水利工程質(zhì)量檢測的無損檢測技術(shù)

韓文斌 陳希歌

山東省水利工程試驗(yàn)中心有限公司 山東 濟(jì)南 250200

引言

從現(xiàn)階段無損檢測技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用情況來看，常用的檢測技術(shù)主要包括超聲波無損檢測、紅外線成像無損檢測、雷達(dá)波無損檢測、滲透無損檢測、磁粉探傷無損檢測、沖擊反射無損檢測、高密度電法無損檢測。在水利工程檢測中，這些無損檢測技術(shù)既有各自的應(yīng)用優(yōu)勢，也有各自的不足之處。在水利工程檢測工作中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況來靈活應(yīng)用不同的無損檢測技術(shù)，從而確保水利工程質(zhì)量檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。因此，加強(qiáng)無損檢測技術(shù)在水利工程檢測中的應(yīng)用研究，在提高水利工程質(zhì)量方面具有重要意義。

1 損檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和基本概念

1.1 無損檢測技術(shù)的概念

無損檢測技術(shù)和有損檢測技術(shù)之間的區(qū)別和差異還是比較大的，所謂的無損檢測技術(shù)理解起來非常的簡單，主要指的就是在不對水利結(jié)構(gòu)造成一定損壞，或者是不影響表層結(jié)構(gòu)的前提下，可以直接檢測水利工程的實(shí)體質(zhì)量。無損檢測在當(dāng)前的水利結(jié)構(gòu)檢測過程中發(fā)揮的作用是相當(dāng)關(guān)鍵的，所體現(xiàn)出來的應(yīng)用價(jià)值也比較高，當(dāng)然在對這些技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，肯定也會面臨更多的問題，可能會存在著一定的缺陷，甚至可能會對水利結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測的最終結(jié)果造成一定的影響。因此就需要科學(xué)的選擇無損檢測的具體方式，通過合理的檢測展現(xiàn)出無損檢測所具備的優(yōu)勢，使檢測工作的質(zhì)量水平得到進(jìn)一步的提升，也能夠通過這種方式促使水利行業(yè)得到有效的發(fā)展和進(jìn)步。

1.2 無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢

目前我國城市發(fā)展的速度不斷加快，城市當(dāng)中的人口數(shù)量也在不斷增加。當(dāng)下我國大部分城鎮(zhèn)人口密度不斷提高，這就給當(dāng)下社會的城鄉(xiāng)供水、農(nóng)村飲水等水利事業(yè)發(fā)展造成了一定的壓力。面對這種情況，需要水利工程質(zhì)量不斷提高，水工設(shè)施的層數(shù)不斷增加。為了確保這些水利項(xiàng)目、設(shè)施能夠更加安全的被使用，降低安全隱患出現(xiàn)的概率，水利工程的質(zhì)量檢測工作至關(guān)重要，是不容忽視的。水利結(jié)構(gòu)對受力變化敏感，所以在進(jìn)行檢測的過程當(dāng)中需要保證結(jié)構(gòu)的完整性，這就是無損檢測技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢。高層建設(shè)所應(yīng)用到的材料基本上都是復(fù)合型的材料或者是多功能的材料，通過利用聲學(xué)，光學(xué)，熱能等多項(xiàng)不同的手段，對水利結(jié)構(gòu)內(nèi)部的一些缺陷快速檢測，并且檢測結(jié)果具備較高的可靠性，而且還不會對結(jié)構(gòu)的安全造成一定的損害。這種方式受到環(huán)境的影響是相當(dāng)少的，并且檢測出來的最終結(jié)果也能夠直接在計(jì)算機(jī)上儲存，能夠更加方便主管部門進(jìn)行監(jiān)督和管理[1]。

2 無損檢測技術(shù)的主要特征

2.1 無損性

無損性是指施工人員在使用無損檢測技術(shù)時(shí)，不會對檢測對象產(chǎn)生損壞，其原因就是該技術(shù)屬于一種能量體技術(shù)，自重有一定的限度。這樣在接觸被檢測對象時(shí)，不會對檢測目標(biāo)產(chǎn)生太大的沖擊，而且這種能量體具備穿透功能，能實(shí)現(xiàn)對檢測對象的檢測，從而達(dá)到檢測的目的。憑借這種優(yōu)勢，無損檢測技術(shù)受到人們青睞，特別是質(zhì)量要求比較高的水利工程項(xiàng)目，檢測人員一般都會選擇這種技術(shù)進(jìn)行檢測。

2.2 遠(yuǎn)距離工作

在信息技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，無損檢測技術(shù)也在不斷發(fā)展，通過與信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，無損檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離檢測。在實(shí)際檢測過程中，檢測人員可以在檢測位置安裝相應(yīng)的信息采集設(shè)備，這樣就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測。同時(shí)，在數(shù)據(jù)信息接收方面，無損檢測技術(shù)能做到準(zhǔn)確無誤接收，并且可以對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。在實(shí)際檢測過程中，檢測人員可以通過計(jì)算機(jī)查看信息，然后對檢測結(jié)果作出準(zhǔn)確判斷。這樣無損檢測技術(shù)就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離工作，為實(shí)際檢測工作帶來巨大便利，保證了檢測工作的順利開展。

2.3 效率優(yōu)勢

除了以上兩種優(yōu)勢，無損檢測技術(shù)還具有較高的工作效率。通過與信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，無損檢測技術(shù)精確度得到了很好的保證，而且在信息傳輸中避免了多次分析。這樣不僅提高了檢測質(zhì)量，同時(shí)也極大地提升了檢測效率，保證檢測工作能在短時(shí)間內(nèi)完成。此外，無損檢測技術(shù)還能在一定時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)多次檢測，通過多次檢測可以保證檢測結(jié)果的可靠性，為后期工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。與傳統(tǒng)檢測方法相比，無損檢測技術(shù)的應(yīng)用極大提升了工程檢測的頻次和效率，能在短時(shí)間內(nèi)完成指定的工作量，給水利工程建設(shè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，并減少二次修復(fù)的成本[2]。

3 無損檢測技術(shù)在水利檢測中的應(yīng)用價(jià)值

與其他檢測技術(shù)相比，無損檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全面、精準(zhǔn)的檢測。檢測人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程中存在的問題，然后根據(jù)這些問題制定合理的整改方案，更好地保證工程質(zhì)量。該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

3.1 提供有效的技術(shù)支持

①很多水利工程項(xiàng)目在進(jìn)行建設(shè)時(shí)，無法通過外部觀察、量測直接發(fā)現(xiàn)問題。這時(shí)就需要依靠無損檢測技術(shù)來進(jìn)行相應(yīng)檢測，借助該技術(shù)可以對工程技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行全面剖析。掌握水利工程建設(shè)和作業(yè)情況，為工程建設(shè)提供相應(yīng)的技術(shù)支持。②無損檢測技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對工程精細(xì)化管理，包括工程材料、工程技術(shù)、施工組織設(shè)計(jì)等。③無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，能避免檢測過程中對工程項(xiàng)目、檢測人員造成的損傷，從而有效提升工程的安全性和可靠性。

3.2 提升工程建設(shè)檢測精確度

無損檢測技術(shù)的應(yīng)用是在很多檢測技術(shù)基礎(chǔ)上展開的，保證了無損檢測技術(shù)具有通用性和先進(jìn)性，能對水利工程項(xiàng)目進(jìn)行有效檢測，特別是檢測精準(zhǔn)度方面，將會得到很大的保證。在對一些特殊部位或特殊項(xiàng)目進(jìn)行檢測時(shí)，無損檢測技術(shù)也具有特殊的作用。借助無損檢測技術(shù)可以對檢測數(shù)值進(jìn)行一個(gè)合理的剖析，從而得到更準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。無損檢測技術(shù)在水利工程建設(shè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，相關(guān)工作人員需要對這方面加以重視，根據(jù)工程實(shí)際情況，采取有效措施保證該技術(shù)的良好應(yīng)用[3]。

4 水利工程中的無損檢測技術(shù)

4.1 超聲波無損檢測技術(shù)

現(xiàn)階段，以鋼筋混凝土為主的水利結(jié)構(gòu)越來越多。檢測混凝土強(qiáng)度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量，是水利工程質(zhì)量檢測工作中一項(xiàng)十分重要的工作。在檢測過程中，不能讓混凝土結(jié)構(gòu)受到任何損傷并且保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，而超聲波無損檢測技術(shù)正好能滿足這一要求。檢測人員可以利用超聲波強(qiáng)大的穿透力來檢測混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)。超聲波無損檢測技術(shù)不僅靈敏度高、檢測結(jié)果準(zhǔn)確，還能有效降低檢測成本。因此，超聲波無損檢測技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測中得到了廣泛應(yīng)用。超聲波無損檢測技術(shù)又可細(xì)分為超聲回彈無損檢測和超聲無損檢測兩種技術(shù)。當(dāng)檢測混凝土結(jié)構(gòu)厚度較小的水利工程時(shí)，工作人員可以采用超聲回彈無損檢測技術(shù)。應(yīng)用超聲回彈無損檢測技術(shù)，工作人員可以在檢測混凝土表面強(qiáng)度的同時(shí)，快速獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。超聲回彈無損檢測技術(shù)的具體操作流程是：首先，在檢測前，檢測人員需要做好混凝土表面清潔工作；然后，檢測人員需要使用超聲回彈無損檢測技術(shù)來檢測清潔過后的混凝土，在檢測過程中，檢測人員還需要詳細(xì)記錄檢測數(shù)據(jù)；最后，在完成檢測工作后，檢查人員需要仔細(xì)分析所記錄的數(shù)據(jù)，以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)檢測混凝土結(jié)構(gòu)厚度較大的水利工程時(shí)，檢測人員需要獲取混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，采用超聲回彈無損檢測技術(shù)和超聲無損檢測技術(shù)來共同完成檢測工作。工作人員在應(yīng)用超聲回彈無損檢測技術(shù)檢測混凝土表面強(qiáng)度的同時(shí)，還需要利用超聲無損檢測技術(shù)檢測混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量，比如鋼筋間距和保護(hù)層厚度。這種內(nèi)外結(jié)合的檢測方法既提高了檢測效率，又可獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。超聲波無損檢測技術(shù)既存在優(yōu)點(diǎn)，也存在缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為：若混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配筋率高，在檢測內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，超聲波在傳播速度和方向上就會受到影響。

4.2 紅外線成像無損檢測技術(shù)

紅外線成像無損檢測技術(shù)是一種較為特殊的檢測技術(shù)，在水利工程質(zhì)量檢測中，它可以快速檢測水工建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量。該技術(shù)主要利用紅外線攝像機(jī)來采集水工建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的輻射信號，然后利用成像技術(shù)將獲取的信息轉(zhuǎn)化成水工建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像。檢測人員可根據(jù)獲得的圖像來分析和判斷水工建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量問題。紅外線成像無損檢測技術(shù)之所以不損傷建筑結(jié)構(gòu)，主要是因?yàn)闄z測設(shè)備不需要與水工建筑物直接接觸，檢測人員只需要利用檢測設(shè)備的紅外線掃描水工建筑物內(nèi)部材料，就能實(shí)現(xiàn)水利材料檢測目標(biāo)。

4.3 雷達(dá)波無損檢測技術(shù)

目前，在水利工程質(zhì)量檢測中，雷達(dá)波無損檢測技術(shù)的應(yīng)用比較成熟。雷達(dá)波無損檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。①雷達(dá)波穿透力十分強(qiáng)大。②檢測范圍大。它能夠檢測水利工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至還能夠有效檢測混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裂縫，這是其他無損檢測技術(shù)無法達(dá)到的優(yōu)勢。雷達(dá)波無損檢測技術(shù)與紅外線無損檢測技術(shù)都是無接觸的檢測方法。③對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的水利工程，雷達(dá)波無損檢測技術(shù)也能發(fā)揮作用。雷達(dá)波無損檢測技術(shù)可以通過雷達(dá)波來探測水工建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

4.4 滲透無損檢測技術(shù)

在水利工程質(zhì)量檢測中，檢測鋼結(jié)構(gòu)也是一項(xiàng)重要的檢測工作。工作人員需要采用多種無損檢測技術(shù)來檢測鋼結(jié)構(gòu)，滲透無損檢測技術(shù)便是比較常用的一種技術(shù)。滲透無損檢測技術(shù)主要是將一些熒光料或者著色料的滲透液涂抹在鋼結(jié)構(gòu)的表面，經(jīng)過一段時(shí)間后，涂抹的滲透液會滲入鋼結(jié)構(gòu)的縫隙或缺陷部位，去除表面部分多余的滲透液，待滲透液干透后，在光照充足的情況下，可以使鋼結(jié)構(gòu)縫隙或缺陷顯現(xiàn)出來，從而達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測的目的。滲透無損檢測技術(shù)的檢測用時(shí)較長、應(yīng)用范圍較小，它只能用來檢測鋼結(jié)構(gòu)的缺陷和縫隙。該檢測技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)表面的光滑度和清潔度有著很高的要求。如果鋼結(jié)構(gòu)表面生銹或被污染，直接使用滲透無損檢測技術(shù)，檢測質(zhì)量就會受到較大影響。因此，在應(yīng)用滲透無損檢測技術(shù)時(shí)，檢測人員必須注意這一點(diǎn)。

4.5 磁粉探傷無損檢測技術(shù)

磁粉探傷無損檢測技術(shù)是水利工程鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測中常用的檢測方法。磁粉探傷無損檢測技術(shù)能夠快速檢測出鋼結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量問題。在實(shí)際工作中，檢測人員需要先對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行磁化處理，經(jīng)過處理后的鋼結(jié)構(gòu)表面將會分布比較均勻的磁力，然后在鋼結(jié)構(gòu)表面均勻撒上磁粉，最后在光照下仔細(xì)觀察磁粉在鋼結(jié)構(gòu)表面的分布情況。如果磁粉均勻分布，則說明鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量沒有問題；如果磁粉不規(guī)則或斷斷續(xù)續(xù)分布，則說明鋼結(jié)構(gòu)存有裂縫或者缺陷。有損的鋼結(jié)構(gòu)磁化程度和無損的鋼結(jié)構(gòu)磁化程度在著較大差異。因此，磁粉探傷無損檢測技術(shù)可以幫助檢測人員比較直觀地、快速地檢測鋼結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量問題。磁粉探傷無損檢測技術(shù)具有應(yīng)用比較簡單、成本較低、無損性等優(yōu)點(diǎn)，它在鋼結(jié)構(gòu)無損檢測中應(yīng)用的價(jià)值較高。

4.6 沖擊反射無損檢測技術(shù)

在水利工程質(zhì)量檢測中，沖擊反射無損檢測技術(shù)與超聲回彈無損檢測技術(shù)具有相似性，它們都是通過撞擊來獲取檢測數(shù)據(jù)的，但沖擊反射無損檢測技術(shù)主要通過撞擊方式產(chǎn)生應(yīng)力波來達(dá)到檢測目的。在利用沖擊反射無損檢測技術(shù)來檢測水利工程質(zhì)量時(shí)，檢測人員首先需要根據(jù)水利的強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)估，然后做一個(gè)符合檢測要求的回彈鋼球，最后用適當(dāng)力度使回彈鋼球與水利體表面發(fā)生撞擊。鋼球受到撞擊后會產(chǎn)生一定的應(yīng)力波，檢查人員可以通過應(yīng)力波頻譜來分析水利工程是否存在裂縫或者缺陷問題。

5 結(jié)束語

在當(dāng)下科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度加快，無損檢測技術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的檢測方法。在水利工程的質(zhì)量檢測當(dāng)中也需要工作人員科學(xué)地利用無損檢測技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使檢測的精準(zhǔn)程度得到有效的提高。