灣邊排澇閘站水利工程金屬結(jié)構(gòu)的檢測

邱瑞耀

(福建省永正工程質(zhì)量檢測有限公司，福建 福州 350012)

水工金屬結(jié)構(gòu)中，閘門的制造是水利水電工程的重要環(huán)節(jié)，在保證水利水電工程安全運(yùn)行中起著重要的作用。高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)對水工金屬結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，如何保證水工金屬結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量直接關(guān)系到水利工程效益的發(fā)揮和使用壽命的長短，因此研究水工金屬結(jié)構(gòu)的檢測方法問題尤為重要。筆者根據(jù)從事多年水利檢測的經(jīng)驗(yàn)，以灣邊排澇閘站工程為例，淺談金屬結(jié)構(gòu)的實(shí)際檢測過程及結(jié)果。

1 工程概況

灣邊排澇閘站工程在南臺(tái)島桔園洲片區(qū)內(nèi)，位于福州灣邊村烏龍江左岸。目前現(xiàn)有排澇設(shè)施不能及時(shí)排水，造成內(nèi)澇災(zāi)害的可能性較大。作為福州市的水利基礎(chǔ)設(shè)施工程，該工程項(xiàng)目的建設(shè)能明顯提高倉山區(qū)防洪排澇能力，避免洪水泛濫對流域河道兩岸地貌、土壤和植被產(chǎn)生擾動(dòng)破壞，起到減輕保護(hù)區(qū)的洪澇水災(zāi)損失的作用，與此同時(shí)也能治理水土流失，保持良好的福州市區(qū)生態(tài)環(huán)境。灣邊排澇閘站工程金屬結(jié)構(gòu)主要由排澇閘工作門、景觀閘工作門、排澇閘檢修門、進(jìn)水口攔污柵、穿堤鋼管及拍門等組成。

2 檢測項(xiàng)目及內(nèi)容

水利水電工程檢測涉及多方面的內(nèi)容，如外觀的檢查、水工工程腐蝕方面的檢查、以及無損探傷等。根據(jù)《水工鋼閘門和啟閉機(jī)安全檢測技術(shù)規(guī)程》(SL 101-2014)及其他相關(guān)規(guī)范的要求，結(jié)合灣邊排澇閘站工程的具體設(shè)計(jì)要求，受委托單位的委托，對灣邊排澇閘站的閘門著重進(jìn)行以上這些方面的檢測[1]。

3 檢測過程及結(jié)果

(1)外觀檢測

對景觀閘、檢修閘、工作閘進(jìn)行外觀檢測，各閘門外觀形態(tài)完好，門體無變形，構(gòu)件無折斷、損傷及局部變形，涂層完好無損，表面的其它部分，無可見的油脂和污物，無疏松涂層、涂層、鐵銹、氧化皮以及外來雜質(zhì)，表面還有均勻的金屬色澤。閘門埋件完好，閘門節(jié)間聯(lián)接牢固。各條焊縫無未焊滿、電弧擦傷、焊瘤或焊疤、表面夾渣、飛濺及焊渣、表面氣孔、未焊滿、根部凹陷、咬邊、錯(cuò)邊等表面缺陷。

(2)防腐涂層厚度檢測；

根據(jù)灣邊排澇閘站工程水閘的鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)要求：“噴砂除銹法達(dá)Sa 2.5級后，噴鋅160 μm，封閉層涂料：環(huán)氧云鐵防銹漆，干膜厚度50 μm；面漆：中灰色氯化橡膠面漆，干膜厚度100 μm”。按相關(guān)防腐蝕規(guī)范的規(guī)定，使用TT 260型覆層測厚儀對水閘的涂層厚度進(jìn)行檢測。下面以1#工作閘為例進(jìn)行闡述。

首先進(jìn)行金屬涂層質(zhì)量檢測，檢測之前先清除測試點(diǎn)表面的防火涂層、灰塵、油污等，進(jìn)行外觀檢查合格后方開始檢測。接著進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，使用與被測構(gòu)件基體金屬具有相同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)片對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，也可用待涂覆構(gòu)件進(jìn)行校準(zhǔn)。檢測期間關(guān)機(jī)再開機(jī)后，應(yīng)對儀器重新校準(zhǔn)。先按儀器說明書所描述的方法進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，以保證檢測的準(zhǔn)確性，本次檢測采用二點(diǎn)校準(zhǔn)的方法。測試時(shí)，測點(diǎn)距構(gòu)件邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處的距離不宜小于20 mm，探頭與測點(diǎn)表面應(yīng)垂直接觸，接觸時(shí)間宜保持1 s～2 s，讀取儀器顯示的測量值，對測量值應(yīng)進(jìn)行打印或記錄。

1#工作閘的有效表面的面積為29 m2，按SL 105-2007中“每10 m2不少于3個(gè)基準(zhǔn)表面”的規(guī)定，在平整的表面上檢測3個(gè)基準(zhǔn)面，在每個(gè)基準(zhǔn)面上取面積為1 dm2的基準(zhǔn)面使用測厚儀進(jìn)行10次測量，以10次的算術(shù)平均值做為基準(zhǔn)面的局部厚度，測點(diǎn)分布見圖1。檢測結(jié)果三個(gè)基準(zhǔn)面的平均值分別為173 μm、179 μm、166 μm，均大于160 μm，滿足設(shè)計(jì)要求，由此檢測數(shù)據(jù)判定1#工作閘的金屬涂層厚度符合設(shè)計(jì)要求。

圖1 金屬涂層質(zhì)量檢測測點(diǎn)分布圖

金屬噴鋅涂層檢測完畢后，接著逐步進(jìn)行噴環(huán)氧云鐵防銹漆和中灰色氯化橡膠面漆，待干燥后繼續(xù)進(jìn)行涂料涂層質(zhì)量檢測。在確定涂層厚度檢測操作工藝期間，檢測者必須結(jié)合涂料的基本特性及涂裝操作工藝等，把握好檢測操作的最佳時(shí)間。比如，在處理完表面之后，需在首次涂之前細(xì)致地檢查表面實(shí)際粗糙度及清潔度等。涂層厚度檢測工作，均需在涂抹處于完全固化狀態(tài)后才可進(jìn)行檢測操作，主要是因?yàn)橹挥型磕ㄌ幱谕耆袒癄顟B(tài)，檢測精度才能夠得以保障，避免實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大差異性。

按SL 105-2007中“每10 m2至少應(yīng)測量3個(gè)局部厚度”的規(guī)定，在平整的表面上檢測3個(gè)局部厚度，用測厚儀在每個(gè)基準(zhǔn)面上取面積為1 dm2的基準(zhǔn)面測量3次，每次測量的位置應(yīng)注意保持相距25 mm～75 mm的距離，以3次測量值的算術(shù)平均值做為該基準(zhǔn)面的局部厚度。檢測結(jié)果三個(gè)基準(zhǔn)面的平均值分別為326 μm、347 μm、339 μm，均大于310 μm，滿足設(shè)計(jì)要求，以此判定1#工作閘的涂料涂層厚度檢測合格[2]。

(3)鋼閘門焊縫無損檢測

無損檢測是在不損傷被測材料的情況下，檢查材料的內(nèi)在或表面缺陷，或測定材料的某些物理量、性能、組織狀態(tài)等的檢測技術(shù)。現(xiàn)在無損檢測是一種很有效的檢測手段，在我國各個(gè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。檢測有很多種，常用的有射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測以及渦流檢測等。在目前的水利金屬結(jié)構(gòu)鋼焊縫的質(zhì)量檢測中，金屬結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷一般采用射線檢測及超聲波檢測兩種，金屬結(jié)構(gòu)的表面及近表面缺陷一般采用滲透檢測或磁粉檢測兩種，現(xiàn)在還有超聲衍射時(shí)差法檢測(TOFD)，它是一種利用超聲波衍射現(xiàn)象，利用缺陷端點(diǎn)的衍射波信號(hào)檢測和測定缺陷的超聲波技術(shù)，美洲和歐洲發(fā)達(dá)國家近二十多年來開始廣泛應(yīng)用，目前在我國的很多檢測領(lǐng)域也應(yīng)用很廣。此外，新興的無損檢測技術(shù)還有超聲相控陣技術(shù)檢測等。本應(yīng)用工程采用超聲波脈沖反射法檢測。

鋼閘門制造完成后，在鋼閘門生產(chǎn)廠家進(jìn)行超聲波檢測。依據(jù)鋼閘門制造驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定，對灣邊排澇閘站各景觀閘、工作閘、檢修閘的焊縫進(jìn)行超聲波檢測。各鋼閘門主梁、邊梁的鋼板厚度分別為12 mm、14 mm、16 mm，故12 mm、14 mm的焊縫選擇2.5P9×9/68°斜角單探頭，16 mm的焊縫選擇2.5P8×12/63°斜角單探頭，檢測等級為B級，探傷靈敏度均為Φ3-14dB。GB/T 14173-2008規(guī)范規(guī)定：“主梁翼緣板與邊梁翼緣板連接的對接焊縫”為一類焊縫，對上述焊縫按一類焊縫進(jìn)行超聲波檢測，依據(jù)《焊縫無損檢測 超聲檢測 技術(shù)、檢測等級和評定》(GB/T 11345-2013)和《焊縫無損檢測 超聲檢測 驗(yàn)收等級》(GB/T 29712-2013)對焊縫質(zhì)量等級進(jìn)行評定，均未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，所檢焊縫符合GB/T 14173-2008規(guī)定的一類焊縫要求。以1#工作閘為例，超聲波檢測結(jié)果列于表1及圖2[2]。

表1 超聲波檢測結(jié)果匯總表

圖2 超聲波檢測焊縫示意圖

4 結(jié)語

為了能夠更好地提升水工工程金屬結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量檢測應(yīng)用效果，還需廣大檢測者多吸取以往的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，掌握最標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)的檢測技術(shù)及方法，不斷優(yōu)化水工工程金屬結(jié)構(gòu)的施工實(shí)際質(zhì)量檢測操作工藝，從而能夠進(jìn)一步提高水工工程金屬結(jié)構(gòu)的施工實(shí)際質(zhì)量檢測操作專業(yè)水平，確保水工工程金屬結(jié)構(gòu)的施工實(shí)際質(zhì)量和檢測精度有效提升。