张茂财 李秀珍
湖南湘建智科工程技术有限公司 湖南省长沙市 410000
摘要：水利工程对于我国综合国力提升和经济发展具有重要的推动作用。新时期的到来也为我国水利工程的建设和发展提出更为严格的要求，而水利工程质量检测作为水利工程建设过程中一个极为重要的环节，必然要顺应时代发展，积极进行检测技术的更新。本文主要阐述了超声波检测、回弹法检测和自然电位检测三种无损检测技术在水利工程质量检测中的应用形式，以期促进我国水利工程质量检测技术水平的提升，推动我国水利事业的持续发展。
关键词：无损检测技术；水利工程；质量检测
质量检测是水利工程建设的重要环节，是确保水利设施安全性、功能性以及耐久性的重要措施。而传统的水利工程检测技术，往往会在检测过程中对检测对象产生一定损伤，缺乏一定的科学性。随着科学技术的发展以及质量检测要求的提升，既不会损伤检测对象，又具有良好检测效果的无损检测技术逐渐得到普及。因此，探究无损检测技术在水利工程质量检测中的应用形式，对于提升水利工程质量检测水平，推动行业发展具有积极的实践意义。
一、超声波检测技术的应用
超声波无损检测技术是指：通过研究超声波与检测试件相互作用过程中产生的散射波、透射波以及反射波，对试件进行几何特性测量、宏观缺陷检测、力学性能检测以及组织结构检测，并科学评价试件特定应用性的检测技术。其检测原理为：若试件内部存在缺陷，超声波在其内部传播的方向或特征会发生改变，检测人员通过接收、处理和分析变化后超声波的特征，评估其缺陷特征。该检测技术主要具有适用性好、穿透性强、灵敏度高、检测成本低、检测速度快、面积型缺陷检出率较高、缺陷定位较准确、设备轻便、对人体及环境无害等应用优势。在水利工程质量检测中，该技术通常有以下应用形式[1]。
（一）混凝土强度检测
混凝土原材料组分多样且质量稳定性较差，对于同一标号混凝土而言，若组成材料发生变化，超声波在其内部传播的速度也会相应变化。同时，混凝土中含有水泥与碎石、水泥与砂子等多种界面，超声波穿过这些界面时会发生反射、衍射现象，因此，想要在混凝土与超声波之间构建简单的线性分析模型具有较大的难度，仅通过超声波进行混凝土强度检测，检测结果普遍存在一定误差。
针对上述问题，在现阶段的水利工程质量检测工作中，技术人员通常利用以下两种方法提升混凝土强度超声波检测结果的精确度：（1）多参数综合法，即结合含水量——声速、混凝土龄期——声速、衰减系数——声速、振幅——声速等多项超声波检测数据，综合评定最终检测结果（2）超声回弹检测法，即通过超声波检测技术与回弹检测技术的综合使用，获取更多物理参量，从而建立混凝土强度与多项测量参数的综合相关关系，从而从多个角度对混凝土强度进行综合评价，提升检测结果的精确性[2]。
（二）钢焊缝质量检测
?因技术特点和应用优势，超声波无损检测技术也经常用于水利工程的钢焊缝质量检测工作中。具体应用方法为：（1）选择恰当的检测仪器。在进行水利工程钢焊缝质量超声波检测前，检测人员应根据实际工程情况和具体检测需求，选择稳定性好、功能齐全的金属超声波仪。在检测过程中，应确保仪器工作频率处于0.5MHz～10MHz间；总衰减量≤80dB且衰减误差≤2±0.1dB；回波频率误差＜±15%；垂直线性误差＜5%、水平线性误差＜1%；动态范围＞30dB；电噪声电平＜15%；抑制调节范围处于0～80%之间（2）选择探头参数。钢焊缝缺陷通常利用横波进行检测。在检测前应科学选择探头参数，如根据超声波频率合理控制方形压电晶片面积、横波折射角、横波声场短轴、波源面积、第二介质横波波长等参数据；根据钢材厚度合理控制折射角等（3）正式检测。
检测分两个阶段，首先，在焊缝表面，按照前后、左右的顺序进行“Z”形扫描，观察检测回波的高度变化，在高度变化异常时探头所在位置处做标记。然后，采用双探头法对标记部位进行二次精密扫描，结合回波特征，分析钢焊缝质量缺陷。若出现锯齿状回波信号，则说明焊缝内可能有夹渣；若出现波澜状回波信号，则说明焊缝内可能有气孔；若反射波反复上下起伏，则说明焊缝可能存在裂纹；若焊缝中心线上的反射波出现大幅度变化，则说明焊缝可能未焊透[3]。
（三）混凝土裂缝检测
利用超声波技术进行水利工程混凝土裂缝检测时，通常会采取以下两种方法：（1）透射法。此方法普遍用于面积相对较小、结构尺寸规则的混凝土裂缝检测工作。检测方法为：在检测试件两侧缓慢移动超声波发射与接收探头，当两者不相交时，超声波波形无明显变化，当二者相交时，超声波会在检测试件内部裂缝处产生衍射现象，从而改变回波时间和轻度。检测人员通过分析回波信号特征，便能够了解混凝土裂缝的位置及深度（2）平面反射法。此方法普遍用于面积较大、结构尺寸复杂的混凝土裂缝检测工作，其技术要点在于准确获取混凝土裂缝周边的超声波速度。由于，混凝土原料组成成分、配合比、龄期等因素均会对超声波波速产生明显影响，因此，应用该检测方法前，检测人员应先获取周边声速值，再沿混凝土裂缝两侧平行移动发射与接收探头，对裂缝进行超声波检测。探头移动过程中，应尽可能使其与裂缝贴近，若二者距离较远，则裂缝深度检测结果会明显小于实际值[4]。
二、回弹法检测技术的应用
回弹法检测技术是水利工程质量检测中一个重要的无损检测技术。其检测原理为：重锤在弹簧弹性势能的作用下，敲击混凝土表面；检测人员测量此过程中重锤的回弹位移程度，并将回弹值作为与混凝土结构强度有关的检测指标，来评估混凝土强度。该方是基于混凝土表面硬度和强度之间相关性而形成的无损检测技术。该技术的优势在于，能够在确保检测对象原本性能和完整性的基础上，获取到更加理想的数据，如混凝土强度及平均值。
在水利工程质量检测中，回弹法检测技术的应用应注意以下要点：（1）应确保检测对象表面干净平整（2）科学设定检测区域和检测点，若检测对象结构尺寸较小，可合理减少检测点位数量，但必须确保相邻检测点位的间距为2m（3）检测点设置应具有均匀性，且测点与外露钢筋的间距应≥30mm（4）回弹值最终测量结果应为：该测量点全部回弹值数据去除3个最大和最小结果后的平均值（5）检测时，回弹仪轴线必须与检测结构表面垂直，下压过程要匀速[5]。
三、自然电位检测技术的应用
自然电位检测技术是水利工程质量检测领域常用的无损检测技术之一，是检测结构金属结构锈蚀情况的重要技术手段。其应用方式为：以某水利工程水下钢筋锈蚀情况检测为例。检测人员可以在闸门面板上缓慢移动饱和的硫酸铜电极，并用高内阻自然电位仪对此过程中产生的众多数据进行记录，若检测数据中出现自然点位差或经可视化技术转换出现阴影区域，则能够准确判断出水下钢筋的锈蚀情况以及具体位置、面积等信息[6]。
结语：
综上所述，相较于传统质量检测技术，无损检测技术更具科学性和精准性，因此，在水利工程质量检测中，相关单位和技术人员应积极使用超声波检测、回弹法检测、自然电位检测等无损检测技术进行质量检测，在不损坏检测结构原有性能的基础上获得更科学的检测结果，从而实现检测水平和效果的全面提升，推动我国水利事业的进一步发展。
参考文献：
[1]曹广越.无损检测技术在水利工程质量检测中的应用[J].水利技术监督,2021(04):40-44+132.
[2]靳子璇.水利工程质量检测的无损检测技术[J].黑龙江水利科技,2021,49(03):177-179.
[3]崔雪.浅谈无损检测技术在水利工程质量检测中的应用[J].治淮,2021(03):27-29.
[4]田树斌.无损检测技术在水利工程质量检测中的应用[J].工程技术研究,2020,5(18):100-101.
[5]胡林峰.无损检测技术在水利工程质量检测中的应用研究[J].科技创新导报,2020,17(18):38+40.
[6]杜月媛.水利工程质量检测中无损检测技术的实践应用研究[J].农业科技与信息,2019(18):94-95.