無損探傷在建筑工程檢測中的應(yīng)用研究

司玉華 (合肥工大工程試驗(yàn)檢測有限責(zé)任公司 安徽 合肥 230000)

結(jié)構(gòu)無損檢測與鑒定的對(duì)象為已建工程結(jié)構(gòu),根據(jù)已建結(jié)構(gòu)的性質(zhì),可分為新建結(jié)構(gòu)和服役結(jié)構(gòu)。對(duì)于新建結(jié)構(gòu),無損檢測和鑒定的目的包括驗(yàn)證工程質(zhì)量,處理工程質(zhì)量事故,評(píng)估新結(jié)構(gòu)、新材料很新工藝的應(yīng)用等。對(duì)于服役結(jié)構(gòu),通常用結(jié)構(gòu)可靠性鑒定涵蓋無損檢測與鑒定的內(nèi)容,其目的主要是評(píng)估已建結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性,為結(jié)構(gòu)的維修改造和加固處理提供依據(jù)。不論是新建結(jié)構(gòu)還是服役結(jié)構(gòu),通過試驗(yàn)檢測的方法來獲取表征結(jié)構(gòu)性能的相關(guān)參數(shù)時(shí),都不應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)造成損傷,影響結(jié)構(gòu)的使用和安全。這就是結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)不斷發(fā)展的背景。

對(duì)于工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢測和可靠性鑒定,要通過各種手段得到結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù),捕捉反映結(jié)構(gòu)當(dāng)前狀態(tài)的特征信息,對(duì)結(jié)構(gòu)作用和結(jié)構(gòu)抗力的關(guān)系進(jìn)行分析,并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)給出綜合判斷。結(jié)構(gòu)無損檢測與鑒定涉及結(jié)構(gòu)理論、概率統(tǒng)計(jì)、測試技術(shù)、工程材料、力學(xué)分析等基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí),具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。特別是近年來,測試方法以及相應(yīng)的儀器儀表不斷更新,使這一領(lǐng)域的技術(shù)不斷發(fā)展。

1 無損探傷技術(shù)簡述

無損探傷技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展之下的產(chǎn)物,其主要是利用聲、光、電等探測射線直接進(jìn)行建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探測,選擇該檢測方式,不會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的影響,對(duì)于提高工程質(zhì)量有意義。當(dāng)前我國的無損探傷技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展速度快,并且很多先進(jìn)技術(shù)廣泛使用,可以大幅提升工程的總體施工效果。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)分析,無損探傷技術(shù)應(yīng)用價(jià)值較高,取得效果非常好,并且技術(shù)體系日益成熟,對(duì)于建筑工程檢測工作有著至關(guān)重要的影響。

無損探傷技術(shù)應(yīng)用中,主要是利用光、電、聲等作為介質(zhì)開展檢測,快速的發(fā)現(xiàn)被檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷問題,該檢測環(huán)節(jié)不會(huì)給被檢測結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何的影響。應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)后,快速確定被檢測對(duì)象的位置、類型以及數(shù)量等問題。由此可見,無損探傷技術(shù)應(yīng)用效果較高,使用更加方便快捷。

無損探傷技術(shù)使用多種技術(shù),包含大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感技術(shù)等,較之傳統(tǒng)檢測技術(shù)對(duì)比分析,其優(yōu)勢較為明顯。無損探傷技術(shù)的合理開發(fā)應(yīng)用,不需要鉆孔取樣施工,不會(huì)給工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害和影響,且檢測效率非常高。此外,通過信息化技術(shù)應(yīng)用之下,更加快速地進(jìn)行檢測?？傊?無損探傷技術(shù)的合理應(yīng)用,保證建筑工程檢測有效落實(shí),實(shí)現(xiàn)檢測安全、高效、低成本,促進(jìn)檢測效果提升。

無損探傷技術(shù)的精度較高,應(yīng)用效果非常好,其可以把超聲波技術(shù)施加到物體且能夠保證物體之間進(jìn)行檢測。經(jīng)過相關(guān)工作分析,該傳感技術(shù)允許超聲波技術(shù)在彈性材料傳播,且超聲波傳播速度、支撐材料應(yīng)力與溫度,同時(shí)也與組織均勻性、密度均勻性存在關(guān)系,且應(yīng)力條件和結(jié)構(gòu)均勻性都會(huì)給超聲波傳播造成影響。此外,該檢測技術(shù)精度、準(zhǔn)確性較高,實(shí)際檢測質(zhì)量非常高。

從實(shí)際情況分析,對(duì)比透射法與反射法,反射法的精度較高。通過使用脈沖輻射樣品材料,同時(shí)結(jié)合反射波的運(yùn)行條件展開樣品缺陷分析。具體按照下述過程進(jìn)行:脈沖發(fā)生器把短的超聲脈沖利用探頭直接發(fā)射到試管上。在回波從缺陷、試樣極限返回,振幅與傳播通過信號(hào)處理系統(tǒng)直接發(fā)送到DMS示波器。通過設(shè)備可以獲得試件內(nèi)聲速(v),此時(shí)根據(jù)示波器顯示脈沖傳播時(shí)間以確定缺陷深度(h)。該脈沖反射中,通過無損探傷技術(shù)的應(yīng)用,準(zhǔn)確的進(jìn)行建筑工程檢測,快速掌握質(zhì)量問題,并且做好全面監(jiān)控與管理。

2 無損探傷技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 遠(yuǎn)程操控

無損探傷技術(shù)應(yīng)用到建筑工程檢測中,需要利用射線法等方式快速實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測,其射線內(nèi)包含光、聲、電等方面。經(jīng)過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),無損探傷技術(shù)應(yīng)用到建筑工程檢測領(lǐng)域內(nèi),優(yōu)勢較為明顯,比如速度快、無損、成本低、精度高等。無損探傷技術(shù)融合信息化技術(shù),使得檢測效率和質(zhì)量得到提升,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控和管理,發(fā)揮出現(xiàn)代技術(shù)的融合與應(yīng)用,提高檢測效果和質(zhì)量,對(duì)于無損探傷技術(shù)在建筑工程檢測領(lǐng)域的應(yīng)有產(chǎn)生積極的作用。在具體的檢查中,明確檢測的部位上,通過使用專業(yè)的信息化設(shè)備完成信息接收,根據(jù)獲取的信息可以快速的判斷工程質(zhì)量是否滿足要求,并且通過人工進(jìn)行計(jì)算機(jī)設(shè)備的檢測與分析,才能更加快速地獲得相關(guān)的信息,了解工程質(zhì)量信息,提高施工質(zhì)量水平。

2.2 高效檢測

在建筑工程檢測中,通過應(yīng)用無損探傷技術(shù)促進(jìn)檢測效率的提升,不會(huì)存在傳統(tǒng)檢測技術(shù)中反復(fù)檢測分析的情況,節(jié)約檢測的時(shí)間,促進(jìn)檢測水平的提升。同時(shí),還可以將無損探傷技術(shù)應(yīng)用為多次短程檢測的方式,保證檢測信息和數(shù)據(jù)更加的精確。因此,建筑工程檢測應(yīng)用無損探傷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高效檢測。

2.3 無損穿透

無損探傷技術(shù)在對(duì)建筑工程檢測中,不會(huì)給工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何損壞與影響,這是因?yàn)闊o損探傷技術(shù)應(yīng)用時(shí),只需要通過能量穿透工程結(jié)構(gòu),開展工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部的觀測,也不需要進(jìn)行拆解、破除等處理,完成檢測工作,所以不會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何的影響。同時(shí),無損探傷檢測技術(shù)穿透工件時(shí),結(jié)構(gòu)可靠性良好,較之傳統(tǒng)檢測技術(shù)性能非常的優(yōu)越,所以無損探傷技術(shù)在建筑工程檢測中應(yīng)用較為廣泛,實(shí)際利用價(jià)值也比較高。

3 無損探傷技術(shù)在建筑工程檢測的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用特征

3.1.1 利益性

隨著建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展,人們對(duì)于工程利益要求不斷地?cái)U(kuò)大,同時(shí)工程領(lǐng)域變得日益復(fù)雜多變,使得建筑工程的質(zhì)量管理難度升高。因此,必須提升檢測水平和力度。對(duì)于建筑工程項(xiàng)目來說,傳統(tǒng)檢測技術(shù)是應(yīng)用抽樣檢測的方式,利用樣本獲得檢測結(jié)果產(chǎn)生分析,從而提高檢測精度和水平,防止存在質(zhì)量問題與缺陷。應(yīng)用無損探傷技術(shù)展開建筑工程檢測工作,通過射線、超聲、微波等方面展開檢測,不會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷,提高檢測數(shù)據(jù)的精確性,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益提升。

3.1.2 嚴(yán)謹(jǐn)性

無損探傷技術(shù)的應(yīng)用,以現(xiàn)代化、精細(xì)化設(shè)備作為基礎(chǔ)開展,所以對(duì)于技術(shù)人員的要求日益提高,必須秉承精益求精的精神,具備一定的專業(yè)素質(zhì),有良好的職業(yè)道德,這是提高施工效果的關(guān)鍵。同時(shí)還要制定出符合實(shí)際工作需要的工作流程和標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的效果,促進(jìn)監(jiān)測水平的提升。此外,加強(qiáng)設(shè)備、技術(shù)管理,消除各種誤差和問題,保證數(shù)據(jù)符合實(shí)際要求。

3.1.3 兼容性

無損探傷技術(shù)較之傳統(tǒng)檢測技術(shù)來說,其兼容性較好,首測與復(fù)測可以使用多種不同的方法,提高檢測數(shù)據(jù)的精度,防止存在過大誤差的問題,也能夠避免不利因素的干擾和影響。因此,無損探傷技術(shù)在建筑工程檢測中,具備兼容性特點(diǎn),滿足多種情況下的應(yīng)用,對(duì)于提升工程質(zhì)量水平有著至關(guān)重要的作用。

3.2 應(yīng)用要點(diǎn)

3.2.1 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)是利用不同聲波在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)不同的反應(yīng)來判斷建筑工程的質(zhì)量,進(jìn)而可以提升工程質(zhì)量水平,保證其滿足使用的需要,及時(shí)改進(jìn)建筑工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題,促進(jìn)項(xiàng)目水平提升,對(duì)于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升有著重要的作用。從實(shí)際情況分析,超聲波技術(shù)的靈活性好,準(zhǔn)確性高,但是外部環(huán)境給聲波產(chǎn)生影響,容易發(fā)生反彈的情況,所以需要選擇合適的環(huán)境使用。

超聲波檢測技術(shù)的方向性較強(qiáng),穿透能力好,應(yīng)用到建筑工程檢測中,促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部質(zhì)量檢測精度的提升。超聲波檢測技術(shù)和傳統(tǒng)檢測技術(shù)對(duì)比,檢測范圍更大,檢測靈敏度更高、檢測速度也會(huì)更快,且能夠降低檢測成本,特別是針對(duì)建筑工程項(xiàng)目中一些金屬材料、非金屬材料以及復(fù)合材料方面的檢測,綜合利用價(jià)值非常高。當(dāng)前超聲波技術(shù)因?yàn)槠鋬?yōu)勢明顯,被人們所喜愛,但是也需要注意,形狀不規(guī)則、復(fù)雜性高的結(jié)構(gòu)部分,最好聯(lián)合多種技術(shù)應(yīng)用,才能提升檢測精度,以滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

以曹妃甸港口中地下連續(xù)墻板工程來說,超聲波檢測技術(shù)產(chǎn)生的作用非常明顯,對(duì)于工程質(zhì)量的提升有著重要的意義。該技術(shù)對(duì)于地連墻的成槽質(zhì)量加強(qiáng)檢測,給工程管理部門確定工程質(zhì)量起到積極的作用。同時(shí),超聲波技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)接頭管質(zhì)量檢測,保證鋼筋籠安放施工更加順利地進(jìn)行,防止發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)量事故和問題。此外,該碼頭建設(shè)中,通過超聲波檢測技術(shù)對(duì)于工程的混凝土使用量進(jìn)行預(yù)估和分析,從而實(shí)現(xiàn)成本管控,對(duì)于提升工程效果有重要意義。

3.2.2 雷達(dá)無損探傷技術(shù)

該技術(shù)的應(yīng)用原理是微波技術(shù),可以滿足快速檢測的要求。雷達(dá)波的重要優(yōu)勢是穿透力非常強(qiáng),且能夠廣泛使用到檢測領(lǐng)域,針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)檢測效果非常好,是當(dāng)前理想檢測技術(shù)之一。應(yīng)用雷達(dá)無損檢測技術(shù)的使用,在不接觸建筑物的條件之下,快速完成檢測工作,分析了解其存在的質(zhì)量缺陷和問題。在檢測時(shí)如果發(fā)現(xiàn)存在異常的情況,會(huì)給雷達(dá)波的方向以及速度產(chǎn)生影響,所以就能夠獲得異常數(shù)據(jù)信息,以確定是否存在缺陷問題。此外,雷達(dá)波無損探傷技術(shù)合理應(yīng)用,促進(jìn)檢測精度的提升,對(duì)于混凝土、鋼筋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題檢測有優(yōu)勢。

無損探傷領(lǐng)域內(nèi),雷達(dá)波檢測技術(shù)是重要的應(yīng)用方向之一,從具體情況分析,雷達(dá)無損探傷技術(shù)廣泛地使用到醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)。雷達(dá)無損探傷技術(shù)合理應(yīng)用,快速穿越被檢測部分,效率高、速度快,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷問題。通過使用設(shè)備確定雷達(dá)發(fā)射速度、方向,保證快速地進(jìn)行檢測,促進(jìn)檢測質(zhì)量的提升。最后,利用探測后的結(jié)果數(shù)據(jù),分析工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是否合格,確定是否有裂縫等病害問題。以某橋梁隧道工程為案例分析,在檢測中,使用雷達(dá)無損探傷技術(shù),設(shè)備為ZOND-12探低雷達(dá)檢測,其分辨率高、信號(hào)強(qiáng),快速完成定位作業(yè),實(shí)現(xiàn)規(guī)定區(qū)域的檢測,促進(jìn)工程質(zhì)量水平的提升。主要操作方式如下:檢驗(yàn)人員在計(jì)算機(jī)內(nèi)編輯文件,然后再進(jìn)行預(yù)處理、濾波分析,并且發(fā)射雷達(dá)波信號(hào)展開檢測工作,接收設(shè)備通過分析雷達(dá)波信號(hào),在計(jì)算機(jī)中顯示出圖形信息,出具檢測報(bào)告,為后續(xù)的施工人員開展檢測和質(zhì)量分析工作提供基礎(chǔ)。

3.2.3 射線探傷技術(shù)

射線探傷是無損檢測應(yīng)用的重要方向,其原理就是利用射線的穿透力,通過分析傳輸信號(hào)以掌握內(nèi)部是否有缺陷。x,β射線是最為普遍的射線探傷方式,且檢測環(huán)節(jié)不會(huì)給結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何的影響,通過射線反射信號(hào)的強(qiáng)度從而確定建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的質(zhì)量問題,檢測過程比較簡單,及時(shí)確定是否存在質(zhì)量問題。操作人員通過射線檢測之后,獲得膠片,分析其衰減射線的情況,如果以平滑衰減的情況存在,說明建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的質(zhì)量符合要求。但是如果射線在某個(gè)部位上突然出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度快速下降的情況,就說明該位置存在著質(zhì)量問題,需要及時(shí)采取措施處理,消除任何質(zhì)量缺陷。射線探傷技術(shù)在建筑工程檢測中,與超聲波技術(shù)是比較相似的,這些技術(shù)都是結(jié)合不同介質(zhì)的穿透情況展開分析,從而使得建筑物結(jié)構(gòu)的質(zhì)量合格,促進(jìn)質(zhì)量水平的提升。相對(duì)來說,射線探傷檢測技術(shù)應(yīng)用之下,技術(shù)人員分析射線信號(hào)的強(qiáng)弱以掌握是否存在質(zhì)量問題,比如某個(gè)位置突然出現(xiàn)信號(hào)快速衰減,就說明有質(zhì)量問題。此外,射線探傷技術(shù)的應(yīng)用,快速地獲得檢測結(jié)論,及時(shí)消除質(zhì)量缺陷和問題。當(dāng)前的建筑工程領(lǐng)域內(nèi),射線探傷技術(shù)應(yīng)用廣泛,對(duì)于有效地提升建筑工程質(zhì)量水平有著重要的價(jià)值和意義。

3.2.4 滲透無損技術(shù)

該技術(shù)也是建筑工程檢測中常用技術(shù)之一,其主要是利用檢測區(qū)域內(nèi)使用有色燃料或者滲透溶液的涂抹處理,然后經(jīng)過一段時(shí)間的觀察,了解該區(qū)域的情況,如果表面有缺口存在,滲透液就會(huì)直接進(jìn)入到缺口位置上,檢測設(shè)備會(huì)快速發(fā)展異常的情況,并且展開清理處理,在干燥之后通過分析吸附力的作用,將其吸附出來,通過光照條件下分析其形成缺陷的原因,然后采取必要的應(yīng)對(duì)措施,對(duì)于提高建筑工程的質(zhì)量產(chǎn)生積極的意義。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),滲透無損技術(shù)的操作時(shí)間較長,且對(duì)于被檢測物體的表面光滑度要求較高。因此,要結(jié)合實(shí)際情況選擇應(yīng)用。比如檢測結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量時(shí),工作人員通過滲透液進(jìn)行非金屬物體表面檢測,以確定是否有焊縫質(zhì)量問題。

3.2.5 磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測技術(shù)也是極為普遍的一種無損探傷技術(shù),其利用建筑工程金屬材料分布情況展開合理的檢測,進(jìn)而可以獲得缺陷信息,對(duì)于工程質(zhì)量的提升有重要作用。在檢測中,要經(jīng)過下述流程:首先,在金屬表面撒上磁粉磁化處理,然后觀察磁粉在金屬表面的變化情況,如果均勻地存在于材料的表面,說明材料表面質(zhì)量符合要求;如果吸附不連續(xù),說明材料有裂縫存在。最后結(jié)合金屬材料在質(zhì)量問題作出改進(jìn)。磁粉檢測技術(shù)較之上述技術(shù)來說,成本低、操作方便,且目前很多先進(jìn)檢測技術(shù)與設(shè)備研發(fā)應(yīng)用,比如美國研發(fā)出來可以在200℃條件下的高溫磁粉以及LED黑光燈等,其在建筑工程檢測領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,對(duì)于提升檢測精度有重要價(jià)值。

結(jié)語

現(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平不斷地提高,無損探傷技術(shù)作為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)不斷應(yīng)用到建筑工程檢測領(lǐng)域內(nèi),對(duì)于提升工程質(zhì)量和效益有著至關(guān)重要的作用。本文主要分析目前廣泛應(yīng)用的集中無損探傷技術(shù),了解其使用范圍和操作要點(diǎn),希望技術(shù)人員加強(qiáng)研發(fā),充分利用無損探傷技術(shù),提高建筑工程檢測水平,為建筑領(lǐng)域發(fā)展以及社會(huì)進(jìn)步作出新的更大貢獻(xiàn)。