周建峰

（安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站，安徽蚌埠 233000）

0 引言

目前，國內(nèi)在水利水電項(xiàng)目的建設(shè)上投入大量的精力，金屬結(jié)構(gòu)加工及安設(shè)的工作量規(guī)模擴(kuò)大。加之對此類項(xiàng)目的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用周期的期望值的提升，在金屬結(jié)構(gòu)的質(zhì)量保障上，對無損檢測的效果提出更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

1 超聲檢測原理

常規(guī)檢測技術(shù)的使用原理為：借助轉(zhuǎn)化裝置把電轉(zhuǎn)化成超聲波，而后針對金屬結(jié)構(gòu)中被測對象總體或局部實(shí)行聲波反射及散射等，分析反饋的數(shù)據(jù)信息，繼而確保結(jié)構(gòu)的缺陷位置及工件特征。其中，缺陷是和結(jié)構(gòu)材料不一致的介質(zhì)，會看反饋出和構(gòu)件特征存在差異的信號，由此實(shí)現(xiàn)通過超聲波的發(fā)射及接收信號，確定金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部的情況。近幾年應(yīng)用較為頻繁的是反射法和穿透法，一方面，超聲穿透，該種檢測方式是基于脈沖波與連續(xù)波在穿透過程中形成的能量波動，實(shí)現(xiàn)對缺陷部分的形成因素加以分析，并且能結(jié)合構(gòu)件缺陷部分，因散射等問題造成的能量衰減情況，確定結(jié)構(gòu)缺陷。檢測時需要在被測對象的兩側(cè)放上探頭，分別負(fù)責(zé)發(fā)射及接收超聲波。超聲波處于介質(zhì)中，其波動幅度會在距離的延長中不斷縮小，是一種衰減現(xiàn)象。從理論層面而言，引發(fā)衰減現(xiàn)象的原因是聲束擴(kuò)展、散射、介質(zhì)吸收。從探頭發(fā)出的超聲波可穿過被檢測對象，并被另一側(cè)探頭接收。另一方面，脈沖反射方式，超聲波可以在極短的時間內(nèi)不間斷發(fā)出脈沖，并借助被測構(gòu)件底部及缺陷部分，形成發(fā)射，通過分析回聲，判斷反射位置和規(guī)格尺寸，使用的探頭需兼顧收發(fā)兩個功能，才能完成結(jié)構(gòu)檢測。

2 無損檢測應(yīng)用優(yōu)勢

首先，應(yīng)用無損技術(shù)開展檢測分析，能在一段時間內(nèi)進(jìn)行不間斷的檢測活動，在不損壞被測對象的前提下，保障所得信息的準(zhǔn)確性，保障檢測分析的及時性，繼而提高水利項(xiàng)目測試效率。其次，利用無損檢測方式，開展物性檢測工作，能保證被測對象原本物性狀態(tài)不發(fā)生改變，通過分析實(shí)際物性，選定某種材料，符合項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量要求。最后，原本用在長距離檢測方式，適用范圍有制約性，地理跨度上也有一定限制，而無損檢測能有效解決該問題，彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢查模式的缺陷。種種原因使得超聲無損的檢測方式擁有使用價值，并能用在諸多檢測項(xiàng)目中[1]。

3 金屬結(jié)構(gòu)的超聲無損檢測標(biāo)準(zhǔn)探討

3.1 超聲檢測等級

在水利水電領(lǐng)域中的超聲無損的檢測等級是B，此級別的檢測處理是需應(yīng)用角度探頭，檢測焊縫的單面兩側(cè)，并檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的截面。在實(shí)際使用中，會因?yàn)榻饘俳Y(jié)構(gòu)的厚度以及接頭形式，而調(diào)整探頭角度與位置，且區(qū)別較為明顯。在水利水電項(xiàng)目中，焊縫形式主要是對接縫與T型兩類。具體檢測標(biāo)準(zhǔn)如表1、表2所示。

表1 對接縫檢測探頭標(biāo)準(zhǔn)

表2 T型縫檢測探頭標(biāo)準(zhǔn)

3.2 幾何尺寸和形位公差

確定金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)在值以及相應(yīng)的公差，是當(dāng)前應(yīng)用頻率相對偏高的一類，基本可以準(zhǔn)確描述出被檢測對象的表面狀態(tài)，借此也能大致判斷具體工程結(jié)構(gòu)施工及安裝的品質(zhì)。近些年，國內(nèi)水利建設(shè)呈現(xiàn)出高精度趨勢，高壩項(xiàng)目的動工量逐漸增多，相應(yīng)的金屬結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和安設(shè)品質(zhì)要求隨之提升，促使此類結(jié)構(gòu)的幾何尺寸及公差的確定難度提高，而為保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，測量用具經(jīng)過漫長的改進(jìn)發(fā)展，由原本的卷尺與千分尺等，發(fā)展成依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)的精密測量儀器，采用3D坐標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測，能提升結(jié)果的精確度。3D的測量工藝使用中，是把被測對象的幾何特征，轉(zhuǎn)變成點(diǎn)坐標(biāo)。在確定各點(diǎn)實(shí)際位置后，借助有關(guān)軟件程序，能結(jié)合設(shè)定估算標(biāo)準(zhǔn)，生成數(shù)字化的結(jié)構(gòu)形狀與規(guī)格的等。此項(xiàng)技術(shù)的使用效率較高，測量結(jié)果精度也得到保障，操作難度低，使用靈活。以理論規(guī)定原則角度來看，此項(xiàng)技術(shù)幾乎能用在全部的幾何元素的測量工作中。該項(xiàng)測量工藝在水利水電項(xiàng)目中，可用在結(jié)構(gòu)加工與安裝中，并且在此領(lǐng)域的項(xiàng)目故障診斷及結(jié)構(gòu)變形檢測中也有較好的表現(xiàn)。如今，3D檢測技術(shù)體系涉及大規(guī)模的坐標(biāo)檢測、便攜式的立體攝影檢測、激光跟蹤檢測等多項(xiàng)測量系統(tǒng)[2]。

3.3 鋼筋腐蝕及金屬結(jié)構(gòu)

在實(shí)際測量期間，需要把檢測碳化程度及保護(hù)層厚度的兩種方式有效組合應(yīng)用，此種組合模式可用在碳化程度任務(wù)與衡量水利項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的工作上。在工程實(shí)地測量過程中，相關(guān)工作者需應(yīng)用電錘，在確定被測現(xiàn)金結(jié)構(gòu)鉆孔，并清理孔內(nèi)及周邊雜物，使用特定工具測量被檢測對象的深度。而在保護(hù)層測量中，可使用定位掃描儀器，進(jìn)行精測量，以此反映出保護(hù)層厚度，繼而確定結(jié)構(gòu)內(nèi)部的構(gòu)成情況。在數(shù)據(jù)分析階段，需嚴(yán)格對比保護(hù)層厚度與碳化深度，若碳化程度高于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，同時鋼筋保護(hù)層實(shí)際厚度也不滿足現(xiàn)實(shí)要求，容易造成鈍化膜破損，從而造成鋼筋保護(hù)性能降低。若實(shí)際腐蝕程度的嚴(yán)重情況未超過保護(hù)層厚度，便不易形成強(qiáng)化腐蝕的現(xiàn)象。水利水電項(xiàng)目施工期間，金屬結(jié)構(gòu)的焊接處理質(zhì)量關(guān)乎項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以應(yīng)借助檢測工藝及恰當(dāng)?shù)脑u估，把控焊接環(huán)節(jié)的落實(shí)品質(zhì)。檢驗(yàn)金屬結(jié)構(gòu)有效的方式有兩類，即缺陷評定測與防腐涂層的檢驗(yàn)。其中前者屬于較為全面的一項(xiàng)技術(shù)，并有明顯的針對性，獲得的檢測結(jié)果相對直觀，可用范圍較大。后者在實(shí)際使用中存在制約，僅在面對結(jié)構(gòu)涂層的松動現(xiàn)象時有較好的測量表現(xiàn)，如圖1所示。

圖1 鋼筋銹蝕檢測儀器

3.4 靈敏度

在設(shè)置靈敏度方面，分成四種設(shè)定方式，由于靈敏度直接關(guān)乎到反射體，會造成檢測結(jié)果的差異，實(shí)踐檢測活動中需按照檢測合同及有關(guān)協(xié)議內(nèi)容，確定應(yīng)用的檢測技術(shù)，而后設(shè)置靈敏度。如今，水利水電項(xiàng)目的金屬結(jié)構(gòu)檢測，在應(yīng)用超聲無損處理的情況下，一般會應(yīng)用到兩類調(diào)整模式。一方面，采用規(guī)格是φ3mm的DAC曲線，其驗(yàn)收等級2評定級別是DAC-14dB，若驗(yàn)收級別是3，則對應(yīng)DAC-10dB。另一方面，基準(zhǔn)反射體是平底孔，繪制DGS曲線，在檢測等級是B的情況下，實(shí)際評定等級應(yīng)基于有關(guān)規(guī)定埃及伊確定。在水利水電項(xiàng)目的金屬結(jié)構(gòu)對接縫檢驗(yàn)中，僅應(yīng)用斜探頭，而測量T型縫的翼板中，應(yīng)選用第二類的直探頭，進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測。

3.5 缺陷評定

對于金屬結(jié)構(gòu)的實(shí)際缺陷衡量，是根據(jù)測量反饋信息，查看波幅的最大值有無超出評定標(biāo)準(zhǔn)線，而后基于結(jié)構(gòu)實(shí)際缺陷的長度，完成測量評級。在具體的結(jié)構(gòu)檢測中，是否需要對顯示特征進(jìn)行描述，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目具體的合同與協(xié)議等資料的要求，加以評定。全部超出評定級別的波形部分，均需借助探討確定該處波幅的最大值，同時準(zhǔn)確保留實(shí)際數(shù)值和對比參數(shù)之間的幅度差。如果金屬結(jié)構(gòu)是單面焊，并沒有墊板，此類對接根部區(qū)域，沒有焊透的深度需不足結(jié)構(gòu)板厚的10%，同時不能大于2mm。此外，缺陷的長度不可超過焊縫整體的15%。在水利水電項(xiàng)目沒有特殊的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)情況下，組合焊縫的缺陷深度不可超過板厚的25%，同時缺陷深度不能超過4mm[3]，如圖2所示。

圖2 金屬結(jié)構(gòu)焊縫缺陷

4 結(jié)語

水利水電項(xiàng)目施工中，金屬結(jié)構(gòu)實(shí)際占比不高，但其的質(zhì)量關(guān)系到在工程后期的使用狀態(tài)。如今，國內(nèi)行政體制逐步調(diào)整中，有關(guān)此類項(xiàng)目的金屬結(jié)構(gòu)過審條件也有所調(diào)整，呈現(xiàn)復(fù)雜化的特征。在該背景下，結(jié)構(gòu)檢測工藝及保障舉措均應(yīng)持續(xù)更新，為水利水電提供發(fā)展推動力。