探析超声法在水利工程质量检测中的应用

韩冰 青海汇川工程检测有限公司

水利水电工程建设与农业经济发展密切相关，科学合理的建设水利工程对于保护区域生态环境和保障居民生产生活用水具有重要意义。然而，水利水电工程相对于普通的建筑项目具有耗时长、难度高、规模大等特征，并且建设地点通常位于江河湖泊、河道及沿海水域区，施工过程中必然会受到气候环境、水文条件等诸多复杂因素的作用。因此，对于不同自然条件下的水利工程项目应严格按照规划设计进行建设施工，考虑以上因素存在的难以控制特征还要构建科学、规范的质量保证体系，尽可能的应用先进的检测技术确保工程质量。

一、无损检测技术的概念介绍

无损检测技术的兴起是由于20世纪初期逐步形成，后经过不断的改进优化，使得无损检测在应用范围和功能性上得到了不断拓展，应用场景也愈发丰富。最终无损检测技术开始进入施工质量检测领域，并且由于其对于一些结构件不会造成破坏，特别适合关键部位结构件的质量检测，所以无损检测技术，迅速在建设施工领域运行发展。无损检测技术与传统检测技术相比，首先检测效率有了明显的提升，而且不会对检测对象造成破坏，其检测结果的准确性与传统检测方式相当，而且随着智能技术的引进，使得无损检测技术在信息处理和交流的功能性上要更优于传统检测方式，在未来无损检测技术必然会进一步增加在检测行业总体应用场景中所占的比例。

二、在水利工程质量检测中的应用

（一）超声法在钢焊缝中的应用

超声模式基本上和X线属于同类，在工程检测中属于应用广泛的一种方式，尤其是在钢焊缝中，将其合理采用之后，能减少对应的隐患。水利工程施工中流线的钢焊缝数量较多，此外在施工阶段，对于缝线的处理有严格的要求。所有的钢焊缝尺寸较大，在施工过程中可能受到环境以及外界因素的影响，焊缝的质量得不到保证。依据焊缝施工检测的基本要求，在后期检测中，可以实施超声方式之后，能确保钢焊缝的合理。在钢焊缝检测的过程中，首先考虑的因素就是金属晶粒，由于尺寸比较小，声阻比较大，给整个检测带来难度。超声脉冲方式，在检测过程中可以对细小的缺陷进行处理，依据倾斜的角度，对被检测的钢焊缝处理。在水利工程施工中，压力管道的有序预设也是关键，钢管的结构特殊，管径大，依据生产压力的钢板卷和测定要求，为了确保更好的质量，可实施专用的超声探测器进行检查。在整个过程中确保发现问题后及时筛查，降低隐患。

（二）机械电气检测中的应用

泵站、水电站、排灌站等水利工程的流量和流速可以采用超声法进行检测。由于超声设备具有便携性和安全性的特点，安装简单、现场调试方便、测量快速准确。在渠道、输水管道特别是大型渠道、大口径管道的流量、流速的测量中，用超声检测法的优势得到了很大的体现。其主要优点有以下几个方面：一是不需要安装众多的转桨测速仪，提升了检测的经济性。二是不需要连接和敷设众多的测量电缆，不会有过多的信号损失，提升了经济性、可靠性和准确性。三是不需要制作和安装大型测量框架，降低了检测过程中设备的运输、安装、拆卸和调试难度，同时大大降低了检测人员的安全风险，降低了劳动强度，大大提升了经济性。四是可实现无损检测，不需要在相应的管路打孔和渠道内的大型施工，不需要进入管道内架装流速仪，可大大降低设备和人身的安全风险。在使用超声法检测渠道流量时，应注意的是上下游两侧换能器对应的声路与水流方向的夹角在45°-60°范围内，以提高准确度；安装的时候辅以经纬仪测量为佳。测量段渠道底部平整，无大型石块、水草等阻碍声波收发的障碍物。渠底换能器安装时应留有一小段距离，防止声波从渠底传播。可根据渠内水面高度，调整换能器探头的间距，在流态变化的地方应缩小间距，以保证测得流速的准确性。通过扩展多个通道实现多层测量，提高测量的过程中，根据焊缝的尺寸、材料声阻、部位、厚度等，使用不同角度的换能器、声速、频率、幅值和波长等手段分析，提高焊缝检测的整体质量。水利工程项目中一些灌区管道、水电站、调水工程中压力管道会使用钢质材料，在长时间的使用中，会受到自然环境侵蚀，管壁有效厚度会随锈蚀的深度逐渐减少，影响运行安全。此时使用超声法检测的优势就体现出来，可以无损害地测量钢管蚀余厚度，为水利工程运行安全提供可靠保障。

（三）自然电位法检测技术

无损检测技术中自然电位法的应用较为广泛，在使用该方法时灰应用到高内阻自然电位仪，在被检测界面上双层点会存在电位差，并作为判别内部锈蚀情况的依据。例如，采用自然电位法检测某水库水钢筋锈蚀状况时，应在闸门面板上确保硫酸铜电极为饱和状态，通过移动电极实时记录数据变化情况。采用此项检测技术可以明确阴影处钢筋的锈蚀状况，为更加高效、准确的完成工程质量检测提供一种可靠的方法，同时也可在检测结果中体现出该方法的较高精确度。

（四）在水利工程混凝土检测中的应用

结合水利工程混凝土的特点，超声波法在水利工程混凝土质量检测中取得了非常广泛的应用。对于混凝土深部裂缝的探测可使用斜测法，能够得到裂缝展布范围及长度信息。如使用钻孔法进行裂缝的探测，应在混凝土裂缝周围等间距布置三个小孔，小孔的尺寸与换能器的大小相匹配，同时在孔内加入混凝土和换能器的耦合剂，将探头深入孔内进行探测。值得注意的是，使用斜测法测量混凝土质量，由于裂缝中经常存在一些砂砾和碎屑，超声波测量过程中发出的测量声波中的一部分可能会穿过含砂砾的裂缝，导致测量不准；同时，没有穿过裂缝的声波直接到达接收器，会造成裂缝定位的误差。针对这种情况，建议使用双面斜侧法，双面斜测法能够实现混凝土裂缝的平面斜测，得到的检测结果更加准确，快速。综合来看，超声波检测的穿透性较强，操作简便，能够快速实现混凝土无损探测，在水利工程混凝土质量检测中国应用较多，但是该种技术在使用过程中应结合具体工况确定探测参数，保证质量检测的精度。

三、结束语

在当前水利事业发展的背景下，为逐渐提升水利工程质量，水利工程项目检测人员应该认识到超声检测法的先进性，并掌握它的使用技术。通过检测技术的运用及分析，选择针对性、适宜性的检测方法，有效提升在水利工程质量检测过程中的便利性和准确性，以提高水利工程项目检测的有效性，推动水利行业工程质量的稳步提升，以满足当代水利行业稳步发展的需求。