水利工程质量检测中的超声脉冲法检测研究

刘华堂 任虹

【摘要】水利工程不仅能够有效的调动水资源，满足人们的需求，并且对于防止洪澇灾害具有十分重要的作用。因此，现代水利工程的地位越来越重要，而水利工程的质量也更加引起人们的重视。要想确保水利工程质量，必须要做好质量检测工作，这对于水利工程来说是十分重要的。本文从超声脉冲法进行水利工程质量检测进行分析探讨，并对超声脉冲法的具体应用进行了分析，希望能够促进我国水利工程质量检测。

【关键词】超声波；水利工程；质量检测

1、超声脉冲法概述

超声脉冲法是一种比较先进的技术，由于超声脉冲法自身多方面的优势，被广泛的应用在水利工程质量检测中。我国水利工程对于超声脉冲法在水利工程质量检测方面虽然有了一定的基础和经验，但是随着科学技术的发展以及社会对水利工程质量的提高。所以，现有的超声脉冲法在水利工程质量检测中运用的研究还需要进行进一步的研究和探索，因而，我国水利工程领域的相关人士要加强对超声脉冲法的重视和研究，并且在不断的研究中将超声脉冲法在水利工程质量检测中运用的研究纳入到水利工程领域研究的一个重要课题注意，从而提高水利工程的质量。

2、超声脉冲法的具体应用

2.1 检测钢焊缝质量及引水钢管壁厚检测

在进行钢缝焊接质量的无损检测时，X射线法以及超声脉冲法是两种最常用的方法。在水利工程质量检测中，钢焊缝所处的环境较为复杂，并且焊缝的数量多，长度较长，且结构物具有较大的尺寸，因此，进行钢焊缝质量检测需要采取一种经济实用的检测方法，超声脉冲法是较好的符合无损伤检测要求的方法。超声脉冲法用于钢焊缝质量检测时，由于金属晶粒的尺寸小，声阻抗较大，为了探测到微小缺陷，超声波探伤仪通过超声探头发射主频率为2.5Mhz的超声脉冲波，以一定的角度倾斜入射，透过待检测的钢焊缝，当焊缝内存在缺陷时，超声脉冲波被反射回超声探头，超声探头中的超声换能器又通过压电晶片的压电效应将此反射回波转换成电信号输入探伤仪，并依一定的扫描时基线在探伤仪的示波屏上显示出反射波的波幅及声程，然后根据缺陷反射波的声程就可确定所测出钢焊缝中缺陷的具体位置，反射波波幅及其变化情况可反映出该缺陷的大小和性质。当超声脉冲波透过无缺陷的钢焊缝时，焊缝处则无超声脉冲波反射，超声波探伤仪的示波屏上就只有起始超声波，前后移动探头，就可检测出焊缝内的所有缺陷。

2.2 混凝土裂缝检测

在水利工程混凝土李峰检测的时候，如果裂缝位置处只有一个混凝土表面能够进行检测，其裂缝的深度可以采用平测法进行检测，而裂缝的深度可以通过几何关系进行求解。如果混凝土裂缝位置处有互相平行的表面，那么可以选用对穿斜测法。首先保持换能器的在过缝与不过缝的时候进行倾斜角测试，从而进行接收波声时、波幅以及频率值的读取。如果是在裂缝处，超声脉冲波经过的时候，接收到的首波信号不会很强，将声波、波幅以及频率值与不过缝处的数值进行比较，找出两者之间的差异，从而可以对裂缝的长度以及深度进行判断。

2.3 其它缺陷检测

在利用超声脉冲法进行检测的时候，还可以进行混凝土空洞、蜂窝以及结合面处缺陷的检测。利用对穿斜测法进行缺陷位置以及尺寸的检测。在进行混凝土钻孔灌注桩施工的时候，可以将声测管预埋在桩内，通过对声测管中移动的超声波探头所接收到的脉冲波声时、频率以及波幅的变化进行分析，从而对桩体的连续性以及均匀性进行区分判断，桩体混凝土的强度需要与声速检测相结合来进行检测。

2.4 钢焊缝质量检测过程中应注意的问题

在对水钢管进行对接焊缝质量检测的时候，需要注意以下几方面内容：

1.超声波斜探头的选择。在选择超声波斜探头的时候，需要根据被测钢管的壁厚来作为参考依据，务必确保焊缝的全部区域能被一次或者二次回波探测到，并且需要确保探测到荧光屏水平方向上最大探测范围外的回波，尽量避免探测波受到探头噪声的影响。

2.5 偶合剂的选择。在选择偶合剂的时候，必须确保合适的粘度，需要以环境温度、管径以及焊接方向为参考依据来选择。如果选择的偶合剂粘度太大，利用超声脉冲法进行检测的时候，钢管表面会具有较大的粘阻力，不利于探头的扫查移动。如果偶合剂粘度太小，探头与钢管表面会受到流淌下偶合剂的影响，生透性会降低，从而给表面传输修正增加了困难，对检测结果产生影响。

2.6 注意区分焊缝根部的凸瘤与内凹。焊缝根部有熔焊的金属向管内溢出，由此会形成凸瘤。在进行吊焊的时候，焊缝根部容易形成内凹，因此会将焊接面消弱。在钢管内表面是凸瘤以及内凹所处位置的附近，当利用超声脉冲法进行某处探测的时候，是从钢管外表面焊缝的一侧来进行的，从荧光屏显示上可以看出，内凹的二次反射回波以及凸瘤的一次反射回波是同一声程，因此只从缺陷位置上并不能判断是凸瘤后者是内凹。但是利用三次回波或者从焊缝的另一侧进行探测，便可以从声程或者反射波信号强弱上进行判断，内凹的声程短于凸瘤且内凹的反射波信号弱于凸瘤。

在进行检测的时候，需要对对接钢管的对口情况进行随时的检查。主要是因为如果钢管对口对接不够准确的时候，就会存在错口，也就是说焊缝根部就会出现一侧凹陷，一侧凸出的情况。这样容易导致底波声程出现变化，会与焊缝缺陷的信号混为一体，不容易分辨。

3、结束语

从上述分析中可以看得出来，在水利工程对接钢缝质量检测中，利用超声脉冲法较为经济方便，在检测钢管壁厚中同样适用。同时，在水利工程混凝土强度检测中，也可以运用超声脉冲法，并且能够对混凝土中缺陷的位置以及尺寸进行定量检测。在超声检测技术不断的发展及进步下，水利工程质量检测能力将会大大提高，从而促进我国水利工程的发展。

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