套筒灌漿飽滿度檢測方法的可能性研究

郭輝，董麗鳳，覃水強

(華北理工大學建筑工程學院，河北 唐山 063000)

1 超聲波法

1.1 超聲檢測的工作原理

超聲波無損檢測方法在各行各業都有廣泛的應用，而且技術比較成熟，在建筑方面主要有“聲時”“波形”兩種分類，其中“波形”應用比較廣泛，主要用于檢測混凝土強度和缺陷問題，當超聲波換能器發出特定波長、振幅、頻率的聲波穿過內部有缺陷的物體時聲波的各種性能會發生改變，根據不同的缺陷做出不同的改變。研究人員利用這一特性利用對比的方法得出物體內部缺陷的情況。

1.2 超聲波檢測的優缺點

與其他無損檢測方法相比，超聲波檢測有如下優點與局限性

優點：作用在材料上的超聲波強度遠遠小于材料的極限強度，不會對材料造成損傷，可以定性的檢測出材料的缺陷位置，走向。

缺點：超聲波檢測對工作環境要求較高，要求工作環境較安靜，且難以定量的分析出缺陷的大小，以及較小的缺陷，而且工作中需要耦合劑，要求被測表面光滑。

1.3 超聲波缺陷檢測

檢測儀器包括超聲波示波器、超聲波換能器、超聲波接收器以及耦合劑。

t管——聲信號沿著管壁傳播所用的時間

t混——聲信號垂直路線傳播所用的時間。

R——套筒外直徑d——鋼筋直徑r——套筒壁厚

V管——聲音在鋼管中的傳播速度V混——聲波在灌漿料中的傳播速度

V筋——聲音在鋼筋中的傳播速度

從以上兩個式子來看，兩種傳播路徑所用的時間是不同的，既在理論可以說我們可以應用首先傳播過來的聲信號來確定套筒內部是否有灌漿缺陷的存在。如果現存的儀器可以采集到首波的信號，我們可以通過測算傳播速度和分析波形圖進行判定是否存在缺陷的問題。

2 X光檢測方法

2.1 射線缺陷檢測

當射線透過物質時會和物質發生各種物理反應，保括光電效應、康普頓效應、電子對效應、瑞利散射等，簡單來說就是指入射到物體的射線，一部分能量會被物質吸收掉，一部分會發生散射，最終透過物質的射線強度可用I=I0e-ud進行標示。

射線穿過物體時的衰減與物質的性質、厚度、及射線射線的光子能量有關，當穿透的介質物質均勻時，在很小的厚度△d范圍內，射線的衰減與介質的厚度成正比△I=—uI△d,對其積分得I=I0e-ud。

式中I為透過厚度為d的介質后X射線的強度；d為介質的厚度；I0為投射前X光的強度；u為衰減系數(不同的物質衰減系數不同，需要測定)。

2.2 射線檢測物體內部缺陷的原理

當射線穿過被檢測物體時，由于缺陷對X射線的吸收(X光在缺陷處的衰減系數與沒有缺陷處的是不同的)量與不存在缺陷處物質對X射線的吸收量存在差異，從而造成投射量不同，在感光屏上顯現出不同的圖像。

圖1 射線檢測原理示意圖

I=(1+n)I0e-udIp=I0e-ud

I——為背景輻射強度IP——透射后的強度(不存在缺陷處)

I’P——透射后的強度(存在缺陷處)

△I——缺陷處與沒有缺陷處透射后輻射強度的差值

影響主因對比度的因素有：透射物體的厚度、透射物體的線衰減系數、散射比。主因對比度越大則在膠片上產生的黑亮對比度越大，越容易發現缺陷。

從上面的套筒尺寸參考值可以看出，套筒壁厚5mm到10mm之間，

3 總結

從上述討論可以看出，灌漿節點的灌漿套筒灌漿飽滿度的檢測可以在超聲波法和射線檢測法方向上進行檢測研究，在原理上對灌漿飽滿度的檢測是可行的。