探析超聲法在水利工程質量檢測中的應用

韓冰 青海匯川工程檢測有限公司

水利水電工程建設與農業經濟發展密切相關，科學合理的建設水利工程對于保護區域生態環境和保障居民生產生活用水具有重要意義。然而，水利水電工程相對于普通的建筑項目具有耗時長、難度高、規模大等特征，并且建設地點通常位于江河湖泊、河道及沿海水域區，施工過程中必然會受到氣候環境、水文條件等諸多復雜因素的作用。因此，對于不同自然條件下的水利工程項目應嚴格按照規劃設計進行建設施工，考慮以上因素存在的難以控制特征還要構建科學、規范的質量保證體系，盡可能的應用先進的檢測技術確保工程質量。

一、無損檢測技術的概念介紹

無損檢測技術的興起是由于20世紀初期逐步形成，后經過不斷的改進優化，使得無損檢測在應用范圍和功能性上得到了不斷拓展，應用場景也愈發豐富。最終無損檢測技術開始進入施工質量檢測領域，并且由于其對于一些結構件不會造成破壞，特別適合關鍵部位結構件的質量檢測，所以無損檢測技術，迅速在建設施工領域運行發展。無損檢測技術與傳統檢測技術相比，首先檢測效率有了明顯的提升，而且不會對檢測對象造成破壞，其檢測結果的準確性與傳統檢測方式相當，而且隨著智能技術的引進，使得無損檢測技術在信息處理和交流的功能性上要更優于傳統檢測方式，在未來無損檢測技術必然會進一步增加在檢測行業總體應用場景中所占的比例。

二、在水利工程質量檢測中的應用

（一）超聲法在鋼焊縫中的應用

超聲模式基本上和X線屬于同類，在工程檢測中屬于應用廣泛的一種方式，尤其是在鋼焊縫中，將其合理采用之后，能減少對應的隱患。水利工程施工中流線的鋼焊縫數量較多，此外在施工階段，對于縫線的處理有嚴格的要求。所有的鋼焊縫尺寸較大，在施工過程中可能受到環境以及外界因素的影響，焊縫的質量得不到保證。依據焊縫施工檢測的基本要求，在后期檢測中，可以實施超聲方式之后，能確保鋼焊縫的合理。在鋼焊縫檢測的過程中，首先考慮的因素就是金屬晶粒，由于尺寸比較小，聲阻比較大，給整個檢測帶來難度。超聲脈沖方式，在檢測過程中可以對細小的缺陷進行處理，依據傾斜的角度，對被檢測的鋼焊縫處理。在水利工程施工中，壓力管道的有序預設也是關鍵，鋼管的結構特殊，管徑大，依據生產壓力的鋼板卷和測定要求，為了確保更好的質量，可實施專用的超聲探測器進行檢查。在整個過程中確保發現問題后及時篩查，降低隱患。

（二）機械電氣檢測中的應用

泵站、水電站、排灌站等水利工程的流量和流速可以采用超聲法進行檢測。由于超聲設備具有便攜性和安全性的特點，安裝簡單、現場調試方便、測量快速準確。在渠道、輸水管道特別是大型渠道、大口徑管道的流量、流速的測量中，用超聲檢測法的優勢得到了很大的體現。其主要優點有以下幾個方面：一是不需要安裝眾多的轉槳測速儀，提升了檢測的經濟性。二是不需要連接和敷設眾多的測量電纜，不會有過多的信號損失，提升了經濟性、可靠性和準確性。三是不需要制作和安裝大型測量框架，降低了檢測過程中設備的運輸、安裝、拆卸和調試難度，同時大大降低了檢測人員的安全風險，降低了勞動強度，大大提升了經濟性。四是可實現無損檢測，不需要在相應的管路打孔和渠道內的大型施工，不需要進入管道內架裝流速儀，可大大降低設備和人身的安全風險。在使用超聲法檢測渠道流量時，應注意的是上下游兩側換能器對應的聲路與水流方向的夾角在45°-60°范圍內，以提高準確度；安裝的時候輔以經緯儀測量為佳。測量段渠道底部平整，無大型石塊、水草等阻礙聲波收發的障礙物。渠底換能器安裝時應留有一小段距離，防止聲波從渠底傳播。可根據渠內水面高度，調整換能器探頭的間距，在流態變化的地方應縮小間距，以保證測得流速的準確性。通過擴展多個通道實現多層測量，提高測量的過程中，根據焊縫的尺寸、材料聲阻、部位、厚度等，使用不同角度的換能器、聲速、頻率、幅值和波長等手段分析，提高焊縫檢測的整體質量。水利工程項目中一些灌區管道、水電站、調水工程中壓力管道會使用鋼質材料，在長時間的使用中，會受到自然環境侵蝕，管壁有效厚度會隨銹蝕的深度逐漸減少，影響運行安全。此時使用超聲法檢測的優勢就體現出來，可以無損害地測量鋼管蝕余厚度，為水利工程運行安全提供可靠保障。

（三）自然電位法檢測技術

無損檢測技術中自然電位法的應用較為廣泛，在使用該方法時灰應用到高內阻自然電位儀，在被檢測界面上雙層點會存在電位差，并作為判別內部銹蝕情況的依據。例如，采用自然電位法檢測某水庫水鋼筋銹蝕狀況時，應在閘門面板上確保硫酸銅電極為飽和狀態，通過移動電極實時記錄數據變化情況。采用此項檢測技術可以明確陰影處鋼筋的銹蝕狀況，為更加高效、準確的完成工程質量檢測提供一種可靠的方法，同時也可在檢測結果中體現出該方法的較高精確度。

（四）在水利工程混凝土檢測中的應用

結合水利工程混凝土的特點，超聲波法在水利工程混凝土質量檢測中取得了非常廣泛的應用。對于混凝土深部裂縫的探測可使用斜測法，能夠得到裂縫展布范圍及長度信息。如使用鉆孔法進行裂縫的探測，應在混凝土裂縫周圍等間距布置三個小孔，小孔的尺寸與換能器的大小相匹配，同時在孔內加入混凝土和換能器的耦合劑，將探頭深入孔內進行探測。值得注意的是，使用斜測法測量混凝土質量，由于裂縫中經常存在一些砂礫和碎屑，超聲波測量過程中發出的測量聲波中的一部分可能會穿過含砂礫的裂縫，導致測量不準；同時，沒有穿過裂縫的聲波直接到達接收器，會造成裂縫定位的誤差。針對這種情況，建議使用雙面斜側法，雙面斜測法能夠實現混凝土裂縫的平面斜測，得到的檢測結果更加準確，快速。綜合來看，超聲波檢測的穿透性較強，操作簡便，能夠快速實現混凝土無損探測，在水利工程混凝土質量檢測中國應用較多，但是該種技術在使用過程中應結合具體工況確定探測參數，保證質量檢測的精度。

三、結束語

在當前水利事業發展的背景下，為逐漸提升水利工程質量，水利工程項目檢測人員應該認識到超聲檢測法的先進性，并掌握它的使用技術。通過檢測技術的運用及分析，選擇針對性、適宜性的檢測方法，有效提升在水利工程質量檢測過程中的便利性和準確性，以提高水利工程項目檢測的有效性，推動水利行業工程質量的穩步提升，以滿足當代水利行業穩步發展的需求。