磁记忆/涡流检测仪 

　　图

2 爱德森公司开发的部分金属磁记忆检测仪 

　　（二）

TOFD 检测技术[6] 

　　

TOFD 是英文

“Time of flight diffraction”的缩写。翻译成中文是“衍射时间差”， 现在把

这种检测方法基本上统一称为

“衍射时间差法超声波检测”。七十年代中期，英国国家无损检

测中心的

Mauric SilK 博士首先提出此方法。它是利用缺陷端点的衍射波信号检测缺陷并对

缺陷进行定位和定量成像。由于

TOFD 检测技术不以缺陷波幅作为评判依据，且完全不同于

传统的

“脉冲反射法超声波检测”。 TOFD 检测技术具有以下优点①对于焊缝中部缺陷检出率

很高

②容易检出方向性不好的缺陷③可以识别向表面延伸的缺陷④采用 TOFD 和脉冲回波

相结合，可以实现

100%焊缝覆盖

⑤沿焊缝作一维扫查，具有较高的检测速度⑥缺陷定量、

定位精度高

⑦根据 TOFD 可进行 ECA 分析(缺陷寿命评估)。 

　　

TOFD 检测原理如图 3 所示，通常使用一对晶片尺寸和频率等参数相同或相近的探头 ，

分别置于焊缝两侧。依据惠更斯原理，入射波在缺陷尖端将构成衍射波源，同时仪器增益比
超声波脉冲反射法高

lO-20dB，因此接收探头可以接收到来自各方向的缺陷衍射波。 

　　随着

TOFD 技术的成熟，相应的检测仪也发展迅速。例如加拿大 R/D Tech 公司生产的

Omnisacn MX TOFD 检测仪，以色列 Sonotron NDT 公司生产的 Isonic 2005 TOFD 检测仪以
及美国

AIS 公司生产的 NB2000-MC 型八通道检测仪。值得一提的是，我国武汉中科创新有

限公司于

2005 年研制的 HS800 型便携式 TOFD 超声检测仪也已经打入市场。 

　　（三）应力及应变监测技术

 

　　为了实际了解大型钢结构结构在风荷载、地震荷载、温度等因素影响下结构应力、应变实
际情况以及对突发事件监控，应进行必要的现场监测工作。大型钢结构由于其安装工程现场