水利水電金屬結構超聲無損檢測標準探討

郭曉波

（信陽市水利勘測設計院， 河南 信陽 464000）

0 引言

近年來，我國省政府加大了對節水項目的投資，并相繼建設了172 個重大節水項目，改善了水工金屬結構的建設和安裝以及產品的質量。在許多金屬結構（例如液壓鋼閘門，壓力鋼管，提升機和渦輪機）上的焊接操作正在越來越多地測試其能否準確理解和使用無損檢查人員的能力和技能水平。目前，SL101-2014 《水工鋼閘門和啟閉機安全檢測技術規程》和SL432-2008 《水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規范》及其他節水和水利行業標準中超聲測試的相關內容大多數是引用了GB11345-89。根據一級焊接驗收等級I 和二級焊接驗收等級II，驗證了手工超聲缺陷檢測方法和鋼焊接缺陷檢測結果的分類。 2014 年 6 月 1 日實施GB/T11345-2013 《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》。GB/T11345-2013 比GB11345-89 進行了較大的更改。本文通過對相關方面的分析，討論了超聲波測試過程中經常遇到的問題，從而更好地用于水利和水電項目。

1 無損檢測技術的優勢

（1）使用非破壞性技術的連續性檢查可以在一定時期內連續不斷地檢測到被檢測物體，以確保數據收集的及時性和準確性，并提高水利工程測試的準確性。（2）通過無損檢測技術對物性進行測試，以確保被測物本身的物性不被破壞，分析和猜測物性，然后確定具體的材料，組成比和工程質量。（3）現有的用于長距離檢查的質量檢查技術具有一定的使用限制，并且受檢測模塊的距離的限制，并且當前的無損檢查技術可以克服長距離的限制并補充現有檢查技術的限制。因此，它在水利工程的質量檢驗中具有更多的優勢，具有廣泛的應用范圍。

2 節水和水力金屬結構的超聲無損檢測標準

2.1 超聲檢查的水平

在SL101-2014，SL432-2008 和SL425-2017 《水利水電起重機安全規程》等水資源保護和水利行業標準中，超聲無損檢測的檢測水平均為B 級。 GB11345-89的B 級檢查原理是通過使用角度探針檢查一側和兩側的焊縫來檢測整個焊接部分。 GB/T11345-2013 定義了四個檢測級別，與GB11345-89 相比，該級別增加了B 級的探針角度，并且B 級檢測的探針角度和位置也隨板厚和焊接接頭形狀的不同而有很大差異，水利水電項目主要是平對接焊和丁字焊。

2.2 幾何尺寸與形位公差檢測

正確檢測幾何結構的內在值和幾何公差是準確描述液體金屬結構表面狀況最常用方法之一，同時這也是衡量水利水電技術結構制造與安裝質量的比對標準之一。隨著我國水利水電的不斷發展，我國高壩建筑的的建設量也在逐漸增加，水工金屬結構的制造與安裝質量都在不斷的提高，隨之而來幾何公差與尺寸的檢測工作難度愈發加大，為了提高幾何公差與幾何尺寸的測量精確度，測量工具已經從傳統的鋼卷尺、千分尺、百分表逐變改革為基于現代化的坐標與成像計算機技術，這種高精度的3d 坐標測量技術可以極大地提高幾何公差與幾何尺寸的測量值經度。3d 三維坐標技術首先是將被檢測到對象的幾何元素的測量值轉化為元素的點坐標具體位置，在測量點坐標的具體位置后，相關計算軟件可以根據特定的估算標準來制作這些點位置的形狀、大小相對位置等等。3D 坐標測量技術工作效率高，計算精度高，操作簡單，易于上手，靈活多變，并且在原則上可以測量所有幾何元素的參數。3D 坐標測量技術多用于水利水電工程的制造和安裝環節，此外，在水電工程故障診斷與變形測量中的應用也十分寬廣（例如新疆山田電廠的壓力鋼管變形測量數和電廠閘門圓形觀察測量的變形測量），因此，3D 坐標測量技術的應用范圍十分廣泛。目前，完善的三維坐標測量系統包括大型三維坐標測量系統、便攜式三維攝影測量系統與激光跟蹤測量系統，以及高精度三維坐標測量性能與激光掃描測量系統等。

2.3 鋼筋腐蝕和金屬結構檢測的無損檢測技術

首先，將測量碳化深度的方法和測量增強保護層的厚度的方法相結合。該方法用于通過測量碳化程度來測量和分析水利工程的質量。在項目的實際檢查期間，質量檢查人員首先使用電錘工具對檢測到的零件進行鉆孔，清除相關的殘留物和粉末，然后清除1%的酚酞醇。使用深度計測量顏色變化層的距離，此時獲得的距離值是質量檢查碳化深度。其次，測量混凝土保護層的厚度。鋼筋定位掃描儀可用于鋼筋保護層的精確測量，可以準確地數字反映保護層的值，準確反映內部組件的布局，同時使用機械化測量來測量提高科學準確性。測試完成后，需要及時組織全面的測試結果。首先，必須將增強保護層和混凝土的碳化度的特定厚度的值進行比較。如果組成混凝土的碳化程度大大超過標準要求，且鋼筋保護層的厚度不符合標準會破壞混凝土的鈍化膜，并且鋼筋的保護作用也會受到影響。當鋼筋混凝土內部碳化腐蝕程度低于鋼筋保護層厚度時，則不會發生內部增強腐蝕的問題。第二，金屬結構的檢測。水利水電工程技術結構的焊接環節施工技術質量將直接影響到水利工程的穩定性，因此可以通過檢查和評估來控制焊接質量。檢測水利工程金屬結構的主要方法有兩種：焊接缺陷檢測和防腐涂層檢測。缺陷檢測方法更加全面，針對性強，檢測更直觀，覆蓋面更廣；防腐涂層檢測方法在應用過程中有一定的局限性，主要適用于金屬涂層內部問題的松動，針孔檢查等問題。

2.4 焊縫的驗收

SL425-2017、NB/T35051-2015 等在GB/T11345-2013 修訂后重新修訂的標準，對于焊接質量要求，均已按GB/T11345-2013 進行調整，均要求一類焊縫驗收等級2 合格、二類焊縫驗收等級3 合格。在使用其他引用GB/T11345，但尚未修訂的標準時，也可按一類焊縫驗收等級2 合格、二類焊縫驗收等級3 合格。焊縫驗收等級是按GB/T27912 焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級進行。技術1 的驗收等級2：8mm≤板厚t＜15mm 時，缺陷長度l≤t，且回波幅度H≤DAC－4dB;當l＞t，且H≤DAC－10dB，驗收;15mm≤板厚t＜100mm 時，l≤0.5t，且H≤DAC;當0.5t＜l≤t，H≤DAC－6dB;當l＞t，且H≤DAC－10dB，驗收。技術1 的對于驗收等級3：8mm≤板厚t＜15mm 時，l≤t，且H≤DAC;當l＞t，且H≤DAC－6dB，驗收。15mm≤板厚t＜100mm 時，l≤0.5t，且H≤DAC+4dB;當0.5t＜l≤t，且H≤DAC－2dB;當l＞t，且H≤DAC－6dB，驗收。技術2 的驗收等級2：8mm≤板厚t＜15mm 時，l≤t，且H≤DAC+2dB;當l＞t，且H≤DAC－4dB，驗收。15mm≤板厚t＜100mm 時，l≤0.5t，且H≤DAC+6dB;當0.5t＜l≤t，且H≤DAC;當l＞t，且H≤DAC－4dB，驗收。技術2 的驗收等級3：8mm≤板厚t＜15mm 時，l≤t，且H≤DAC+6dB;當l＞t，且H≤DAC，驗收。15mm≤板厚t＜100mm 時，l≤0.5t，且H≤DAC+10dB;當0.5t＜l≤t，且H≤DAC+4dB;當l＞t，且H≤DAC，驗收。

3 結語

雖然水工金屬結構在水利水電工程建設中的所占比重并不明顯，但是水工金屬結構的質量安全性往往是影響水利水電工程運行質量的決定性因素之一。目前隨著我國行政體制的不斷改革，水利水電工程中的水工金屬結構的行政審批制度也在發生著一定的改變。隨著我國水利水電工程的不斷發展，水工金屬項目結構也日益復雜，并正在逐步的投入日常生活的運營當中，對于相關人員的技術要求也在逐漸提高。在此背景下使用相關的檢測技術等保障手段對于水利水電工程的未來發展具有著極大的推動意義。