水利水电金属结构超声无损检测标准分析

2021-06-02周建峰

建材与装饰 2021年15期

关键词：金属结构保护层水利水电

周建峰

（安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽蚌埠 233000）

0 引言

目前，国内在水利水电项目的建设上投入大量的精力，金属结构加工及安设的工作量规模扩大。加之对此类项目的质量标准与应用周期的期望值的提升，在金属结构的质量保障上，对无损检测的效果提出更为严格的标准。

1 超声检测原理

常规检测技术的使用原理为：借助转化装置把电转化成超声波，而后针对金属结构中被测对象总体或局部实行声波反射及散射等，分析反馈的数据信息，继而确保结构的缺陷位置及工件特征。其中，缺陷是和结构材料不一致的介质，会看反馈出和构件特征存在差异的信号，由此实现通过超声波的发射及接收信号，确定金属结构内部的情况。近几年应用较为频繁的是反射法和穿透法，一方面，超声穿透，该种检测方式是基于脉冲波与连续波在穿透过程中形成的能量波动，实现对缺陷部分的形成因素加以分析，并且能结合构件缺陷部分，因散射等问题造成的能量衰减情况，确定结构缺陷。检测时需要在被测对象的两侧放上探头，分别负责发射及接收超声波。超声波处于介质中，其波动幅度会在距离的延长中不断缩小，是一种衰减现象。从理论层面而言，引发衰减现象的原因是声束扩展、散射、介质吸收。从探头发出的超声波可穿过被检测对象，并被另一侧探头接收。另一方面，脉冲反射方式，超声波可以在极短的时间内不间断发出脉冲，并借助被测构件底部及缺陷部分，形成发射，通过分析回声，判断反射位置和规格尺寸，使用的探头需兼顾收发两个功能，才能完成结构检测。

2 无损检测应用优势

首先，应用无损技术开展检测分析，能在一段时间内进行不间断的检测活动，在不损坏被测对象的前提下，保障所得信息的准确性，保障检测分析的及时性，继而提高水利项目测试效率。其次，利用无损检测方式，开展物性检测工作，能保证被测对象原本物性状态不发生改变，通过分析实际物性，选定某种材料，符合项目建设质量要求。最后，原本用在长距离检测方式，适用范围有制约性，地理跨度上也有一定限制，而无损检测能有效解决该问题，弥补传统检查模式的缺陷。种种原因使得超声无损的检测方式拥有使用价值，并能用在诸多检测项目中[1]。

3 金属结构的超声无损检测标准探讨

3.1 超声检测等级

在水利水电领域中的超声无损的检测等级是B，此级别的检测处理是需应用角度探头，检测焊缝的单面两侧，并检验结构的截面。在实际使用中，会因为金属结构的厚度以及接头形式，而调整探头角度与位置，且区别较为明显。在水利水电项目中，焊缝形式主要是对接缝与T型两类。具体检测标准如表1、表2所示。

表1 对接缝检测探头标准

表2 T型缝检测探头标准

3.2 几何尺寸和形位公差

确定金属结构内在值以及相应的公差，是当前应用频率相对偏高的一类，基本可以准确描述出被检测对象的表面状态，借此也能大致判断具体工程结构施工及安装的品质。近些年，国内水利建设呈现出高精度趋势，高坝项目的动工量逐渐增多，相应的金属结构生产和安设品质要求随之提升，促使此类结构的几何尺寸及公差的确定难度提高，而为保障检测结果的准确性，测量用具经过漫长的改进发展，由原本的卷尺与千分尺等，发展成依托于计算机技术的精密测量仪器，采用3D坐标进行结构检测，能提升结果的精确度。3D的测量工艺使用中，是把被测对象的几何特征，转变成点坐标。在确定各点实际位置后，借助有关软件程序，能结合设定估算标准，生成数字化的结构形状与规格的等。此项技术的使用效率较高，测量结果精度也得到保障，操作难度低，使用灵活。以理论规定原则角度来看，此项技术几乎能用在全部的几何元素的测量工作中。该项测量工艺在水利水电项目中，可用在结构加工与安装中，并且在此领域的项目故障诊断及结构变形检测中也有较好的表现。如今，3D检测技术体系涉及大规模的坐标检测、便携式的立体摄影检测、激光跟踪检测等多项测量系统[2]。

3.3 钢筋腐蚀及金属结构

在实际测量期间，需要把检测碳化程度及保护层厚度的两种方式有效组合应用，此种组合模式可用在碳化程度任务与衡量水利项目建设质量的工作上。在工程实地测量过程中，相关工作者需应用电锤，在确定被测现金结构钻孔，并清理孔内及周边杂物，使用特定工具测量被检测对象的深度。而在保护层测量中，可使用定位扫描仪器，进行精测量，以此反映出保护层厚度，继而确定结构内部的构成情况。在数据分析阶段，需严格对比保护层厚度与碳化深度，若碳化程度高于规范标准，同时钢筋保护层实际厚度也不满足现实要求，容易造成钝化膜破损，从而造成钢筋保护性能降低。若实际腐蚀程度的严重情况未超过保护层厚度，便不易形成强化腐蚀的现象。水利水电项目施工期间，金属结构的焊接处理质量关乎项目整体结构的稳定性，所以应借助检测工艺及恰当的评估，把控焊接环节的落实品质。检验金属结构有效的方式有两类，即缺陷评定测与防腐涂层的检验。其中前者属于较为全面的一项技术，并有明显的针对性，获得的检测结果相对直观，可用范围较大。后者在实际使用中存在制约，仅在面对结构涂层的松动现象时有较好的测量表现，如图1所示。

图1 钢筋锈蚀检测仪器

3.4 灵敏度

在设置灵敏度方面，分成四种设定方式，由于灵敏度直接关乎到反射体，会造成检测结果的差异，实践检测活动中需按照检测合同及有关协议内容，确定应用的检测技术，而后设置灵敏度。如今，水利水电项目的金属结构检测，在应用超声无损处理的情况下，一般会应用到两类调整模式。一方面，采用规格是φ3mm的DAC曲线，其验收等级2评定级别是DAC-14dB，若验收级别是3，则对应DAC-10dB。另一方面，基准反射体是平底孔，绘制DGS曲线，在检测等级是B的情况下，实际评定等级应基于有关规定埃及伊确定。在水利水电项目的金属结构对接缝检验中，仅应用斜探头，而测量T型缝的翼板中，应选用第二类的直探头，进行结构检测。

3.5 缺陷评定

对于金属结构的实际缺陷衡量，是根据测量反馈信息，查看波幅的最大值有无超出评定标准线，而后基于结构实际缺陷的长度，完成测量评级。在具体的结构检测中，是否需要对显示特征进行描述，应根据项目具体的合同与协议等资料的要求，加以评定。全部超出评定级别的波形部分，均需借助探讨确定该处波幅的最大值，同时准确保留实际数值和对比参数之间的幅度差。如果金属结构是单面焊，并没有垫板，此类对接根部区域，没有焊透的深度需不足结构板厚的10%，同时不能大于2mm。此外，缺陷的长度不可超过焊缝整体的15%。在水利水电项目没有特殊的设计标准情况下，组合焊缝的缺陷深度不可超过板厚的25%，同时缺陷深度不能超过4mm[3]，如图2所示。