摘要：水工金属结构的安全检测可分为定期检查和特种检测两部分，定期检查应该是运行管理部门日常工作的一部分，特种检测只有专业的机构和科研院所才能胜任。定期检查应在检查前预评估，检查后再评估，记录应便于复查和对比。
关键词：水工金属结构；安全检测；定期检查；评估分析
1检测分类
1.1行政许可检测
行政许可检测是指在实施水工金属结构行政审批过程中，负责检验的专业机构及其工作人员按照法律、法规、规章以及标准、技术规范的规定开展的工作。水工金属结构行政许可检测的依据为《水工金属结构产品生产许可证实施细则》以及该细则规定的产品标准和相关标准。
1.2出厂检测
出厂检测包括制造质量检测和安装质量检测。制造质量检测是指产品在出厂之前，为保证出货产品满足客户品质要求所进行的检验。同理，安装质量检测是指产品在安装完成后，投入使用前，为保证安装质量满足客户品质要求所进行的检验。出厂检测的依据是合同文件和产品标准。虽然在实施工地安装质量检测的同时可检验部分制造质量检测项目，但由于工地现场条件的限制，以及产品制造安装的工序要求，部分检测项目在安装工况时不具备复现性，所以，水工金属结构的制造质量检测和工地安装质量检测是两个独立的检验阶段，不可混淆。
1.3安全检测
安全检测是指利用仪器设备，对在役设备进行检验或测定，判别其运行状态的活动。当前，水工金属结构安全检测的主要依据有《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》(SL101—2014或DL/T835—2003)和《压力钢管安全检测技术规程》(DL/T709—1999)以及特定工程使用的《三峡船闸设施安全检测技术规程》(JTS196—5—2009)等技术标准规范。
2检测技术进展及评估分析
2.1材料检测
如果材料质量不符合要求，可能会造成水工金属结构构件的过早失效，将会带来严重的工程事故。作为制造质量控制的一个关键环节，生产前对原材料进行检测是非常必要的。材料检测涉及对材料的力学性能试验、化学成分分析、金相分析、无损探伤和环境模拟测试等方面的内容。
材料的力学性能是指材料在不同环境下，承受各种外加载荷时所表现出的力学特征，常见的力学性能试验有拉伸、冲击、弯曲、布、洛、维硬度、耐磨、疲劳等。材料的化学元素种类和配比的不同直接决定了材料是否能通过后续的处理而达到要求，常见的化学成分分析有电感耦合等离子体发光光谱分析、直读光谱分析、手工化学分析等。材料的金相分析包括各种相的组成及分布、相关的铸造和焊接缺陷等，常用的分析设备有体视显微镜和金相显微镜等。无损探伤是检验原材料完整性的必备手段，是避免不合格的原材料用到工程的最有效手段之一，常见的检测项目有视觉和光学检测、X射线检查、磁粉探伤、超声检测、渗透检测等。环境模拟测试主要是通过加快暴露周期或模仿环境条件，按照潜在寿命、外观、相关应力、材料相互作用等来评估材料的反应，常见的有盐雾试验、循环试验、耐候性试验等。
2.2几何尺寸与形位公差检测
正确检测几何形状与形位公差的特征值，是正确描述水工金属机构表面状态的基本方法依据，也是衡量水工金属结构制造安装质量的最基本指标之一。随着我国高坝大库的不断兴建，水工金属结构制造安装水平的不断提高，其几何尺寸与形位公差的检测难度也越来越大。水工金属结构的几何尺寸与形位公差检测，已从传统的钢卷尺、千分尺和百分表等，逐步过渡到基于坐标和图像技术，面向任务的高精度、自动化测量的三维坐标测量技术发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆三维坐标测量技术首先将检测对象的各种几何元素的测量转化为对这些元素的点集坐标位置的测量，在测得这些点集的坐标位置后，再由软件按一定的评定准则算出这些几何元素的尺寸、形状、相对位置等。这一工作原理，使三维坐标测量技术具有很强的通用性与灵活性，从原理上说，它可以测量任何工件的任何几何元素的任何参数。
2.3无损检测
无损检测是指在不损害或不影响被测对象使用性能，不伤害被检测对象内部组织的前提下，对试件内部缺陷和表面缺陷进行检查和测试的方法。常见的无损检测方法有目视检测(VT)、超声波检测(UT)、射线检测(ＲT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、涡流检测(ECT)、声发射检测(AE)、超声波衍射时差法(TOFD)、相控阵检测(PAUT)和导波检测等。
2.4腐蚀检测
腐蚀检测是指以检测金属损失为目的的在役设备的安全检测，可以了解水工金属结构在工作环境中受到的损伤情况，评价现有腐蚀防护措施的效果，预测其使用寿命，以期在发生严重问题前检测出缺陷和损伤的基本方法。腐蚀检测常用的检测项目为金属的蚀余厚度。
2.5应力检测
应力检测分为残余应力测试和工作应力测试。残余应力是指构件在制造过程中残留在构件内的作用与影响。工作应力是指构件在工作时，由荷载引起的应力。残余应力的测试方法分为有损和无损两大类。有损测试方法指应力释放法，也称为机械的方法，主要有盲孔法、环芯法和压痕法等，应用最成熟的是盲孔法;无损测试方法指物理的方法，主要有X射线衍射法、中子衍射法、磁性法和超声法等;X射线衍射法由于理论完善，对被测对象无损伤，测试精度较高，并且可重复测量，近年来已被广泛应用于水工金属结构尤其是对表面缺陷特别敏感的高强钢的残余应力测试。
2.6振动检测
水工金属机构的振动检测分为动力特性测试和动力响应分析。动力特性测试主要包括自振频率、阻尼系数和振型等基本参数的测试，动力响应分析是指对结构在动载荷作用下所引起的结构运动、变形和应力进行的分析。动力特性测试获得结构的自振频率、阻尼系数和振型等参数，可为安全运行提供参数依据。动力特性测试方法多采用人工激振法和环境随机振动法。人工激振法又分为自由振动法和强迫振动法。由于水工金属结构在工作位置不易实现自由振动，故多采用强迫振动法，即采用机械装置作为激振器，对其实现周期型的变谐振动，产生强迫振动，获得共振时的基频、高阶频率和振型，以及计算阻尼比。
动力响应分析获得结构的动应力变化规律和振幅、频率、加速度等参数，可为合理选择运行方式、避开激流影响造成的水流脉动高能区、实现安全操作管理等提供技术依据。由于水工金属结构的结构参数、工作水头等边界条件不尽相同，动力响应的函数特征也不相同，因此，对每一个位置类型的水工金属结构动力响应分析的结果和判定结论会存在差异，但现场测试的技术路线和研究分析的思路是一致的，即在运行过程中，采用振动传感器，对其构件的振动特性进行测试，查找振源，确定振动量级，评估运行的安全性。
结语
金属结构作为水工建筑物的一部分，直接关系大坝的运行安全，金属结构的安全检测应引起各级部门的充分重视。在金属结构安全检测缺乏系统性、各个水电站相关技术力量有限的现实情况下，需要各级技术领导部门加强技术指导，有目的、有计划地开展工作，为大坝的安全运行奠定基础。
参考文献
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论文作者:邱祥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
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