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摘要:在水利工程的质检过程通常利用无损检测这一技术,不但能够使检测质量得到保障,而且还能让检测效率更高,为质检人员工作提供更多便利。下文重点介绍了超声波检测、回弹检测、地质雷达等检测技术在水利工程质检环节的应用,以供行业人员参考。
关键词:无损检测;水利工程;质量检测;应用
引言:所谓无损检测,就是保护检测物完整前提之下,使用物理、化学方法,辅助相关工具的运用,对于能够反映物体质量的相关指标加以检测。水利工程主体结构、钢材焊缝等检测均可利用无损检测这一技术,因此,探索无损检测的具体应用途径对于水利工程质量的保证具有现实意义。
一、超声波检测
(一)混凝土强度
水利工程建设混凝土材料属于必备材料,对于混凝土结构的强度需要进行检测,常规检测法是通过混凝土试块或者现场取样等方法完成。由于混凝土原料组成多样,并且稳定性也相对较差,即便是标号相同混凝土,在施工过程也可能由于其他因素的影响而出现强度问题。使用超声波进行检测,如果结构强度出现变化,那么超声波的方向和速度也会发生对应改变。与此同时,混凝土结构当中水泥、砂石之间存在多个界面,在超声波的运用之下,这些界面也会发生不同的反射或者衍射现象。所以,如果要将混凝土随超声波变化的数学模型建立出来相对困难,在测量过程通常将混凝土假设为弹塑性均匀材质材料[1]。
因为混凝土成分复杂,所以应用超声波检测结果也有可能存在误差。超声波传递的速度,和混凝土原料的质量有密切相关性,所以,即便原料相同情况之下,混凝土配比差异性也可能导致超声波的波速而是不同。比如:如果混凝土当中硅酸三钙类掺合料含量越高,那么水泥的细度也会越大,这时超声波速也会有所提高,对于混凝土结构强度的检测值也就偏高,和结构强度具体值相反。原料当中粗骨料数量如果过多,那么超声波的传播速度较快,所以强度检测结果偏高。为了将超声波检测精度提升,可以对检测参数进行控制,常用的包括声速和混凝土龄期检测法;声波振幅和声波速度检测法;超声波衰减速度和声速检测法等,对于检测参数合理选择,能够规避由于材料方面差异导致的检测误差。
(二)焊缝质检
超声波对于钢结构焊缝的检测优势明显,而且检测工艺相对简单,检测过程没有声波辐射或者外泄的问题,适合应用在小尺寸结构的检测当中。因为钢结构焊缝质检精度随着金属颗粒的减小而增加,因此超声波的脉冲变化即可反映出钢焊缝缺陷。通常而言,脉冲波、地面回波能够作为检测过程的重要信号,如果焊缝质量优良,那么超声波可顺利到达待测物的底面。检测期间,可以按照回波信号的缺陷,对于裂缝情况加以确认,判断焊缝是否存在质量问题。
(三)混凝土裂缝
应用超声波检查混凝土裂缝主要通过透射法和平行反射法完成。透射法通常用于尺寸规则的混凝土结构检测当中,且裂缝的范围相对较小。
应用该方法进行检测,需要在裂缝的两侧缓缓移动探头,裂缝位置的声波交汇时,会出现衍射现象,使得超声波的接收时间、接收强度均会发生变化,辅助检测人员获得裂缝位置、裂缝深度相关数据。而平行反射法适用于结构复杂的检测当中,裂缝面积通常较大。准确获取裂缝周围的超声波速属于该方法高效应用的重要前提。需要注意,混凝土原料成分、原料配比、龄期等均会影响波速,所以,检测过程需要先完成周边声速的获取,之后展开裂缝两侧情况的检测。在探头移动期间,需要尽可能贴近裂缝。
二、回弹法检测
水利工程运用回弹法进行质检能够获得准确的质量信息数据,包括混凝土强度、均匀程度等。应用该技术需要保持检测面干净、平整,不可以出现污垢,还需要对检测位置合理选择,确认检测范围。如果结构的尺寸过小,那么可以适当将测试位置数量减少,控制相邻测试点距离2m左右,还需要保证检测点设计均匀,外露钢筋的间距应该在30mm以上,不可将测点设置在外凸岩石、气孔内,设置回弹值,尽可能选择合理位置对于结构碳化程度进行检测,并且使用检测结果平均值作为最终检测结果。除此之外,在回弹值计算期间,需要将极大或极小的结果去除,选择中间值来计算平均值,在测量阶段保证混凝土表面、回弹仪轴线相互垂直,并且均匀施压,切勿用力过猛,防止瞬间冲击对于工程结构造成破坏。
三、地质雷达检测
所谓地质雷达检测法也是利用高频电磁波这一原理对于介质的电性分布进行探测。检测期间需利用发射天线,通过宽频带和短脉冲这一方式发送高频电磁波,进入到检测结构内部,在电性介质的分界面可能出现散射、反射等情况,因此可利用上述信号展开计算,获得结构缺陷信息。
例如:某水库建筑面积超过160km2,周围存在5个围堤,总长度54 km,然而,在路堤公共段出现纵向裂缝,面积超过80%,混凝土路面边缘距离1.5 m车道轮带出的裂缝较多。该水库的堤路宽幅7 m,测量过程需要先布置测线,根据裂缝类型使用不同的布置方式,裂缝严重的区域,使用网格方式进行布置,垂直裂缝则布置间距为10m横向测线,共计6条,平行裂缝处设置间距为1~2 m纵向测线,共计4条。选择地质雷达法,检测频率有三种,一为40MHz,二为100MHz,三为200MHz,共计检测断面30条,每个雷达负责检测断面数量10条,横纵断面数量均为6条和4条。利用数据处理软件,可以发现部分纵向测线处于裂缝的外侧,分布有规律,电磁波衰减快、均匀,还有部分处于裂缝的上方,能量团的分布极不均匀,电磁波衰减快,而且同轴的连续性相对较差,因此可以判断出该位置存在明显的断裂缺陷,剩余测线能够检测出深度在5m左右的裂缝。通过地质雷达方法的运用,精准判断出水利工程结构存在的质量问题,为破碎带的修复提供重要的数据参考[2]。
结束语:总之,水利工程建设的质量关系国计民生,质量检测工作对于水利安全有重要影响。在水利工程施工结束以后,需要按照质量标准对于特定结构展开检测,可以根据检测内容的差异,选择无损检测方法,保证技术应用高效,提高工程建设质量。
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]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.