超声波在水利工程质量检测中的应用艾彩虹

超声波在水利工程质量检测中的应用艾彩虹

艾彩虹

阿克苏地区正信工程质量检测有限责任公司新疆阿克苏843000

摘要：由于水利工程项目的特殊性和项目难度，对该项目的检测的难度系数也就增高，为解决检测过程中的问题引入了各项新的科技技术。超声波是一种频率高于20000Hz的声波，是使用到于水利工程质量检测的技术之一，超声波具有方向性好、穿透力强的功能，最重要的是其在水中的传输距离远，解决了水利工程零件处于水中难以精确检测的空间限制，为国家的水利事业引入了新鲜的力量。

关键词：超声波；水利工程；质量检测；应用

1水利工程质量检测概述

水利工程质量检测是确保水利工程质量水平的重要基础，是实现水利工程项目质量管理科学化、标准化、现代化的重要手段。在水利工程快速发展的背景下，更加要加强对质量检测方式的健全和完善，提高水利工程质量检测结果的科学性和公正性。在进行水利工程的质量检测时，要秉持对质量检测结果负责、担当的积极态度，认真对待水利工程的质量检测工作，对工程建设相关的质量动态变化数据和长期变化规律进行相应的分析和统计，并以此为依据进行水利工程质量控制范围的确定，进一步提升水利工程质量检测的水平。水利工程质量检测的数据和结果可以给水利工程质量品质的评定和验收提供相应的数据参考，运行有序的质量检测工作可以进一步提高水利工程的监管水平，以便及时的发现水利工程施工建设中存在的问题和不足，从而进行有效的应对和调整，将水利工程的质量隐患扼杀在萌芽阶段，进一步提高水利工程的施工质量。

2超声波检测的基本特征

超声波在混凝土中振动传播后，其发射的信号最后会接收到换能器。其收到的信号可以将混凝土内部情况变现出来，其所需要解决关键问题是怎样提取出其信号所代表的内容并对其进行定量分析，得到混凝土的强度等级、内部损伤以及是否缺陷等指标与超声波信号所对应的联系。幅值和声速是用来评判混凝土内部损伤以及强度等级的主要参数。假设混凝土内部不存在缺陷和损伤时，当超声波探头正对也就是所谓通过的路程一样时，对其进行检测时所测得超声波声速值基本一样；然而因为施工工艺等原因导致混凝土内部存在损伤时，其损伤的位置可能以水、空气或者其两者的混合物存在，超声波在其传播速度要比在混凝土小，同时因为混凝土内部有无损伤会导致声阻抗不一样，再通过惠更斯原理可知道，超声波会在损伤区以折线状传播，这样导致其声速值小于直接穿过混凝土的超声波声速值，同样如此，超声波的信号中还包括的频率和振幅也会同声速值有同样的规律。通过以上分析可以发现，使用超声波对混凝土结构检测时，所得到的幅值、频率以及声速值等超声波信号均可以作为评判混凝土质量的重要参数，其超声波在混凝土传播的基本特征主要有以下三种：（1）衰减性较大。（2）指向性差。（3）传播途径复杂。

3超声波在水利工程质量检测中的应用

3.1在钢焊缝缺陷检测中的应用

水利工程施工过程中会留下大量的钢焊缝，同时由于钢焊缝结构物尺寸交到，在水利工程施工过程中受到外界影响较大，使得钢焊缝质量无法得到提升，这也对钢焊缝质量检测提出了更高的要求。钢焊缝的质量检测过程需要利用超声波检测才能确保其经济性能的优良。利用超声波对钢焊缝质量进行检测过程中，由于金属晶粒存在声阻抗较大、尺寸较小等特征，给检测过程带来一定困难，因此需要考虑到金属晶粒的特征，对其缺陷进行检测。而超声波检测能够检测出其中存在的细小缺陷，同时根据其倾斜角度将超声波射到需要被检测的钢焊缝中。水利工程在建设过程中，压力引水管道主要材料为钢，且钢管直径较大。超声波在钢焊缝质量检测中进行应用时，超声探头发出主频率为2.5MHz的超声波，以一定角度对其进行斜角入射，透过待检测钢焊缝，将钢焊缝中存在的缺陷通过超声波的形式反射回超声探头。超声波探头通过能量转换将其反射回波转换成为电信号后输入探伤仪，经过处理后将其基线显示在显示屏上，根据其缺陷反射波能够精准确定钢焊缝中缺陷存在的具体位置，通过反射波幅及变化情况对缺陷性质与面积进行反应。若在钢焊缝中无缺陷的存在，超声波通过钢焊缝则无反射波存在，在显示屏上仅仅会显示起始声波。

3.2混凝土强度检测

超声波检测原理主要是基于超声波在混凝土中的传播参数（声速、衰减系数等）与强度之间关系，实质上是超声波的高频振动在水泥混凝土构造物内部传播时，混凝土的每个微区上都产生拉压（纵波）或剪切（横波）等应力应变过程。水泥混凝土强度参数复杂，该参数值受到多种因素影响，建立混凝土强度和超声波传播特性之间的关系较为困难，当前超声波检测混凝土强度还只能建立在经验归纳上，主要是通过试验建立强度与声速的关系曲线，作为其基本换算依据。在混凝土质量强度检测过程中，超声法对于回弹法更有一定的实践性，并且这种超声方法能够规避对构件质量带来的损坏，可以有效的保证构件的完整性。这种方法是利用数字超声仪，对操作程度进行严格的监督和控制，从而完成混凝土质量检测。利用超声法进行检测时，水利工程需要进行检测的区域要设置一定范围的回弹测试区域，这样利用测试仪器能够得到有效的回弹数据信息，此外，在后面检测流程中使用超声仪与声波换能器有机融合进行检测工作。这是混凝土的强度可以利用超声声速进行检测，以及计算相应的回弹数值，从而保障混凝土质量检测结果的可靠性、准确性，使检测数据具有较强的精确度，可是这种方法检测程度较为繁琐，因此对施工质量检测工作人员的要求很高，需要过硬专业水平、过硬实践经验的工作人员。

3.3混凝土裂缝检测

在对混凝土裂缝进行检测工作的过程中，往往所使用的方式分为两种，它们分别是:透射法和平行反射法。但是在实际工作过程中，还应当做到具体问题具体分析，通过对裂缝地点以及混凝土结构进行充分的研究与分析之后再作出决定。（1）透射法。透射法在实际使用过程中，往往适合在那些面积相对较小，混凝土结构尺寸也相对较低的裂缝问题。在开展相关的检测工作时，发射探头和接收探头绝对不能同时出现在裂缝一侧，而是将两者分开来进行后续工作的。如果说探头和裂缝两者不存在着相交的情况之下，检测超声波往往很难出现较大的改变。但是探头和裂缝两者存在相交情况时，检测超声波往往就具有较为明显的变化，在其出现明显变化的位置往往就会是裂缝的产生地点。（2）平行反射法。如果说在面对一些裂缝面积相对较大并且结构尺寸十分复杂的情况时，通常情况下所需要使用的方式就是平行反射法。运用该方式进行实际工作的过程中，需要事先对裂缝位置周边的声波速度展开一定的检测工作。随后所需要进行的工作就是采用两个探头在裂缝的两侧保持相互平行的运动。在探头进行运动的过程当中，两个探头的相隔长度往往就会等同于所检测到的裂缝深度。

4结束语

总而言之，超声波属于机械波且人类不能听到，人类能听到的声波频率在20Hz－20kHz之间，超过20kHz的声波称之为超声波。超声波作为一种较为先进的检测手段，有着其独特的优势，在目前水利工程质量检测中得到了广泛的应用。伴随着超声波检测设备的不断更新以及相关技术的快速发展，超声波检测法也将会越来越完善，将会是未来的工程检测领域中重要检测途径。

参考文献

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[2]胡春涛.超声波在水利工程质量检测中的应用[J].水科学与工程技术,2018,01:82-85.

[3]袁冶.浅析无损检测技术在水利工程中的应用[J].科技展望,2015,2503:66.