無損檢測技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用研究

王 超

山東省水利工程試驗(yàn)中心有限公司，山東 濟(jì)南 250000

在水利工程質(zhì)量檢測中應(yīng)用無損檢測技術(shù)的時(shí)間相對較短，當(dāng)前依然處于實(shí)際應(yīng)用的初始時(shí)期，因此具體應(yīng)用水平較為有限。為此，應(yīng)從多方面加強(qiáng)無損檢測技術(shù)的檢測質(zhì)量，以保證水利工程質(zhì)量檢測的精準(zhǔn)性。

1 無損檢測技術(shù)概述

無損檢測技術(shù)指以不會(huì)對被檢測對象內(nèi)部組織、實(shí)際應(yīng)用性能造成影響或損害為基礎(chǔ)，通過對材料內(nèi)部相應(yīng)結(jié)構(gòu)的不足或異常的運(yùn)用所出現(xiàn)的光、電、熱等反應(yīng)，采用化學(xué)或物理方式，借助相關(guān)儀器和設(shè)備，對被測對象外觀和內(nèi)部性質(zhì)、狀態(tài)以缺陷種類、大小、位置等眾多方面進(jìn)行檢測的一種方法。

2 無損檢測技術(shù)分類及特點(diǎn)

無損檢測技術(shù)可以分為超聲波檢測法、自然電位法、回彈法等。不同的檢測方法所對應(yīng)的檢測原理存在一定差異性，相應(yīng)的精準(zhǔn)程度和貢獻(xiàn)度也不盡相同。

（1）超聲波檢測法。通常情況下，應(yīng)用該技術(shù)對水利工程質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)需要運(yùn)用數(shù)字超聲儀。實(shí)際執(zhí)行檢測操作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守超聲波檢測法對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測的相關(guān)技術(shù)規(guī)定，通常會(huì)在水利工程中創(chuàng)建對應(yīng)的回彈法測試區(qū)，應(yīng)用回彈儀實(shí)施回彈值的測量。在后續(xù)工作的開展中也可以使用聲波換能器與超聲儀執(zhí)行檢測操作，測算超聲聲速值、回彈值與混凝土強(qiáng)度，并進(jìn)行相應(yīng)換算，從而獲取相對較為精準(zhǔn)的檢測結(jié)果。

（2）回彈法。該方法利用一個(gè)重錘裝置，依靠彈簧進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過彈擊桿的作用，對混凝土表面進(jìn)行彈擊，同時(shí)測量重錘受到反彈作用的返回距離，將回彈值當(dāng)作與強(qiáng)度有關(guān)的指標(biāo)，對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行推斷。因?yàn)闇y量發(fā)生在混凝土表層，所以也可以用其檢測混凝土硬度，是以混凝土表面強(qiáng)度與硬度的關(guān)系創(chuàng)建的一種檢測方式。

（3）自然電位法。該檢測方法是水利工程質(zhì)量檢測中的常用方法之一。通常情況下，該方法通過高內(nèi)阻自然電位儀實(shí)施測量，利用界面中雙層電之間的電位差針對發(fā)生銹蝕的現(xiàn)象做出具體判斷。該方法通常運(yùn)用于內(nèi)部金屬構(gòu)件和小型混凝土的檢測，同時(shí)常用于部分舊有水利工程質(zhì)量的檢測。

3 無損檢測技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

3.1 回彈法在混凝土強(qiáng)度檢測中的應(yīng)用

（1）應(yīng)用回彈法檢測混凝土強(qiáng)度的過程中，各部分的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)量需要在10個(gè)以上，針對一個(gè)方向?qū)嶋H尺寸不到4.5m，而另一方向?qū)嶋H尺寸不足0.3m的構(gòu)件，應(yīng)適量減少相應(yīng)測區(qū)的數(shù)量，但要保證在5個(gè)以上。

（2）緊鄰兩個(gè)測區(qū)的距離需要保持在2m以下，測區(qū)距離構(gòu)件施工縫邊緣位置或端部位置應(yīng)保證在0.5m以下，并大于0.2m。

（3）測區(qū)需要選取在令回彈儀保持水平方向的混凝土澆筑側(cè)面位置，若無法達(dá)到相應(yīng)要求，可以將回彈儀置于非水平方向的混凝土澆筑底面或表面。

（4）測區(qū)需要選取在構(gòu)件上兩個(gè)對稱的能夠進(jìn)行測量的面上，也可選取在一個(gè)能夠進(jìn)行測量的面上，注意保證分布的均勻性。構(gòu)件中的薄弱位置和相對而言重要的位置務(wù)必要設(shè)定測區(qū)，同時(shí)需要避開預(yù)埋件。

（5）測區(qū)的面積需要保證在0.04m2以下。

（6）檢測面需要選擇在混凝土的表面，同時(shí)保證表面的平整性和清潔性，不能存在蜂窩、浮漿、麻面等情況，可以使用砂輪將其中的雜物及疏松層清除，同時(shí)保證沒有殘余的碎屑或粉末。

（7）對具體執(zhí)行彈擊操作過程中發(fā)生振顫的小型構(gòu)件和薄壁進(jìn)行固定。

（8）回彈時(shí)應(yīng)保證和檢測面垂直，緩慢施加壓力，讀取數(shù)值，迅速復(fù)位，兩個(gè)測點(diǎn)之前的距離應(yīng)保持在20mm以上，測點(diǎn)與預(yù)埋件和外露鋼筋的間距需保持在30mm以上，測點(diǎn)不能在外露石子或氣孔上，相同測點(diǎn)僅僅可以進(jìn)行1次回彈，各測區(qū)選取16個(gè)回彈值。

（9）碳化深度測量，結(jié)束回彈值的測量之后，需要在具有一定代表性的測區(qū)上對相應(yīng)的碳化深度值進(jìn)行測量，測點(diǎn)需要超過測區(qū)數(shù)量的30%，選取平均值當(dāng)作各個(gè)測區(qū)對應(yīng)的碳化深度測量值。

（10）碳化深度的測量需要利用相關(guān)工具針對測區(qū)表面進(jìn)行處理，使其形成直徑約為15mm的空洞，具體的深度需要超過混凝土的碳化深度，執(zhí)行3次測量操作，精確到0.25mm，選取平均值，對于碳化深度配比，對應(yīng)的精確值為0.5mm。

回彈法之所以能夠得到廣泛應(yīng)用，主要憑借其操作較為方便，技術(shù)難度系數(shù)相對偏低等優(yōu)勢，然而該方法會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的結(jié)構(gòu)受到一定破壞，最終所獲取的檢測結(jié)果也會(huì)存在一定誤差，在構(gòu)件尺寸和重量相對較小時(shí)并不適合采用該方法。

3.2 超聲法在混凝土強(qiáng)度檢測中的應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)采集。首先，布置相應(yīng)測區(qū)。在相應(yīng)構(gòu)件上至少均勻劃出10個(gè)規(guī)格為200mm×200mm的方網(wǎng)格，將1個(gè)網(wǎng)格當(dāng)作1個(gè)測區(qū)。針對同一批次的構(gòu)件執(zhí)行抽檢操作，抽檢數(shù)量約為總數(shù)的30%，并且保證多于4個(gè)，各相關(guān)構(gòu)件的測區(qū)需要超過10個(gè)。關(guān)于測區(qū)的布置，需要設(shè)定在混凝土構(gòu)件澆筑方向的側(cè)面位置，同時(shí)保證側(cè)面良好的清潔性。其次，布置相應(yīng)測點(diǎn)。要想確保針對混凝土的測試方法及條件盡量與率定曲線保持相同，各個(gè)測區(qū)中需要設(shè)定3～5個(gè)相應(yīng)測點(diǎn)。最后，采集數(shù)據(jù)信息。針對各對測點(diǎn)間的距離進(jìn)行實(shí)際測量，采集并針對相應(yīng)的聲時(shí)加以記錄。根據(jù)各個(gè)區(qū)段襯砌強(qiáng)度之間的不同，可以設(shè)定幾個(gè)不同測站，1個(gè)測站內(nèi)可以設(shè)定多個(gè)不同測點(diǎn)，測區(qū)的聲速需要取平均值。

（2）強(qiáng)度推定。首先，若是根據(jù)單個(gè)構(gòu)件執(zhí)行檢測操作，則單個(gè)構(gòu)件強(qiáng)度的推定值取這一構(gòu)件不同測區(qū)中混凝土強(qiáng)度的最小值。其次，若是采用批次抽樣檢測的方式，則這一批次構(gòu)件的強(qiáng)度推定值需要根據(jù)相關(guān)數(shù)理統(tǒng)計(jì)公式計(jì)算得出。再次，若是統(tǒng)一批次測區(qū)強(qiáng)度換算值存在較大標(biāo)準(zhǔn)差，則需要將第一個(gè)構(gòu)件中最小測區(qū)強(qiáng)度換算值與這一批次構(gòu)件中最小測區(qū)強(qiáng)度換算值的均值作為標(biāo)準(zhǔn)。最后，若是同一批次構(gòu)件根據(jù)批次實(shí)施抽樣檢測，則需要結(jié)合單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行檢測。

3.3 自然電位法在鋼筋銹蝕檢測中的應(yīng)用

水利工程施工質(zhì)量檢測中，自然電位法也是一種常用的無損檢測技術(shù)。該方法通常通過高內(nèi)阻自然電位裝置實(shí)施具體檢測，利用裝置界面中雙層電電位差針對鋼筋發(fā)生銹蝕的情況作出判定。以某水利工程為例進(jìn)行說明，在應(yīng)用該方式進(jìn)行檢測的過程中，需要逐一移動(dòng)飽和硫酸銅電極，同時(shí)記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，在檢測完成后，能夠看到區(qū)域陰影位置便是發(fā)生銹蝕的地方。檢測工作人員可以利用該方法進(jìn)行鋼筋銹蝕實(shí)地檢測，并且所得檢測結(jié)果較為精準(zhǔn)。

3.4 超聲波法在前裂縫檢測中的應(yīng)用

采用超聲波法能夠針對水利工程前裂縫實(shí)施較為有效的檢測。在混凝土缺陷利用超聲法檢測的相關(guān)技術(shù)規(guī)范中對該方法作出了明確的規(guī)定，因此檢測工作人員在實(shí)際執(zhí)行檢測操作的過程中，可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)施裂縫的檢測。該方法通常運(yùn)用具備波形顯示功能的超聲波檢測儀，對超聲波的實(shí)際傳播速率、信息接收的頻率等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測，再利用相應(yīng)的檢測結(jié)果判定淺裂縫的具體情況。

4 結(jié)束語

總而言之，在水利工程質(zhì)量檢測中應(yīng)用無損檢測技術(shù)可以顯著提升檢測工作效率，同時(shí)有利于促進(jìn)國家建筑行業(yè)的良好發(fā)展。相關(guān)技術(shù)工作者可以進(jìn)一步對該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施更為全方位的改善與優(yōu)化，確保其能夠運(yùn)用于眾多不同的領(lǐng)域中，從而為人們的生活提供方便。