超声波探伤技术在土木及建筑方面的应用 超声波探伤 (NDI)是超声无损检测(检查并测试)的一种发展与应用,其设备有:超声探伤仪、探头、藕合剂及标准试块等。其用途是检测铸件缩孔、气泡、焊合裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷及厚度测定。下面介绍超声探伤技术在建筑和土木方面的应用:在测定混凝土(Concrete)结构强度(strength)及厚度的应用,在桥梁(Bridge)混泥土裂缝检测中的应用,在焊接方面的应用。
一、超声探伤技术在测定混凝土结构强度及厚度的应用
(1) 强度检测(检查并测试)技术 超声波检测是利用混凝土的抗压强度与超声波在混凝土中的传播参数(parameter)(声速)之间的相关性来检测混凝土强度的。混凝土的弹性模量越大,强度越高,超声波的传播速度越快。经试验,这种相关关系可以用非线性数学模型来拟合,即通过实验(experiment)建立混凝土强度和声速的关系曲线。现场检测混凝土强度时,应该选择(xuanze)浇筑混凝土的模板侧面为测试(TestMeasure)面,一般以200mm×200mm的面积为一测区。每一试件上相邻测区间距不大于2m。测试面应清洁平整,干燥无缺陷和无饰面层。每个测区内应在相对测试面上对应的辐射和接收换能器应在同一轴线上,测试时必须保持换能器与被测混凝土表面有良好的耦合(Coupling),并利用黄油(Butter)或凡士林等耦合剂,以最大化减少声能的反射损失。按拟定的回归方程计算或查表取得对应测区的混凝土强度值。
(2) 声波反射法测量厚度 超声波(是一种频率高于20000赫兹的声波)从一种固体介质(起决定作用的物质)入射到另一种固体介质时,在两种不同固体的分界面上会产生波的反射和折射。声阻抗率相差越大,则反射系数也越大,反射信号就越强。所以只要能从直达波和反射波混杂的接收波中识别出反射波的叠加起始点,并测出反射波到时。漆膜(paint film)划格器
二、超声探伤技术在桥梁(Bridge)混泥土裂缝检测(检查并测试)中的应用 桥梁结构的使用性能及耐久年限,主要由设计、施工和所用材料的质量等诸多因素(factor)共同决定。由于设计、施工和材料可能存在某些缺陷,这些缺陷会使桥梁结构先天存在着某些薄弱之处;此外,桥梁在营运使用中又会受到不可避免的人为损伤及各种大自然侵蚀,带来后天病害。
三、超声探伤技术在焊接方面的应用 采用超声相控阵技术及B扫描实时成像技术,通过(tōng guò)足够数量的探头排列和触发时间控制(control),并选用不同频率(frequency)范围(fàn wéi),可以实现嵌入式电阻(resistance)丝电熔连接接头的检测。通过对比超声图像与接头实剖图,发现该方法能可靠地检出物体中的缺陷,并能较精确地确定缺陷位置(position )和大小。在聚乙烯管道安装工程(Engineering)中的检测进一步验证(Experimental)了该技术的可靠性。 超声相控阵检测结合B扫描技术可以判断检测截面上电阻丝的位置,从而可以判断由于管材和套筒配合过紧造成的电阻丝垂直方向的错位情况,比较超声成像图和实剖图可以看出,相控阵超声方法对金属丝有较好的分辨效果,连很微小的位移也能分辨出来,定位精度(精确度)达0.5mm。 超声相控阵技术及B扫描实时成像方法对聚乙烯管电熔接头各类缺陷有较好的检出能力。对大量含缺陷电熔接头进行检测和试验研究,对比超声成像图和实剖图,发现该方法对于聚乙烯电熔接头的各类缺陷均有较高的检测灵敏度(Sensitivity)和检出精度。通过城镇聚乙烯燃气管(取代物:金属燃气管软管)道安装工程检测实践,验证该技术能实现嵌入式电阻丝电熔连接接头的检测。