探析水利工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

◎鄭軍武 惠州市大禹工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司

水利工程是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要一環(huán)，其質(zhì)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)。但是在水利工程的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，出現(xiàn)很多工程質(zhì)量問(wèn)題，因此需要通過(guò)檢測(cè)技術(shù)，提前發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，而通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以在不破壞結(jié)構(gòu)的前提下，完成檢測(cè)作業(yè)，從而采取措施保障檢測(cè)項(xiàng)目的質(zhì)量安全。因此，開(kāi)展水利工程的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究有著重要的意義。在目前國(guó)內(nèi)水利工程的質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與傳統(tǒng)檢測(cè)手段的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中具有重要作用以及優(yōu)勢(shì)。本文從分析無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基本概念入手，討論了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中利用的可行性，給出了回彈法、超聲法、紅外線法等現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的原理和適用性，旨在指導(dǎo)工程實(shí)踐，幫著水利工程技術(shù)人員更好的開(kāi)展檢測(cè)工作。

1.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概述

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)最早是在礦物質(zhì)開(kāi)采工程領(lǐng)域得到使用，后續(xù)又逐漸的適用于其他工程的質(zhì)量檢測(cè)。近些年，特別是現(xiàn)代科技日新月異的進(jìn)步，無(wú)損檢測(cè) 逐漸應(yīng)用到了各個(gè)工業(yè)檢測(cè)行業(yè)，水利工程領(lǐng)域也已經(jīng)有了大量的應(yīng)用。

水利工程質(zhì)量檢測(cè)可以做到不損傷結(jié)構(gòu)或者對(duì)結(jié)構(gòu)安全造成影響較小的情況下開(kāi)展工作;一般來(lái)說(shuō)化學(xué)手段會(huì)造成材料損傷，所以無(wú)損檢測(cè)技術(shù)往往是采用物理手段進(jìn)行，能有效判斷水利工程內(nèi)在質(zhì)量狀態(tài);無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要作為國(guó)內(nèi)水利工作質(zhì)量控制的一種重要方法，保障好國(guó)內(nèi)水利工程安全使用以及運(yùn)行，同時(shí)也能夠更好的保證水利工程建設(shè)的質(zhì)量安全，有利于提高水利工程整體的作業(yè)效率，促進(jìn)工程建設(shè)發(fā)展更加科學(xué)有序。

隨著我國(guó)當(dāng)前水利工程建設(shè)的開(kāi)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也發(fā)揮重要的作用。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)就是在不影響主體受力性能的條件下，通過(guò)對(duì)某些物理量進(jìn)行的原位檢測(cè)，可以將結(jié)構(gòu)與材料的工程性能或者是量化指標(biāo)進(jìn)行推算出來(lái)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有無(wú)損性、操作性簡(jiǎn)單的特征，能夠更好的反映出水利工程的質(zhì)量狀況，替代部分傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，從而推動(dòng)我國(guó)水利工程建設(shè)事業(yè)的又好又快發(fā)展。

2.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程的應(yīng)用前景

2.1 技術(shù)層面水利工程無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)一般利用聲、光、電、磁的特性，既能檢測(cè)到被檢測(cè)對(duì)象中是否存在不均勻性，又不影響被檢測(cè)物體的使用性能，在幾乎不影響檢測(cè)對(duì)象的前提下，對(duì)損傷或者缺陷做出準(zhǔn)確判斷，從而對(duì)水利工程的安全性做出評(píng)估。此外，由于現(xiàn)代科技手段的不斷進(jìn)步和提高，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)大多可以利用科學(xué)智能的儀器提高了檢測(cè)的整體的準(zhǔn)確度和可靠性。這些都保證了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程檢測(cè)的可行性和科學(xué)性。

2.2 功能層面水利工程無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用

通過(guò)分析傳統(tǒng)的水利工程的檢測(cè)技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)，功能單一，不能夠適用全面的質(zhì)量化管理，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)發(fā)展要求。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)使質(zhì)量檢測(cè)的綜合性和整體性得到了更好的保證。無(wú)損檢測(cè)與無(wú)損評(píng)價(jià)技術(shù)是基于物理學(xué)、材料科學(xué)、斷裂力學(xué)、機(jī)械工程等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門應(yīng)用工程技術(shù)?？梢詫?shí)現(xiàn)檢測(cè)和評(píng)價(jià)的有機(jī)統(tǒng)一。

3.水利工程中的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

伴隨著水利工程的快速發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括回彈法、雷達(dá)波法、超聲波法等，這些方法也有利于檢測(cè)技術(shù)向?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化和智能化的發(fā)展。

3.1 回彈法檢測(cè)技術(shù)

在水利工程中大量使用了混凝土，回彈法檢測(cè)技術(shù)的原理主要是通過(guò)彈簧的驅(qū)動(dòng)來(lái)不斷的觸及混凝土的表面，能夠測(cè)量出回彈的整體程度，可以判斷混凝土的強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，這是一種更加方便快捷的一種檢測(cè)方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，同時(shí)，回彈法檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，有利于更好的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。

3.2 超聲波法檢測(cè)技術(shù)

超聲波法檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)超聲波的瞬時(shí)應(yīng)力波原理進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)的一種方法。通過(guò)超聲波性能差異進(jìn)行整體的混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)，超聲波法檢測(cè)具有更好的指向能力，降低了檢測(cè)的成本，提高了檢測(cè)的整體效率，能夠應(yīng)用于水利工程中各種項(xiàng)目材料的無(wú)損檢測(cè)。

3.3 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

探地雷達(dá)技術(shù)是通過(guò)不同的介質(zhì)層發(fā)生反射和折射，將電磁波傳入地下，通過(guò)時(shí)間分析來(lái)確定被檢測(cè)主體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及整體的質(zhì)量水平。

在目前水利工程的發(fā)展過(guò)程中，探地雷達(dá)技術(shù)往往能夠適應(yīng)多種環(huán)境，在水文地質(zhì)勘察以及施工質(zhì)量的檢測(cè)方面發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)，有利于更好的避免了在施工過(guò)程中存在的安全隱患，也是目前判斷水利工程平穩(wěn)健康發(fā)展的重要依據(jù)。在使用雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)該不斷的注重測(cè)線布置，構(gòu)造兩側(cè)的位置，更好的收集數(shù)據(jù)，應(yīng)該不斷的與被檢測(cè)部位緊密連接。通過(guò)檢測(cè)線路產(chǎn)生的反射波，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換信息傳遞，能夠更好地得出被檢測(cè)對(duì)象的剖面圖。

3.4 聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

聲發(fā)射是一種常見(jiàn)的物理現(xiàn)象，當(dāng)材料或結(jié)構(gòu)受到外力或內(nèi)力作用而產(chǎn)生變形或斷裂，此時(shí)應(yīng)變能會(huì)以彈性波形式被釋放出來(lái)，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。聲發(fā)射是固體內(nèi)部的缺陷或潛在缺陷，在外部條件作用下而自動(dòng)發(fā)聲。許多材料的聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度很弱，從聲發(fā)射源發(fā)出的彈性波傳至材料表面，表現(xiàn)為人耳不可察覺(jué)的極微弱的機(jī)械振動(dòng)，借助靈敏的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信號(hào)處理手段將這一現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為人們可以認(rèn)知的信號(hào)。據(jù)此來(lái)解釋結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷變化、判斷聲發(fā)射源的位置以及所處的狀態(tài)。

聲發(fā)射是一種動(dòng)態(tài)無(wú)損檢驗(yàn)方法，不是像超聲或射線探傷方法一樣由無(wú)損檢測(cè)儀器提供，聲發(fā)射所探測(cè)到的能量，來(lái)源于檢測(cè)物體自身；聲發(fā)射檢驗(yàn)?zāi)軌蛘w探測(cè)和評(píng)價(jià)整個(gè)結(jié)構(gòu)中缺陷的狀態(tài)；由于聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)不受構(gòu)件的幾何形狀拘束，所以在其他檢測(cè)方法受限制時(shí)，聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)可以檢測(cè)該構(gòu)件內(nèi)部復(fù)雜情況。

3.5 紅外線成像檢測(cè)技術(shù)

紅外線成像檢測(cè)技術(shù)作為一種新型的檢測(cè)技術(shù)，被運(yùn)用到檢測(cè)建筑工程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)性質(zhì)是否發(fā)生變化的質(zhì)量問(wèn)題。該技術(shù)是通過(guò)紅外攝像電子攝取混凝土連續(xù)輻射紅外線的信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換為混凝土范圍內(nèi)溫度場(chǎng)的分布圖像，這些圖像能夠混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷和損失，再進(jìn)一步的對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判。紅外線成像檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可在不與建筑物進(jìn)行接觸的情況下就能對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造做出有無(wú)損傷的判斷，能夠快速掃描不同溫度場(chǎng)，并可以實(shí)施遙感檢測(cè)等。

4.結(jié)論

水利工程是為了控制、利用和保護(hù)地表及地下的水資源與環(huán)境而修建的各項(xiàng)工程建設(shè)的總稱。在水利工程中，大量應(yīng)用了混凝土結(jié)構(gòu)，采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以較好的檢測(cè)工程質(zhì)量。本文分析了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的可行性，探討了回彈法、超聲法、探地雷達(dá)法、聲發(fā)射法、紅外成像法等一系列無(wú)損檢測(cè)方法，分析了不同方法的原理和特點(diǎn)，旨在指導(dǎo)工程實(shí)踐，促進(jìn)水利工程事業(yè)蓬勃發(fā)展。