基础设施的质量检测中无损检测实验模拟分析

基础设施的质量检测中无损检测实验模拟分析

杜晨浩 郑芳敏 魏宁 赵银泽 邹朝胜

浙江水利水电学院 浙江省杭州市 310018

摘要：一直以来，基础设施的使用安全都是工程建设的要点，有必要加强对设施的有效检测，检测材料是否存在缺陷问题。凭借着无损检测的技术优势，明确质量检测提出的设备要求，做好前期准备工作，合理应用超声回弹法完成无损检测，保证基础设施的使用质量。

关键词：基础设施；混凝土材料；质量检测；无损检测；超声波

1. 无损检测技术的应用优势

无损检测技术是目前检测建材安全的最实用最经济的检测技术，无损检测目的就是要在不损害原有结构构建的前提下，检测结构构件的有效方法。无损检测是利用射线与超声波，对材料内部状态的物理化学反应判断材料结果，目前的无损检测主要分为射线检测、超声检测、液体渗透检测以及磁粉检测几种，此外还有很多诸如热像红外检测、漏磁检测等方式。无损检测减少了人工计算时间，该技术对材料的敏感性很高，材料适用范围广，因此也可以实现自动化检测。

超声检测作为无损检测中的一种，应用优势明显，经过超声波与试件之间的相互作用，当今社会无损检测主要分为四大类。主要为射线检验（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）和液体渗透检测（PT） 四种。还有一些其他小型无损检测方法，例如涡流检测（ECT）、声发射检测（AE）、热像/红外（TIR）、泄漏试验（LT）、交流场测量技术（ACFMT）、漏磁检验（MFL）、远场测试检测方法（RFT）、超声波衍射时差法（TOFD）等。本文所研究的无损检测类型是超声检测（UT），利用对建材砼的圆柱试块进行超声端发端收的实验研究，检测试块内部的结构和缺陷裂缝。超声检测技术依据波的传播原则，敲击探测装置时，传出的声波传入检测材料中，如果材料存在裂缝或其他缺陷情况，声波可以反弹，经过材料分点测量得出材料的数据分析结果，完成对材料材质均匀度与质量的科学分析。目前该方法适合用于金属、非金属以及复合材料的无损检测，凭借着波的超强穿透性，超声波检测可以对较大厚度的试件进行检测，探测点越是密集，其材料缺陷的研究结果就越详细^[1]。

2. 基础设施质量检测的设备需求与准备工作

2.1设备需求

本次实验仪器来源于四川升拓检测技术股份有限公司，并由该公司提供相关技术支持。仪器设备型号为：冲击弹性波无损检测仪（型号PE）、锚杆无损检测仪（型号BE）、钢筋扫描仪（型号DE）。

利用该类仪器，实验测定建筑材料砼的结构与缺陷（厚度、裂缝、缺陷）、锚杆长度和钢筋位置及保护层厚度。2.2检测前的准备工作

检测之前需要做好相关准备工作，具体如下：（1）检测前必需的信息，检测之前获取结构荷载特性、焊缝类型、检验等级、尺寸等参数信息，这类信息关系到无损检测标准依据的选择，也关系到检测灵敏度的设定。（2）仪器设备调节和设定。检测焊缝之前对设备进行条件，在试块上选取不同弧面的最高反射波进行调节，测定声速和探头前沿，随后测定探头折射角度，最后获取横孔反射体的反射回波，要求反射体深度不能低于母材厚度的两倍。（3）焊缝检测的准备工作。清理焊缝并打磨，保证焊缝两侧探头移动区的宽度在1.25P范围内的粗糙度低于0.5mm。与此同时，还应考虑到焊缝和试块之间的声能性能差异情况，采用提高4dB的方法做出表面补偿，依据相应规范要求测定声能传输的损失差值。检测焊缝时的温度和试块在调节仪上的温度之间差值不能超过15℃，耦合剂应选择相同的材料，以此保证检测结果的准确性。

2.3实验分析

利用超声检测，寻找合适建筑材料砼的试块（统一为圆柱体状试块）。在其中找到不同长短但粗细一致的柱体分类编号，并且将所有柱体的长度测量并记录。总共有3个不同的试块分别编号为1、2、3。首先进行单根测量，在端发端收的情况下分别测量3个试块的回波并记录；在端发对收情况下分别测量3个试块的回波并记录。其次进行多根测量，分别将3个试块两两紧密对齐，测量不同紧密程度和不同长度的柱体端发端收与端发对收的回波并记录。将1试块的底接触面从空气变为水，测量试块的回波并与上面单根测量1试块时的回波进行对比。将单根测量与多根测量的回波进行比较，得出实验结果进行对比研究。

从实验结果对比来看，当裂缝大小不同时，超声波速也会有所不同。在一定程度上，当仪器发出超声检测时，如果检测对象当中缺陷较大，反弹的波速会有一定程度地降低；通过波速的大小与反弹时间，也可测得被测物体缺陷所在的具体位置；利用密集式探点方法，也可进一步得到缺陷的具体大小和基本形状。

3总结：在实际工程应用当中，也会出现与实验类似情形，所以在此次实验过程中对世纪工程参考价值较大。总而言之，工程检测是及时发现材料与结构质量问题的重要手段，能够在损耗最小的情况下，使用仪器设备分析质量问题，经过精密计算探究当前工程质量是否符合安全标准与技术规定。使用无损检测手段可以找出被测物体的位置与大小，发挥无损检测技术的应用优势，做好检测前的相应准备工作，联合钻芯法、超声波检测法、CT法、数字近景摄影测量法等方法，强化基础设施无损检测的测量效果。

参考文献：

[1]刘志勇,苏木标.钢管混凝土脱空无损检测方法试验研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2021,34(02):38-45.

[2]高慧,唐灿.超声检测技术在建筑钢结构焊缝无损检测中的应用[J].中国建筑金属结构,2021(05):92-93.

[3]刘兆秀,李静.混凝土抗压强度的检测方法分析[J].安徽建筑,2021,28(01):177-178+181.

姓名：杜晨浩 ,出生：1999.9.7，籍贯到市：广西桂林 ， 民族：汉 ， 学历： 本科， 研究方向：道路桥梁与渡河工程，单位名称：浙江水利水电学院 单位邮编：310018。