水利工程質(zhì)量檢測中無損檢測技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

潘會

水發(fā)檢測科技有限公司 山東 濟(jì)南 250000

引言

現(xiàn)階段，隨著我國綜合國力的不斷發(fā)展，水利工程的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量也在不斷地提高中，其工程質(zhì)量嚴(yán)重影響著我國社會發(fā)展的安全與穩(wěn)定，這也導(dǎo)致無損檢測技術(shù)在水利工程發(fā)展中受到廣泛的關(guān)注。所以說，本文對水利工程質(zhì)量檢測中無損檢測技術(shù)的實(shí)踐分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1 無損檢測技術(shù)綜述以及應(yīng)用現(xiàn)狀

無損檢測是一種非常重要的檢測手段，它可以通過物理、化學(xué)、儀器等手段來保證被測物體的各項(xiàng)指標(biāo)。無損檢測技術(shù)有很多種，如滲透無損檢測、磁粉無損檢測、超聲無損檢測、射線無損檢測等；同時，無損檢測技術(shù)具有無損性、融合性、嚴(yán)密性、實(shí)時性等特點(diǎn)。在工程實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)工程焊縫類型、鋼材材質(zhì)和結(jié)構(gòu)部位選用適當(dāng)?shù)臒o損檢測，以保證工程施工質(zhì)量。

20世紀(jì)70年代，我國將無損檢測技術(shù)引進(jìn)到水利項(xiàng)目的質(zhì)量檢測中，而隨著目前的設(shè)備水平的提高，我國水利水電工程的無損檢測技術(shù)能夠在不影響結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下，對水利工程結(jié)構(gòu)的回彈值、超聲波頻率、結(jié)構(gòu)振動頻率、紅外輻射等一系列的物理參數(shù)進(jìn)行測量，從而對水利工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、厚度以及缺陷進(jìn)行精確的計(jì)算。與傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)相比，無損檢測技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是不會造成損害，因此能夠有效地保證水利工程結(jié)構(gòu)的安全。

2 無損檢測技術(shù)的基本特點(diǎn)

2.1 無損性

無損性是指施工人員在運(yùn)用無損檢測技術(shù)時，不會對被測物體造成損害，這是因?yàn)檫@種技術(shù)是一種能量體技術(shù)，它的重量是有限制的。同時，這種能量體還具有穿透功能，可以探測到被探測物體，并能起到探測的作用。由于其自身的優(yōu)越性，無損檢測技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，尤其是在一些高要求的工程項(xiàng)目中，通常采用這種方法來檢測圖件的質(zhì)量[2]。

2.2 遠(yuǎn)距離作業(yè)

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，無損檢測技術(shù)也得到飛速的發(fā)展。在實(shí)際的探測中，檢測人員可以在探測點(diǎn)設(shè)置相關(guān)的數(shù)據(jù)采集裝置，從而達(dá)到遠(yuǎn)程探測的目的。在接收資料的過程中，無損檢測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)正確的接收，并能夠動態(tài)地調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的信息。在實(shí)際的檢測中，檢測人員可以利用電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，從而做出正確的判斷。這種無損檢測技術(shù)可以在很大程度上達(dá)到遠(yuǎn)程測量的目的，極大地方便現(xiàn)場檢測，確保檢測工作的正常進(jìn)行。

2.3 具有較高的工作效率

無損檢測技術(shù)在提升效率方面，也具有較大的優(yōu)勢。它可以和信息技術(shù)相結(jié)合，既可保證無損檢測技術(shù)的正確性，也可防止在信號傳輸過程中進(jìn)行的多次分析。這些方式既能夠大大提高檢查的產(chǎn)品質(zhì)量，也能夠極大地提高檢查的工作效率，保證檢查工作的迅速完成。同時，無損檢查還能夠在一段時間內(nèi)完成多項(xiàng)檢查，這樣保證檢查結(jié)論的準(zhǔn)確性，為后期的工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。相比于常規(guī)的檢查手段，無損檢查技術(shù)的運(yùn)用使得工程的檢測效果獲得極大的改善，能夠在很短的時間內(nèi)完成任務(wù)，從而為土木工程的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的途徑[3]。

3 水利工程質(zhì)量檢測中常用的無損檢測技術(shù)

3.1 地質(zhì)雷達(dá)法

地質(zhì)雷達(dá)探測的基本原則是將高頻電磁波與發(fā)射天線相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對水利工程的質(zhì)量監(jiān)測。在探測到雷達(dá)波的時候，雷達(dá)波會被反射到不同的界面上。由于地面天線能迅速地收到雷達(dá)波的反饋，所以探測工作可以進(jìn)行得很好。為保證檢測效果，在水利工程中運(yùn)用GRT探測技術(shù)，必須按照下列的應(yīng)用程序進(jìn)行。操作人員必須正確地使用電腦，并向控制部公布相關(guān)的需求。在控制部收到后，向發(fā)射天線及接收天線發(fā)射對應(yīng)的信號，發(fā)射后向地面發(fā)射高頻電磁波。在探測區(qū)域內(nèi)，介質(zhì)屬性的均勻性取決于電磁靶和面向電磁波的交界面，并把對應(yīng)的電磁波反射到地表。地面接收天線在接收到反射信號后，必須將有關(guān)的信號通過數(shù)據(jù)傳送回控制裝置，并將其送回電腦后，以圖片的方式呈現(xiàn)在工作人員眼前。檢測人員可以對圖像進(jìn)行快速的分析，并采取相應(yīng)的措施，從而決定工程中的實(shí)際狀況。

3.2 回彈法

回彈量檢測方法是利用彈性回彈棒在混凝土表面上反射，測得回彈距離，再以回彈距離與起始彈性長度之比，計(jì)算出回彈值，以此來評價混凝土的強(qiáng)度?；貜椆に嚲哂谐杀镜停僮鞣奖?，設(shè)備要求低，且對測量對象的大小、形狀無特別要求。其不足之處在于，只在1～3mm的基礎(chǔ)上使用，且只適用于混凝土表面?；炷临|(zhì)量是衡量混凝土整體質(zhì)量的重要指標(biāo)，但不能對其進(jìn)行快速響應(yīng)，也不能發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在缺陷，故可應(yīng)用于凍傷、著火等領(lǐng)域，而不適合于含有化學(xué)侵蝕等內(nèi)在缺陷的混凝土。在對混凝土進(jìn)行表面或內(nèi)部質(zhì)量不均勻的情況下，不要在固定的預(yù)應(yīng)力鋼筋區(qū)域和密度較大的地方進(jìn)行檢測[4]。

3.3 超聲無損檢測技術(shù)

目前，我國的主要工程形式是以鋼筋混凝土為主。在水利水電工程質(zhì)量檢測中，混凝土強(qiáng)度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的檢測是非常必要的。在檢測時，既要確?；炷两Y(jié)構(gòu)不會有損壞，又要確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，而超聲無損檢測技術(shù)恰好可以滿足這種需要。工人們可以通過超聲波的強(qiáng)烈穿透來探測混凝土的內(nèi)部構(gòu)造。超聲無損檢測技術(shù)不僅靈敏度高，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，而且可以減少檢測費(fèi)用。因此，超聲無損檢測技術(shù)已被廣泛地用于水利水電工程的質(zhì)量監(jiān)測[5]。

超聲波無損檢測技術(shù)可以分為兩類：一是超聲波回彈，二是超聲無損的。在對混凝土結(jié)構(gòu)厚度很低的情況下，利用超聲波回彈進(jìn)行無損檢測是可行的。利用超聲波回彈技術(shù)，工作人員可以在檢測混凝土表面強(qiáng)度的同時，迅速地得到正確的檢測結(jié)果。超聲波回彈無損檢測技術(shù)的具體工作步驟如下：在進(jìn)行超聲波回彈前，要對混凝土進(jìn)行表面清洗；之后，檢測人員要對清洗后的混凝土進(jìn)行超聲波回彈無損檢測，同時還要對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的記錄；在檢測結(jié)束后，檢測人員要對所采集到的資料進(jìn)行認(rèn)真的分析，以確保檢測結(jié)果的正確性[6]。

當(dāng)對大型的混凝土構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)時，就需要對其進(jìn)行檢測，通常采用超聲反彈法和超聲波無損檢測技術(shù)，對其表面進(jìn)行檢測?；蚴褂贸暦磸棢o損檢測技術(shù)對混凝土的表層硬度進(jìn)行檢驗(yàn)，或使用超聲波無損檢測技術(shù)對砼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)。超聲波無損檢驗(yàn)技術(shù)有其優(yōu)勢，但也有其缺點(diǎn)，它的主要缺陷就是：一旦混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量有問題，那么超聲波的傳播速度就會受影響。所以，應(yīng)該將超聲波技術(shù)與其他的無損技術(shù)手段有機(jī)地結(jié)合起來，以保證水利水電建設(shè)工程的品質(zhì)。

3.4 碳化深度測量法

若是采用無損檢驗(yàn)技術(shù)，對水利水電項(xiàng)目的地質(zhì)條件做出更加深入、更細(xì)致的測量，則還應(yīng)該考慮采用碳化深度的技術(shù)。當(dāng)采用該技術(shù)進(jìn)行測量之后，相關(guān)人員還需要利用電錘工具對被測量區(qū)域進(jìn)行鉆孔，并進(jìn)行去除鉆孔后所形成的粉末，隨后再將含量約為百分之一的甲基橙乙醇溶液加入鉆孔中。在做變色計(jì)算和深度計(jì)算時，必須采用碳化深度計(jì)和游標(biāo)卡尺，最后的結(jié)論就是碳化深。而在現(xiàn)場檢查時，為要確定所有混凝土的構(gòu)造和內(nèi)部元件的數(shù)據(jù)都是真實(shí)的，要及時采用定位的裝置進(jìn)行施工。在完成所有的測量工作之后，相關(guān)的工作人員還要對最后的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，并對鋼筋的碳化程度進(jìn)行詳細(xì)的分析。如果鋼筋的厚度是比較低的，那么在后期的施工中，鋼筋和其他構(gòu)件就會被腐蝕，很難保證水利工程的安全和質(zhì)量。然而，與混凝土碳化程度比較，鋼筋保護(hù)層的厚度值大于鋼筋的碳化程度，可以得出不存在腐蝕現(xiàn)象[7]。

3.5 紅外圖像無損檢測技術(shù)

紅外圖像無損檢測技術(shù)是一項(xiàng)比較特殊的檢測技術(shù)，能夠?qū)こ痰膬?nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速的質(zhì)量檢測。它是通過紅外照相機(jī)對工程內(nèi)部的輻射進(jìn)行采集，再通過成像技術(shù)將其轉(zhuǎn)換為工程的內(nèi)部構(gòu)造。通過對工程物的監(jiān)測，可以對工程物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和判定。紅外圖像無損探測技術(shù)不會對工程物造成損害，其原因在于它無須與工程物的任何物體進(jìn)行直接接觸，只要通過紅外探測裝置對工程物內(nèi)部進(jìn)行紅外探測，即可達(dá)到對工程物進(jìn)行探測的目的。在水利工程質(zhì)量監(jiān)測中，紅外成像技術(shù)可以用于水利工程防水、混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞、裝飾面層質(zhì)量的監(jiān)測。另外，在運(yùn)用紅外圖像無損檢測技術(shù)進(jìn)行水利工程施工的過程中，必須對施工單位采取相應(yīng)的保護(hù)措施，避免對自身造成損害。此外，紅外無損檢測技術(shù)存在著檢測周期長、獲取檢測結(jié)果緩慢等缺點(diǎn)[8]。

4 水利工程的質(zhì)量檢測中無損檢測技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

4.1 檢測工程結(jié)構(gòu)與混凝土質(zhì)量

為保證施工的質(zhì)量和效果，對工程混凝土進(jìn)行有效的檢測是非常關(guān)鍵的一步。在使用無損檢測技術(shù)時，必須采用最恰當(dāng)?shù)臋z測手段、檢測涉筆，確保使用安全，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。目前，在混凝土結(jié)構(gòu)檢測中，通常采用超聲波發(fā)射、回彈等多種方法。通過對混凝土的密度、裂縫的檢測，可以對其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的檢測和分析。只有對項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有全面的了解，才能進(jìn)行方案的優(yōu)化，保證施工的效率和效益[9]。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)的檢測

在現(xiàn)代工程中，鋼結(jié)構(gòu)的使用頻率越來越高，對工程的安全影響也越來越大。在應(yīng)用無損檢測技術(shù)時，必須以可靠性和合理性作為先決條件。在施工中，常?？梢砸姷戒摻Y(jié)構(gòu)的影子，不同的部位采用不同的檢測方法。目前，常見的檢測手段有沖擊反射法和超聲波法，可以全面地反映工程質(zhì)量問題。

第一，水利工程外觀檢測。工程檢測的目標(biāo)是全部的工程構(gòu)件，而工程則是一個個的構(gòu)件。混凝土構(gòu)件的表面缺陷主要有孔洞、裂紋、點(diǎn)蝕面、孔洞等。以上的內(nèi)容可以通過觀察直接進(jìn)行?；炷两Y(jié)構(gòu)尺寸的檢測，主要有埋設(shè)位置、垂直度、標(biāo)高、軸尺寸、截面尺寸等。若構(gòu)件遭受災(zāi)害或環(huán)境的破壞，則應(yīng)對受損較重的部分進(jìn)行仔細(xì)的檢測，并出具檢測報告。

第二，水利工程的焊接檢測。目前的施工主要采用的是鋼筋混凝土。在建造的過程中，采用焊接技術(shù)，將所有的構(gòu)件都連接在一起，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在水利工程焊接過程中，采用無損質(zhì)量檢測技術(shù)，能有效地對焊接質(zhì)量進(jìn)行精確的檢測，并能有效地改善焊接過程的穩(wěn)定性和可靠性。焊接質(zhì)量檢測主要有以下兩個方面：首先，焊接檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢測橫向腹桿和眩光桿上的焊縫品質(zhì)；其次是對鋼管端套管的檢驗(yàn)，重點(diǎn)是對經(jīng)過CNC切割焊接后的焊縫品質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，以便于確定其質(zhì)量合格[10]。

5 結(jié)束語

綜上所述，水利工程是保證我國水資源安全的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其質(zhì)量與人民群眾的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)。當(dāng)水利工程完工后，要對工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以檢驗(yàn)，以消除安全與工程質(zhì)量問題。運(yùn)用無損檢驗(yàn)技術(shù)，既可對工程實(shí)施科學(xué)的測量，又可提高測量的準(zhǔn)確性，為提高建設(shè)工程總體品質(zhì)奠定牢固的基石。