生活中,鋼結(jié)構(gòu)的建筑、橋梁非常多。現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)材料主要是采用耐腐蝕、高強度、輕量化的纖維增強樹脂復合材料(FRP)。鋼結(jié)構(gòu)材料容易發(fā)生腐蝕與疲勞破壞,進而影響結(jié)構(gòu)使用壽命,產(chǎn)生無法想象的嚴重后果。鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕與疲勞損壞,主要包括兩個方面,第一是在施工階段,鋼結(jié)構(gòu)的界面容易產(chǎn)生殘留氣泡。第二是在使用(即服役階段)容易受到高應力、溫度、疲勞、潮濕等因素影響而產(chǎn)生脫粘。
為了更好地檢測鋼結(jié)構(gòu)的缺陷、脫粘等,常采用的無損檢測方法是超聲波檢測、射線檢測、磁粉檢測和滲透檢測等。但這些方法無一例外都有檢測方面的局限性,無法準確探測到鋼結(jié)構(gòu)的缺陷。紅外熱成像無損檢測技術(shù)迅猛發(fā)展,隨著成像算法的不斷優(yōu)化升級,已經(jīng)發(fā)展為一種主流的鋼結(jié)構(gòu)缺陷檢測技術(shù)。

紅外熱成像無損檢測技術(shù),主要是通過鹵素燈、微波、激光和渦流等外部熱激勵源,在鋼材內(nèi)部產(chǎn)生熱量,跨越界面向FRP層傳導,F(xiàn)RP鋼界面缺陷處熱量傳導受阻,導致該處FRP表面溫度較低,從而被紅外熱像儀探測到溫度異常與溫度溫差。鋼結(jié)構(gòu)包含不同的材料層,在加熱期間,會吸收不同程度的熱量,熱成像儀恰好可以利用這一現(xiàn)象,間接推斷出鋼結(jié)構(gòu)界面脫粘與界面氣泡的缺陷存在,甚至基于溫度數(shù)值模型,可以探索不同界面缺陷面積、不同缺陷位置的熱成像規(guī)律。
基于外部熱激勵源熱成像技術(shù),有諸多優(yōu)勢,例如損傷區(qū)域初始缺陷精確定位、缺陷檢測時間短、脫粘區(qū)域及時預警、降低結(jié)構(gòu)失效風險。






