水利工程質量檢測中的超聲脈沖法檢測研究

劉華堂 任虹

【摘要】水利工程不僅能夠有效的調動水資源，滿足人們的需求，并且對于防止洪澇災害具有十分重要的作用。因此，現代水利工程的地位越來越重要，而水利工程的質量也更加引起人們的重視。要想確保水利工程質量，必須要做好質量檢測工作，這對于水利工程來說是十分重要的。本文從超聲脈沖法進行水利工程質量檢測進行分析探討，并對超聲脈沖法的具體應用進行了分析，希望能夠促進我國水利工程質量檢測。

【關鍵詞】超聲波；水利工程；質量檢測

1、超聲脈沖法概述

超聲脈沖法是一種比較先進的技術，由于超聲脈沖法自身多方面的優勢，被廣泛的應用在水利工程質量檢測中。我國水利工程對于超聲脈沖法在水利工程質量檢測方面雖然有了一定的基礎和經驗，但是隨著科學技術的發展以及社會對水利工程質量的提高。所以，現有的超聲脈沖法在水利工程質量檢測中運用的研究還需要進行進一步的研究和探索，因而，我國水利工程領域的相關人士要加強對超聲脈沖法的重視和研究，并且在不斷的研究中將超聲脈沖法在水利工程質量檢測中運用的研究納入到水利工程領域研究的一個重要課題注意，從而提高水利工程的質量。

2、超聲脈沖法的具體應用

2.1 檢測鋼焊縫質量及引水鋼管壁厚檢測

在進行鋼縫焊接質量的無損檢測時，X射線法以及超聲脈沖法是兩種最常用的方法。在水利工程質量檢測中，鋼焊縫所處的環境較為復雜，并且焊縫的數量多，長度較長，且結構物具有較大的尺寸，因此，進行鋼焊縫質量檢測需要采取一種經濟實用的檢測方法，超聲脈沖法是較好的符合無損傷檢測要求的方法。超聲脈沖法用于鋼焊縫質量檢測時，由于金屬晶粒的尺寸小，聲阻抗較大，為了探測到微小缺陷，超聲波探傷儀通過超聲探頭發射主頻率為2.5Mhz的超聲脈沖波，以一定的角度傾斜入射，透過待檢測的鋼焊縫，當焊縫內存在缺陷時，超聲脈沖波被反射回超聲探頭，超聲探頭中的超聲換能器又通過壓電晶片的壓電效應將此反射回波轉換成電信號輸入探傷儀，并依一定的掃描時基線在探傷儀的示波屏上顯示出反射波的波幅及聲程，然后根據缺陷反射波的聲程就可確定所測出鋼焊縫中缺陷的具體位置，反射波波幅及其變化情況可反映出該缺陷的大小和性質。當超聲脈沖波透過無缺陷的鋼焊縫時，焊縫處則無超聲脈沖波反射，超聲波探傷儀的示波屏上就只有起始超聲波，前后移動探頭，就可檢測出焊縫內的所有缺陷。

2.2 混凝土裂縫檢測

在水利工程混凝土李峰檢測的時候，如果裂縫位置處只有一個混凝土表面能夠進行檢測，其裂縫的深度可以采用平測法進行檢測，而裂縫的深度可以通過幾何關系進行求解。如果混凝土裂縫位置處有互相平行的表面，那么可以選用對穿斜測法。首先保持換能器的在過縫與不過縫的時候進行傾斜角測試，從而進行接收波聲時、波幅以及頻率值的讀取。如果是在裂縫處，超聲脈沖波經過的時候，接收到的首波信號不會很強，將聲波、波幅以及頻率值與不過縫處的數值進行比較，找出兩者之間的差異，從而可以對裂縫的長度以及深度進行判斷。

2.3 其它缺陷檢測

在利用超聲脈沖法進行檢測的時候，還可以進行混凝土空洞、蜂窩以及結合面處缺陷的檢測。利用對穿斜測法進行缺陷位置以及尺寸的檢測。在進行混凝土鉆孔灌注樁施工的時候，可以將聲測管預埋在樁內，通過對聲測管中移動的超聲波探頭所接收到的脈沖波聲時、頻率以及波幅的變化進行分析，從而對樁體的連續性以及均勻性進行區分判斷，樁體混凝土的強度需要與聲速檢測相結合來進行檢測。

2.4 鋼焊縫質量檢測過程中應注意的問題

在對水鋼管進行對接焊縫質量檢測的時候，需要注意以下幾方面內容：

1.超聲波斜探頭的選擇。在選擇超聲波斜探頭的時候，需要根據被測鋼管的壁厚來作為參考依據，務必確保焊縫的全部區域能被一次或者二次回波探測到，并且需要確保探測到熒光屏水平方向上最大探測范圍外的回波，盡量避免探測波受到探頭噪聲的影響。

2.5 偶合劑的選擇。在選擇偶合劑的時候，必須確保合適的粘度，需要以環境溫度、管徑以及焊接方向為參考依據來選擇。如果選擇的偶合劑粘度太大，利用超聲脈沖法進行檢測的時候，鋼管表面會具有較大的粘阻力，不利于探頭的掃查移動。如果偶合劑粘度太小，探頭與鋼管表面會受到流淌下偶合劑的影響，生透性會降低，從而給表面傳輸修正增加了困難，對檢測結果產生影響。

2.6 注意區分焊縫根部的凸瘤與內凹。焊縫根部有熔焊的金屬向管內溢出，由此會形成凸瘤。在進行吊焊的時候，焊縫根部容易形成內凹，因此會將焊接面消弱。在鋼管內表面是凸瘤以及內凹所處位置的附近，當利用超聲脈沖法進行某處探測的時候，是從鋼管外表面焊縫的一側來進行的，從熒光屏顯示上可以看出，內凹的二次反射回波以及凸瘤的一次反射回波是同一聲程，因此只從缺陷位置上并不能判斷是凸瘤后者是內凹。但是利用三次回波或者從焊縫的另一側進行探測，便可以從聲程或者反射波信號強弱上進行判斷，內凹的聲程短于凸瘤且內凹的反射波信號弱于凸瘤。

在進行檢測的時候，需要對對接鋼管的對口情況進行隨時的檢查。主要是因為如果鋼管對口對接不夠準確的時候，就會存在錯口，也就是說焊縫根部就會出現一側凹陷，一側凸出的情況。這樣容易導致底波聲程出現變化，會與焊縫缺陷的信號混為一體，不容易分辨。

3、結束語

從上述分析中可以看得出來，在水利工程對接鋼縫質量檢測中，利用超聲脈沖法較為經濟方便，在檢測鋼管壁厚中同樣適用。同時，在水利工程混凝土強度檢測中，也可以運用超聲脈沖法，并且能夠對混凝土中缺陷的位置以及尺寸進行定量檢測。在超聲檢測技術不斷的發展及進步下，水利工程質量檢測能力將會大大提高，從而促進我國水利工程的發展。

參考文獻：

[1]魯學偉，徐蓉，王桂玲.鋼管混凝土內部常見缺陷及檢測方法綜述[J].施工技術，2011（06）.

[2]唐忠國.超聲波無損探傷檢測鋼結構焊接質量分析[J].機械工程師，2013（07）.

[3]高金國，王存義，王玉.超聲波無損探傷檢測焊接質量研究[J].黑龍江科技信息，2011（31）.