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超声波无损检测技术的发展与应用

浏览126次 时间:2021年12月04日 11:00
(甘肃智通科技工程检测咨询有限公司,甘肃 兰州 730050)
  摘. . 要:现阶段的公路桥梁工程质量控制中,超声波无损检测技术的应用越来越多,这一检测技术不会对原有结构产生任何的破坏,可以快速获得结构缺陷或者其他的质量问题,工程企业可以根据超声波无损检测结果的分析,来及时处理公路桥梁的质量问题。
  随着技术的进步,超声波无损检测技术的应用范围日渐扩大,在未来有着巨大的发展空间。基于此,本文详细探析了超声波无损检测技术的发展现状和应用情况,对提升道路桥梁的质量具有技术指导意义。
  关键词:超声波无损检测技术;发展现状;应用现阶段,虽然我国的公路桥梁施工工艺日渐进步,但在实际的施工作业开展时,受到现场环境条件、施工人员因素、管理因素等的影响,施工质量目标往往难以实现。各个工程企业在施工建设时,为促进质量目标的实现,都会利用超声波无损检测技术来进行质量评估和检验,来保障质量缺陷的识别和有效处理。超声波无损检测技术的优势非常突出,在利用该技术进行检测时,不仅可以保障原有结构的完整性,还可以发挥该检测技术的适用性强、灵敏度高、检测精度高的优势,具有巨大的技术发展潜力。
  1. 超声波无损检测技术原理与发展
  1.1 超声波检测技术原理
  超声波检测技术在工程领域的应用非常多,在这一检测技术应用时,检测是通过超过 20kHz 的声波来完成检测的。超声波检测的技术优势具体体现在:(1)适用范围广,在金属、非金属等各种材料的检测中都能够获得准确的检测结果;(2)穿透性好,即使在检测过程中面临的是较大厚度的构件,同样可以在短时间内获得高精度的检测结果,比如,钢结构检测时,对于超过 3mm 厚的金属材料等都可以获得理想的检测效果;(3)缺陷识别的分辨率和精度较高,这一检测技术下可以获得高精度的检测结果,即使是一些细小的缺陷,同样可以快速识别出来;(4)检测效率高,在利用这一检测技术时,可以在短时间内快速完成检测,且在检测时所使用的相关设备比较小,携带和操作都非常简单。
  1.2 超声波无损检测发展
  超声波无损检测技术下,对被测物体的检测利用的是声音、光和电特性,在保持被测物体原有性能的基础上,利用这些特性就可以直接判定被测对象是否存在性能和质量问题。专业的检测仪器在该检测技术应用时发挥着重要的作用,可以准确地检测出缺陷的位置、大小、形状等信息。超声波无损检测时所使用的是频率在 20kHz 以上,且可以连续在介质中传播的机械波,通过超声波与被检测对象之间的相互作用关系,超声波仪器会发出一定的声波,而声波的导向性非常好,在检测时始终沿着介质保持直线传输的状态,而声波在介质中的衰减和散射正是判定质量问题的依据 [1] 。
  1.2.1 脉冲反射法
  脉冲反射法是超声波无损检测中的一种,这一检测方法的技术原理是:超声波在不同的介质中传播会出现折射现象,不同介质下的折射现象也存在明显的区别,通过对折射现象的相应分析,就可以判定介质的具体情况。脉冲透射法在检测时,需利用多个超声波探头来完成检测,这些探头分别作为发射端、接收端,将探头布设在不同的位置,就可以获得相应的探测结果。
  1.2.2 共振法
  共振法在应用时的技术原理是对超声波特性的改变,在被检测物体周边进行专用装置的布设,这些专用装置的存在会使得探头所发出的超声波的频率发生明显的改变,当超声波波长与检测物之间为线性关系的情况下,就会引起二者的共振现象,相应仪器会随着共振现象的发生而产生共振频率。
  2. 超声波无损检测技术的应用
  2.1 桩基检测
  公路桥梁工程中,桩基是基础性结构,承担着上部结构的全部负荷,由于桩基施工具有很强的隐蔽性,质量检测的难度非常大。随着工程建设技术的进步,桩基愈发具有复杂性,是质量问题出现较为频繁的部位。桩基检测的内容也非常多,包含了桩基成孔质量、承载能力和桩基完整性的检测,为保障检测结果对施工质量控制的指导意义,可以利用超声波无损检测技术来完成检测。在同样的技术条件下,超声波在混凝土中的传播时间、接收声波振幅、频率等都存在一定的差异,根据这些差异性分析,就可以判定桩基内部的缺陷位置、大小等情况 [2] 。根据检测经验,超声波在桩基中的传播速度会受到混凝土密实性的影响,如果在检测时的超声波传播速度非常快,则反映了混凝土的密实性相对较好。此外,桩基混凝土结构中的裂缝检测也可以通过超声波无损检测来完成,超声波介质在沿着桩基传播的过程中,当遇到了孔洞或者裂缝的情况下,会自动绕过,引起反射现象,而超声波检测仪器的接收装置通过对该反射现象的分析,就可以进行相应的缺陷分析。
  2.2 焊缝检测
  公路桥梁工程的施工建设过程中,部分施工环节存在焊接作业,焊接施工的质量控制同样是质量检测的重点内容。不同的焊接方式下所形成的裂缝也有所不同,但在检测时都可以利用超声波无损检测技术来实现。以对接焊缝为例,在质量检测的过程中,专业检测人员需从初探、精探的角度来利用超声波无损检测技术开展全面的质量验收。在初探过程中,检测人员要进行 DAC 曲线灵敏度、补偿增益的些微调整,并将评定线在示波屏内的高度控制在 1/5 左右,选取斜探头配合斜平行等扫查方式来对焊缝加以全面扫查,与此同时,观察示波屏内的回波信号显示情况,分析和记录存在异常波幅的焊缝位置 [3] 。从精探的角度出发,相关检测人员要根据前期初探时发现的异常情况,来进行精确检测,比如,可以选用定区方式来准确确定回波在 DAC 曲线上的具体位置,通过示波屏上最大回波值的水平与垂直距离对比,来保障定位的精确性。因为在公路桥梁工程中所涉及的焊接工艺比较多,不同的焊缝条件下,在超声波无损检测技术应用时,都应该根据其实际的情况来进行检测方法的确定、技术的选择。
  结束语:
  超声波无损检测技术在公路桥梁的质量检测方面非常有效,在工程项目实施中,要加强对这一检测技术的应用,用检测结果来指导实际的质量控制,提高公路桥梁工程的建设质量和效益。
  参考文献:
  [1]王福军 . 超声波无损检测技术应用现状及发展前景分析 [J].
  中国化工贸易 ,2020,012(002):86-87.
  [2]尹领 . 浅谈超声波无损检测技术及其应用前景 [J]. 华东科技 ( 综合 ),2019,000(005):1.
  [3]李昊明 , 赵慧 . 金属材料超声无损检测技术应用研究 [J]. 价值工程 ,2020,563(15):255-256.

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