摘要：近些年，我国的科学技术水平不断进步，本文介绍超声检测法的概念及原理的基础上，阐述其在水利工程质量检测中的应用，采用超声检测法可以有效提升检测过程中的便利性和准确性，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。
关键词：超声波法;工作原理;质量检测;影响因素
引言
超声波法也可称为超声回弹综合法，其基本理论是对混凝土结构利用超声波的瞬间应变波动原理进行检测的方法，在介质中超声以波动的形式进行机械振动传播即形成人类视听范围以外的机械波，其声波频率通常超过2000kHz。采用超声波对混凝土等非金属材料进行检测时，其检测频率较低一般在20－500kHz之间，而相对于混凝土构件具有较高灵敏度的金属材料其超声波检测频率较高在0.15－20MHz范围。因此，在水利工程质量检测中超声波法因具有较强的传播能力而表现出良好的指向性能和能量集中的特性，并且由于该技术具有适用性强、成本低等特征可广泛应用于各工程类材料无损检测，即用于隔空透视。针对不同截面尺寸的构件超声波法具有不同的检测流程，其中单面检测和双面检测法分别适用于截面尺寸较大和一般的构件，前者适用于仅有一个表面可安放探头的混凝土构件，而后者适用于两个侧面均能安放探头的构件。在检测过程中为更加准确的探测不同位置的超声波参数，接受和发射探头应沿构件两侧进行均速的移动。该方法相对于回弹法具有明显的优势，不仅可在精度上具有很大的提升，而且可对结构不产生破坏。然而，操作人员利用该方法对混凝土质量进行检测时还应面对复杂的操作流程，避免因个人失误或操作误差造成检测结果出现较大的偏差。
1超声脉冲法检测的基本原理
超声波检测主要是利用超声波在构件中的反射和透射信号变化，探查构件的内部结构。由于超声波在传播的过程中会受介质的影响，可以介质的超声波声学参数为依据，利用超声波探测仪器以一定频率重复地进行间断式超声脉冲波发射。超声脉冲波是由不同余弦整合而成的复频波，因此在收集整合的过程中可以利用超声脉冲波的结构性能。超声波检测包括脉冲反射法、共振法、衍射时差法和脉冲透射法。
2影响超声波质量检测的因素
2.1耦合剂因素
在实践工程中被检测物体的表现规则多种多样，因此在超声波检测过程中探头因无法与接触面良好的贴合而存在一定不同程度的空隙。为了保证在待检测物体内部能够顺利贯入超声波并消除空隙的不利影响，可使用一种液体耦合剂从而消除空隙作用。目前，较为常用的耦合剂材料有化学浆糊、合成机油、水玻璃以及甘油等。耦合层即为涂覆耦合剂的厚度，待检测物体的受影响程度与耦合层的厚度直接相关，厚度越小则影响越低，所以在涂刷过厚的耦合剂或待检测表面过于粗糙时，通常需要预先抛光处理被检测物体的表面，然后进行耦合剂的涂刷及相关检测。
2.2设备因素
将超声波运用在水利工程检测中，设备影响因素的发生会影响水利工程质量检测的准确度。通常状况下，水利工程中影响超声波检测结果的设备因素体现在以下几个方面:第一，超声波声速的影响。在超声波检测的过程中，系统的探头与被检测的结构呈现出相对运动的状态，而在混凝土检测的过程中，扫查的过程不仅需要满足超声波的摄入方向与混凝土保持垂直，而且也需要保证混凝土检测区域中有足够的声音覆盖。在声束入射的过程中，保持垂直的状态是为了实现对混凝土内部缺陷的判断，以保证水利工程检测的合理性;整个检查过程的速度不能过快，以提升设备使用的整体价值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二，在探头频率选择的过程中，通过超声波的使用可以及时发现检测过程中的最小缺陷，并在保证超声波穿透力检测的同时选择频率高、发射功率大的探头，以充分满足超声波检测的需求。
3超声波法的水利工程质量检测应用
3.1混凝土裂缝检测
平行反射法与透射法为水利工程中裂缝检测的常用方法，根据混凝土结构形式、裂缝位置等具体情况选择合适的方法。透射法一般适用于厚度较小、结构尺寸规则的混凝土。采用投射法检测裂缝时需要再裂缝两侧缓慢移动接收探头与发射探头，当二者不发生相交时超声波的变化不显著;当二者发生相交时那么在裂缝处超声波会存在衍射，从而改变了接收探头的接受强度与实践，根据变化强度大小和实践可确定裂缝的深度及其位置。平行反射法通常适用于结构尺寸复杂、裂缝面积较大的构件，利用该方法进行混凝土裂缝检测时应确定裂缝周围的声波速度，声波速度混凝土龄期、配合比及组成原材料的影响较为显著，所以通常情况下先确定周边声波速度检测均值，然后在裂缝两侧平行移动一对探头，在移动过程中应保持估测裂缝深度与探头之间的距离保持相近。在探头距离过远的情况下，相对于实际裂缝深度检测出的结果要明显偏小。
3.2金属结构检测中的应用
由于超声波设备轻便，方便携带，对人体无伤害且安全性高，常用在水利工程金属结构的现场质量检测中。由于金属结构工程中设备的差异化较大，焊缝的种类较多，焊缝连接结构以及尺寸的大小存在差异性;因此，在焊接中会受到环境以及外界因素的影响，若不能得到科学的检测处理，会影响焊缝连接的有效性，影响水利工程的整体质量。通过超声波检测方法的运用，可以在钢焊缝检测的过程中，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。
3.3钢管壁厚度检测中的应用过程
钢管壁厚度检测主要是需要保证水利工程建设施工中使用的钢管符合条件，提高结构的稳定性与安全性，减少后续施工中可能产生的问题。大部分水利工程施工都是利用钢材质的引水管，虽然在施工初期其能够表现出良好的性能，但是在长时间的冲磨之后，管壁的厚度会逐渐减小，使得结构的支撑力降低，进而引发工程病害。所以在施工及工程投入使用的过程中，不仅需要在完工之后对其进行检查，还更要定期对管壁的厚度进行检测，这样方能保证引水管道的质量安全。引水钢管的管径一般较长，在施工的过程中通常需要将一部分管段埋置于地下，在开展其他结构的施工操作时，还会产生钢管被混凝土包裹的现象，因此难以直接测量其横截面，甚至在检测其厚度时，也难以找到适当的方法，使得钢管壁的厚度检测存在较大的困难。超声脉冲法在这个过程中就可以发挥较大的作用，检测人员可以利用反射式超声波金属测厚仪对已知的金属材料进行往返实践测量。虽然钢管只有一侧的表面在外面可供测量，但还是能够通过一面的测量对其整体情况进行推测。检测人员可以直接利用超声脉冲法对引水钢管的厚度进行检测，得到准确的数据。
结语
综上所述，在科学技术体系不断发展的背景下，水利工程检测技术体系也在不断成熟，如静力触探法、弱电磁法、远程摄像法等都属于新类型的质量检测方法。通过将此类技术合理应用到水利工程质量检测过程中，不仅可以提升检测结果的准确性，而且对于提高水利工程施工质量，延长工程使用寿命有着积极的意义。
参考文献
［1］聂雪锦．超声波检测技术在水利工程质量检测中的实际应用［J］．黑龙江水利科技，2018，46(7):173_175．
［2］符祥平．超声脉冲法在水利工程质量检测中的应用［J］．工程技术研究，2017(2):107，117．
论文作者:雷康
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/9
标签：超声波论文; 水利工程论文; 裂缝论文; 厚度论文; 超声论文; 混凝土论文; 过程中论文; 《防护工程》2019年20期论文;