超声波在水利工程质量检测的作用.docx

超声波在水利工程质量检测的作用.docx超声波在水利工程质量检测的作用摘要超声法作为检测质量的一种关键技术,应用范围也越来越广泛。水利工程施工过程中使用的机械设备、原材料和施工人员技术水平,都会影响到施工质量。因此,在超声法无损检测的原理基础上,提出了检测钢焊缝及检测混凝土质量的方法及需要注意的问题。关键词水利工程;超声波应用;焊缝;质量检测超声波是一种人类听不到的机械波,人类能听到的声波频率在20~20之间,超过20的声波称之为超声波。目前,超声波已运用到工作和生活的方方面面,如医学超检查、通信、超声波缺陷检测等。这些运用正是利用了超声波的穿透性、指向性好、能量集中、对周围环境影响小等特点,同时对被超声波穿透的物体没有物理性损伤,可做到隔空***。 1超声波检测原理及方法超声检测是利用超声波在被检测物体内部传播时,遇到材料密度发生变化的界面如空洞、其他杂质发生反射或透射接收的声波讯号特征变化,来检测物体内部的缺陷情况。超声波检测,依据发射和接收方式及时间的不同可分为脉冲反射法、脉冲透射法、共振法和衍射时差法。 11脉冲反射法脉冲反射法是利用超声探头产生的超声脉冲波,入射到两种不同密度或材质的界面上发生反射的原理进行检测,这种检测方法常采用同一超声探头一般使用压电陶瓷转换器作为发射和接收装置。 12脉冲透射法脉冲透射法的原理与射线的原理基本相似,即利用两个超声探头置于被检测物体的两侧,分别作为发射和接收装置,通过缓慢移动两个超声探头,观察接收能量的变化,来判定被检测物体内部的缺陷情况。 13共振法利用可调频率的超声波检测物体内部情况,当超声波的半波长与被测物体的厚度成整数倍关系时,会引起共振现象,仪器会显示出共振频率。当被检测物体厚度发生变化,共振频率也会相应发生变化,通过仪器显示的不同频率,可以判定被检测物体的厚度变化,来确定质量情况,称为共振法。 14衍射时差法利用一对或多对纵波斜探头在被检测区域对称放置,接收信号的探头同时接收反身波和衍射波,当检测区域内部有缺陷时,反射波和衍射波会发生变化,通过测量反射波发生变化时衍射波在检测区域内传播时间,利用三角关系方程式计算,确定检测区域内部缺陷的位置和尺寸。 2超声波质量检测影响因素超声波检测精确度的影响因素众多,从主、客观两方面分析①主观方面主要是人的影响因素,如现场超声波检测人员的熟练程度、检测人员的培训教育情况及专业技术水平等;②客观影响因素主要是设备、耦合剂选择、方法、环境等。 21设备影响因素设备的影响因素主要是扫查速度及探头选定的频率。 211扫查速度所谓扫查,即在进行超声检测时,探头与被检测工件的相对运动。对于混凝土检测而言,扫查应满足两个条件①扫查过程中声束入射方向始终与混凝土面保持垂直;②保证混凝土检测区域有足够的声束覆盖,以避免漏检。声束入射方向保持垂直是为了保证被测混凝土内部缺陷大小正确的判定,而保证混凝土检测区域足够的声束覆盖、不漏检,要求在检测探头的有效辐射面积内必须有脉冲重复频率,即检测探头在检测面的扫查速度或移动速度不能过快。如果设待检测物体厚度为,超声波在检测物体内的传播速度为1,检测探头的扫查速度为,检测探头的有效辐射直径为ψ,超声波在检测物体内的传播时间1=22,检测探头的扫查时间2=ψ。要使扫查检测物体内部达到不漏检,必须满足1≤2。则检测探头的扫查速度应满足≤2ψ2,即相同的时间内检测探头移动距离应远小于检测探头扫查的有效距离。 212检测探头频率的选择理论上,超声波能够发现检测物体区域内部的最小缺陷为超声波发射波长的12,在能够保证超声波穿透检测物体内部的前提下,尽量先用频率高,发射功率大的探头。 22耦合剂超声波检测时,由于被检测表面不完全规则,检测探头与之不能良好的贴合,存在着或大或小的空隙,为了能够消除空隙,使超声波能够顺利被导入检测物体内部,必须使用一种能够消除空隙的液体,这种液体就是耦合剂。能够作为耦合剂使用的材料很多,常用的材料有甘油、水玻璃、合成机油、化学浆糊等。耦合剂的涂层厚度称为耦合层,耦合层的厚度越薄对检测的影响越小,因此当检测物体的表面过于粗燥或涂刷耦合剂过厚时,应对检测物体的表面抛光处理后再涂刷耦合剂进行检测。 23环境环境的影响因素主要是温度、湿度及被测工件所处的地理位置的影响。如在过高、过低的湿度及温度的环境或高***环境下,检测结果有微小差异。特别是易被环境影响而产生化学反应或物理变化的检测工件,检测环境更为严格。 3超声波检测应用31超声波用于钢焊缝质量检测在钢焊缝质量检测过程中,通常使用的方法是超声波法和射线法,由于在工程施工过程中钢焊缝的数量一般较大,而且需要检测分析的长度也非常长,检测工件所处的环境也较为复杂。因此用超声波方法对于钢焊缝的质量进行检测时,就会凸显出检测过程中的优势如设备尺寸小、操作简单、检测过程中无辐射外泄隐患等。钢焊缝质量检测时