水利水电金属结构超声无损检测标准探讨

郭晓波

（信阳市水利勘测设计院， 河南 信阳 464000）

0 引言

近年来，我国省政府加大了对节水项目的投资，并相继建设了172 个重大节水项目，改善了水工金属结构的建设和安装以及产品的质量。在许多金属结构（例如液压钢闸门，压力钢管，提升机和涡轮机）上的焊接操作正在越来越多地测试其能否准确理解和使用无损检查人员的能力和技能水平。目前，SL101-2014 《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》和SL432-2008 《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》及其他节水和水利行业标准中超声测试的相关内容大多数是引用了GB11345-89。根据一级焊接验收等级I 和二级焊接验收等级II，验证了手工超声缺陷检测方法和钢焊接缺陷检测结果的分类。 2014 年 6 月 1 日实施GB/T11345-2013 《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》。GB/T11345-2013 比GB11345-89 进行了较大的更改。本文通过对相关方面的分析，讨论了超声波测试过程中经常遇到的问题，从而更好地用于水利和水电项目。

1 无损检测技术的优势

（1）使用非破坏性技术的连续性检查可以在一定时期内连续不断地检测到被检测物体，以确保数据收集的及时性和准确性，并提高水利工程测试的准确性。（2）通过无损检测技术对物性进行测试，以确保被测物本身的物性不被破坏，分析和猜测物性，然后确定具体的材料，组成比和工程质量。（3）现有的用于长距离检查的质量检查技术具有一定的使用限制，并且受检测模块的距离的限制，并且当前的无损检查技术可以克服长距离的限制并补充现有检查技术的限制。因此，它在水利工程的质量检验中具有更多的优势，具有广泛的应用范围。

2 节水和水力金属结构的超声无损检测标准

2.1 超声检查的水平

在SL101-2014，SL432-2008 和SL425-2017 《水利水电起重机安全规程》等水资源保护和水利行业标准中，超声无损检测的检测水平均为B 级。 GB11345-89的B 级检查原理是通过使用角度探针检查一侧和两侧的焊缝来检测整个焊接部分。 GB/T11345-2013 定义了四个检测级别，与GB11345-89 相比，该级别增加了B 级的探针角度，并且B 级检测的探针角度和位置也随板厚和焊接接头形状的不同而有很大差异，水利水电项目主要是平对接焊和丁字焊。

2.2 几何尺寸与形位公差检测

正确检测几何结构的内在值和几何公差是准确描述液体金属结构表面状况最常用方法之一，同时这也是衡量水利水电技术结构制造与安装质量的比对标准之一。随着我国水利水电的不断发展，我国高坝建筑的的建设量也在逐渐增加，水工金属结构的制造与安装质量都在不断的提高，随之而来几何公差与尺寸的检测工作难度愈发加大，为了提高几何公差与几何尺寸的测量精确度，测量工具已经从传统的钢卷尺、千分尺、百分表逐变改革为基于现代化的坐标与成像计算机技术，这种高精度的3d 坐标测量技术可以极大地提高几何公差与几何尺寸的测量值经度。3d 三维坐标技术首先是将被检测到对象的几何元素的测量值转化为元素的点坐标具体位置，在测量点坐标的具体位置后，相关计算软件可以根据特定的估算标准来制作这些点位置的形状、大小相对位置等等。3D 坐标测量技术工作效率高，计算精度高，操作简单，易于上手，灵活多变，并且在原则上可以测量所有几何元素的参数。3D 坐标测量技术多用于水利水电工程的制造和安装环节，此外，在水电工程故障诊断与变形测量中的应用也十分宽广（例如新疆山田电厂的压力钢管变形测量数和电厂闸门圆形观察测量的变形测量），因此，3D 坐标测量技术的应用范围十分广泛。目前，完善的三维坐标测量系统包括大型三维坐标测量系统、便携式三维摄影测量系统与激光跟踪测量系统，以及高精度三维坐标测量性能与激光扫描测量系统等。

2.3 钢筋腐蚀和金属结构检测的无损检测技术

首先，将测量碳化深度的方法和测量增强保护层的厚度的方法相结合。该方法用于通过测量碳化程度来测量和分析水利工程的质量。在项目的实际检查期间，质量检查人员首先使用电锤工具对检测到的零件进行钻孔，清除相关的残留物和粉末，然后清除1%的酚酞醇。使用深度计测量颜色变化层的距离，此时获得的距离值是质量检查碳化深度。其次，测量混凝土保护层的厚度。钢筋定位扫描仪可用于钢筋保护层的精确测量，可以准确地数字反映保护层的值，准确反映内部组件的布局，同时使用机械化测量来测量提高科学准确性。测试完成后，需要及时组织全面的测试结果。首先，必须将增强保护层和混凝土的碳化度的特定厚度的值进行比较。如果组成混凝土的碳化程度大大超过标准要求，且钢筋保护层的厚度不符合标准会破坏混凝土的钝化膜，并且钢筋的保护作用也会受到影响。当钢筋混凝土内部碳化腐蚀程度低于钢筋保护层厚度时，则不会发生内部增强腐蚀的问题。第二，金属结构的检测。水利水电工程技术结构的焊接环节施工技术质量将直接影响到水利工程的稳定性，因此可以通过检查和评估来控制焊接质量。检测水利工程金属结构的主要方法有两种：焊接缺陷检测和防腐涂层检测。缺陷检测方法更加全面，针对性强，检测更直观，覆盖面更广；防腐涂层检测方法在应用过程中有一定的局限性，主要适用于金属涂层内部问题的松动，针孔检查等问题。

2.4 焊缝的验收

SL425-2017、NB/T35051-2015 等在GB/T11345-2013 修订后重新修订的标准，对于焊接质量要求，均已按GB/T11345-2013 进行调整，均要求一类焊缝验收等级2 合格、二类焊缝验收等级3 合格。在使用其他引用GB/T11345，但尚未修订的标准时，也可按一类焊缝验收等级2 合格、二类焊缝验收等级3 合格。焊缝验收等级是按GB/T27912 焊缝无损检测超声检测验收等级进行。技术1 的验收等级2：8mm≤板厚t＜15mm 时，缺陷长度l≤t，且回波幅度H≤DAC－4dB;当l＞t，且H≤DAC－10dB，验收;15mm≤板厚t＜100mm 时，l≤0.5t，且H≤DAC;当0.5t＜l≤t，H≤DAC－6dB;当l＞t，且H≤DAC－10dB，验收。技术1 的对于验收等级3：8mm≤板厚t＜15mm 时，l≤t，且H≤DAC;当l＞t，且H≤DAC－6dB，验收。15mm≤板厚t＜100mm 时，l≤0.5t，且H≤DAC+4dB;当0.5t＜l≤t，且H≤DAC－2dB;当l＞t，且H≤DAC－6dB，验收。技术2 的验收等级2：8mm≤板厚t＜15mm 时，l≤t，且H≤DAC+2dB;当l＞t，且H≤DAC－4dB，验收。15mm≤板厚t＜100mm 时，l≤0.5t，且H≤DAC+6dB;当0.5t＜l≤t，且H≤DAC;当l＞t，且H≤DAC－4dB，验收。技术2 的验收等级3：8mm≤板厚t＜15mm 时，l≤t，且H≤DAC+6dB;当l＞t，且H≤DAC，验收。15mm≤板厚t＜100mm 时，l≤0.5t，且H≤DAC+10dB;当0.5t＜l≤t，且H≤DAC+4dB;当l＞t，且H≤DAC，验收。

3 结语

虽然水工金属结构在水利水电工程建设中的所占比重并不明显，但是水工金属结构的质量安全性往往是影响水利水电工程运行质量的决定性因素之一。目前随着我国行政体制的不断改革，水利水电工程中的水工金属结构的行政审批制度也在发生着一定的改变。随着我国水利水电工程的不断发展，水工金属项目结构也日益复杂，并正在逐步的投入日常生活的运营当中，对于相关人员的技术要求也在逐渐提高。在此背景下使用相关的检测技术等保障手段对于水利水电工程的未来发展具有着极大的推动意义。