探析水利工程無損檢測技術

于美超

【摘要】水利工程是國家基礎設施建設的重要一環，其質量與國民經濟息息相關。但是在水利工程的建設和運營過程中，出現很多工程質量問題，因此需要通過檢測技術，提前發現和解決問題，而通過無損檢測技術，可以在不破壞結構的前提下，完成檢測作業，從而采取措施保障檢測項目的質量安全。因此，開展水利工程的無損檢測技術研究有著重要的意義。在目前國內水利工程的質量檢測過程中，通過無損檢測技術與傳統檢測手段的對比，發現無損檢測技術在水利工程中具有重要作用以及優勢。本文從分析無損檢測技術的基本概念入手，討論了無損檢測技術在水利工程中利用的可行性，給出了回彈法、超聲法、紅外線法等現代無損檢測技術的原理和適用性，旨在指導工程實踐，幫著水利工程技術人員更好的開展檢測工作。

【關鍵詞】水利工程;無損檢測;技術

Discussion on Nondestructive Testing Technology of hydraulic engineering

【Abstract】 water conservancy project is an important part of national infrastructure construction， and its quality is closely related to the national economy. However， in the construction and operation of water conservancy projects， there are many engineering quality problems， so it is necessary to find and solve the problems in advance through testing technology. Through nondestructive testing technology， the testing operation can be completed without damaging the structure， so as to take measures to ensure the quality and safety of testing projects. Therefore， it is of great significance to carry out the research on Nondestructive Testing Technology of hydraulic engineering. In the current quality testing process of domestic water conservancy projects， through the comparison between nondestructive testing technology and traditional testing methods， it is found that nondestructive testing technology plays an important role and advantages in water conservancy projects. Starting with the analysis of the basic concept of nondestructive testing technology， this paper discusses the feasibility of the application of nondestructive testing technology in hydraulic engineering， and gives the principle and applicability of modern nondestructive testing technologies such as rebound method， ultrasonic method and infrared method， in order to guide engineering practice and help hydraulic engineering technicians better carry out testing work.

【Key words】 hydraulic engineering; Non destructive testing; technology

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.063

引言：

水利工程是國家基礎設施建設的重要組成部分。它們不僅具有防洪排水的功能，而且可以提高國家水資源利用的合理性。為此，近年來國家對水利工程投入了大量資金，使得水利工程不斷增加。以下是施工質量問題或項目時效問題。不管問題的性質如何，一旦發生，可能會影響水利工程的安全穩定運行。但是，表面上有些問題很難找到，會在一定程度上影響項目質量檢查的完整性。無損檢測技術可以解決這個問題，支持項目質量檢測的順利進行。因此，有必要加強對其應用的研究。

1、無損檢測技術概述

水利工程質量檢測可以做到不損傷結構或者對結構安全造成影響較小的情況下開展工作;一般來說化學手段會造成材料損傷，所以無損檢測技術往往是采用物理手段進行，能有效判斷水利工程內在質量狀態;無損檢測技術主要作為國內水利工作質量控制的一種重要方法，保障好國內水利工程安全使用以及運行，同時也能夠更好的保證水利工程建設的質量安全，有利于提高水利工程整體的作業效率，促進工程建設發展更加科學有序。在中國發展水利建設中，無損檢測技術也有著重要的作用。無損檢測技術通過在不影響主體力學性能的情況下進行物理量的現場測試來計算結構和材料的技術特性或特定指標。無損檢測技術具有運行平穩、簡單的特點，能夠較好地反映水利工程質量，取代一些傳統的檢測手段，促進了我國水利工程的合理、快速發展。

2、無損檢測技術的優勢

2.1連續性

傳統的檢查方法需要抽樣檢查、重復采樣和單獨檢查，因此檢查過程不連續，檢查周期長，無法立即獲得檢查結果。當檢查數量較少時，效果并不明顯，但水利工程的建設范圍很廣，可核查的領域也很多。傳統的檢查方法會導致較長的檢查時間，從而影響后續的施工過程。完整的測試技術可讓您持續測試偵測到的目標，確保持續、即時及可靠的資料，并持續提升原始資料的準確性、改善時間使用效率，以及確保水利工程的進度。

2.2遠距離檢測

隨著信息技術的快速發展，測試技術與信息技術之間的緊密聯系不斷增強，測試工作的效率和水平也大大提高?！竿暾臏y試技術加上資訊技術」可在遠端進行，也就是說，所有的建筑工程偵測點資訊都可以安裝在適當的裝置上，同時購買者也可以將資料傳送到適當的接收裝置，讓工作人員能夠壓縮并分析偵測結果。

3、無損檢測技術應用中的不足

因為超聲波容易影響外部濕度、溫度、無間隙等，需要提高超聲回彈綜合法的測量精度。在某些表面處理過程中，檢查人員通常會發現超聲波校準的集成可用于測量硬度。由于鋼液容器具有較高的水密度，因此超聲波回彈綜合法測得的值不準確。此外，在搜索過程中，無損檢測技術的檢測效率相對較低，這也是由于當前無損檢測技術的技術和物質限制所致。因此，在未來的開發過程中，需要對無損檢測技術進行更全面的改進，以便在水利工程質量控制中得到更好的應用。當施工單位對某些重要的隱蔽工程和重要的水利工程項目進行無損檢測時，還應根據無損檢測過程的實際情況進行無損檢測，并確認抽樣檢測。采樣結果可作為水利工程審核和評估的重要基礎。

4、水利工程中的無損檢測技術

4.1回彈法檢測技術

在水利工程中大量使用了混凝土，回彈法檢測技術的原理主要是通過彈簧的驅動來不斷的觸及混凝土的表面，能夠測量出回彈的整體程度，可以判斷混凝土的強度是否符合標準，這是一種更加方便快捷的一種檢測方法，及時發現安全隱患，同時，回彈法檢測設備簡單，易操作，有利于更好的實現檢測技術在水利工程中的應用。

4.2地質雷達法

地質雷達的工作原理是利用超高頻電磁波檢測電子分布。檢測需要通過天線將高頻電磁脈沖以寬帶短脈沖的形式發送到混凝土中。當電磁脈沖在不同的電子設備接口上相遇時，會被反射或散射。接收天線可以接收這些信號，分析信號，并根據公式計算結果。檢查時，高頻電磁脈沖的行進路徑和波形會根據電子特性和幾何形狀臨時更改。如果混凝土保護層有洞，雷達輪廓的相位和幅值將發生相應變化，并發現設計錯誤。當電磁波沖擊鋼筋的尺寸時，它會反射出所有東西，顯示出雷達輪廓的強烈異常，并分析鋼筋在混凝土中的分布。通過將gpr所獲得的所有信息與通用特殊介質的電氣參數進行比較，我們基本上可以評估各種介質的存在和分布情況，以便對樹的缺陷進行全面評估。

4.3磁粉探傷無損檢測技術

磁粉探傷無損檢測技術是建筑工程鋼結構質量檢測中常用的檢測方法。磁粉探傷無損檢測技術能夠快速檢測出鋼結構是否存在質量問題。在實際工作中，檢測人員需要先對鋼結構進行磁化處理，經過處理后的鋼結構表面將會分布比較均勻的磁力，然后在鋼結構表面均勻撒上磁粉，最后在光照下仔細觀察磁粉在鋼結構表面的分布情況：如果磁粉均勻分布，則說明鋼結構質量沒有問題;如果磁粉不規則或斷斷續續分布，則說明鋼結構存有裂縫或者缺陷。有損的鋼結構磁化程度和無損的鋼結構磁化程度在著較大差異。因此，磁粉探傷無損檢測技術可以幫助檢測人員比較直觀地、快速地檢測鋼結構是否存在質量問題。磁粉探傷無損檢測技術具有應用比較簡單、成本較低、無損性等優點，它在鋼結構無損檢測中應用的價值較高。

4.4光纖檢測方法

光纖傳感器可用于檢測和傳輸光纖存儲技術的結構故障，并將結構特性轉換和直接發送到光學信號，以便直觀地檢測技術結構。與傳統的偵測技術相比，此技術具有許多優點，例如高干擾效能、高外部負載，以及由感應器所產生的高腐蝕。它仍可在嚴苛的偵測環境中提供相對精確的偵測結果。此外，該傳感器重量輕，體積小，實用性強，但由于制造成本高，無法廣泛使用。

4.5紅外線成像檢測技術

紅外檢測技術是一種新的檢測技術，用于檢測其質量問題，以檢測建筑技術中的內部結構特性是否發生了變化。該技術通過紅外攝像機以電子方式存儲混凝土的連續紅外輻射信號，并將這些信號轉換為混凝土內部結構缺陷和損失的溫度場分布圖，并進一步評估其質量。紅外線掃描技術的優勢在于，它可以評估內部結構是否損壞或未接觸到建筑，快速掃描不同的溫度場，并執行遠程掃描。

4.6雷達波無損檢測技術

目前，在水利工程質量檢測中，雷達波無損檢測技術的應用比較成熟。雷達波無損檢測技術的應用優勢主要表現為以下幾點：（1）雷達波穿透力十分強大。（2）檢測范圍大。它能夠檢測建筑工程內部結構，甚至還能夠有效檢測混凝土內部結構的裂縫，這是其他無損檢測技術無法達到的優勢。雷達波無損檢測技術與紅外線無損檢測技術都是無接觸的檢測方法。（3）對于結構復雜的建筑工程，雷達波無損檢測技術也能發揮作用。雷達波無損檢測技術可以通過雷達波來探測建筑內部結構。雖然混凝土內部結構會影響雷達波的傳播速度，但是雷達波反饋信息能夠準確反映混凝土內部缺陷及損傷情況。雷達波無損檢測技術操作簡單，在一般情況下，檢測人員只需要將雷達波發射至建筑體表面，根據雷達波發射的方向和速度變化，就能準確判斷建筑工程混凝土結構的質量是否存在問題。

4.7自然電位法

自發電位法也是水利施工質量檢測中常用的無損檢測技術。該方法通常采用高內阻自發電位裝置進行混凝土檢測，并用裝置界面中的雙電位差對鋼筋的腐蝕進行評定。以水利工程為例，需要依次移動飽和硫酸銅電極，并用該方法記錄檢測過程中的實時數據信息。檢測完成后，可以看出區域陰影是腐蝕發生的地方。檢測人員可以用這種方法現場檢測鋼筋的腐蝕情況，得到的檢測結果更加準確。

4.8聲發射檢測技術

聲發射檢測技術是一種常見的物理現象。當材料或結構受到外力或外力扭曲或破壞時，重力能以彈性波的形式釋放。這種現象稱為聲輻射。噪音污染（AE）是固體內部的故障或潛在故障，它是由外部環境的影響而自動產生的。許多材料的聲發射信號強度非常低。從聲波發射的彈性波會傳到材料表面這是一種很弱的機械振動。借助敏感的電子技術、信息技術和信號處理手段，這種現象成為人們可以識別的信號。因此，我們可以解釋結構性內部故障的變化，并評估聲發射源的位置和位置。聲發射是一種動態無損檢測方法，在無損檢測設備（如超聲波或放射測試）中不可用。聲音發射的能量來自于物體本身。聲發射檢測可基本檢測和評估整個結構的缺陷狀態;由于組件的幾何形狀不會限制在其他檢測方法有限的情況下的聲發射檢測技術，因此，聲發射檢測技術可以檢測組件的內部復雜性。

4.9碳化深度測量法

在該檢測方法的實際應用中，有關人員必須用電錘儀器對檢測位置進行預處理，及時清洗沖壓過程中的粉末，然后將濃度約為1%的苯酐醇溶液倒入孔中。相關工人應充分合理地利用碳化深度儀和測量滑塊測量變色表面和深度，碳化深度為最終測量指標。為了充分保證增強保護層機構和內部部件數據的真實性，應積極利用增強定位掃描儀器進行操作。所有測量工作完成后，有關人員仍需整理分析最終數據，詳細分析鋼橋面厚度的數據信息和混凝土碳化程度的信息。鋼鐵復蓋厚度指數較低時，鋼筋及其相關部件在水利工程后期運行中極易腐蝕，難以充分保證水利工程的質量和安全。

5、無損檢測技術在水利工程質量檢測中的應用

5.1混凝土強度和質量測試

保留混凝土砌塊和現場鉆孔方法是最常用的強度校核方法。超聲變化與混凝土之間很難建立簡單的線性數學模型，混凝土通常被認為是彈性塑性同質材料。由于混凝土構件的復雜性和多樣性，超聲波檢測結果往往存在一定差異。超聲波傳輸速度直接關系到原料的質量。即使原料相同，超聲波速度也因混凝土配合比不同而異。硅酸鹽等礦物補充劑含量越高，水泥細度越高，超聲波傳輸速度隨著補充劑細度的增加而提高，表明混凝土強度較高，與混凝土的實際情況相矛盾。此外，當存在太多粗集料時，超聲波傳輸速度較快，因此檢測到的強度值較高。因此，為了提高混凝土強度校核的精度，應應用混凝土老化聲速、含水量聲速、振幅聲速、阻尼系數聲速和超聲波聲速混凝土等綜合多參數方法。

5.2金屬結構測試

對金屬結構進行檢查時，通過檢查防腐涂料，可以全面加強對金屬結構內部松動和孔的檢查。從而可以通過結合具體測試數據確定金屬結構的穩定性，并積極采取相應措施確保金屬結構的穩定性。金屬結構的無損檢測也可以通過焊接故障檢測方法進行。與前者相比，焊接拉床檢測方法具有較高的應用價值和檢測效果。因此，具體的質量檢查要求相關人員首先在焊接故障檢測和檢查過程中定義質量要求。項目檢查過程允許將相關數據結合起來評估測試結果并報告結果。焊接故障檢測范圍更廣、更全面，可以充分反映水利工程檢測中存在的各種問題，檢測過程更直觀、針對性更強。

結語：

水利工程是為了控制、利用和保護地表及地下的水資源與環境而修建的各項工程建設的總稱。在水利工程中，大量應用了混凝土結構，采用無損檢測技術，可以較好的檢測工程質量。本文分析了無損檢測技術在水利工程中的可行性，探討了回彈法、超聲法、探地雷達法、聲發射法、紅外成像法等一系列無損檢測方法，分析了不同方法的原理，旨在指導工程實踐，促進水利工程事業蓬勃發展。

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