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          超聲波探傷技術的應用

          2012-10-30

           

          超聲波探傷 (NDI)是超聲無損檢測的一種發展與應用,其設備有:超聲探傷儀、探頭、藕合劑及標準試塊等。其用途是檢測鑄件縮孔、氣泡、焊接裂紋、夾渣、未熔合、未焊透等缺陷及厚度測定。下面介紹超聲探傷技術在建筑和土木方面的應用:在測定混凝土結構強度及厚度的應用,在橋梁混泥土裂縫檢測中的應用,在焊接方面的應用。

          一、超聲探傷技術在測定混凝土結構強度及厚度的應用

          (1) 強度檢測技術

          超聲波檢測是利用混凝土的抗壓強度與超聲波在混凝土中的傳播參數(聲速)之間的相關性來檢測混凝土強度的?;炷恋膹椥阅A吭酱?,強度越高,超聲波的傳播速度越快。經試驗,這種相關關系可以用非線性數學模型來擬合,即通過實驗建立混凝土強度和聲速的關系曲線?,F場檢測混凝土強度時,應該選擇澆筑混凝土的模板側面為測試面,一般以200mm×200mm的面積為一測區。每一試件上相鄰測區間距不大于2m。測試面應清潔平整,干燥無缺陷和無飾面層。每個測區內應在相對測試面上對應的輻射和接收換能器應在同一軸線上,測試時必須保持換能器與被測混凝土表面有良好的耦合,并利用黃油或凡士林等耦合劑,以減少聲能的反射損失。按擬定的回歸方程計算或查表取得對應測區的混凝土強度值。

          (2) 聲波反射法測量厚

          聲波從一種固體介質入射到另一種固體介質時,在兩種不同固體的分界面上會產生波的反射和折射。聲阻抗率相差越大,則反射系數也越大,反射信號就越強。所以只要能從直達波和反射波混雜的接收波中識別出反射波的疊加起始點,并測出反射波到時。

          二、超聲探傷技術在橋梁混泥土裂縫檢測中的應用

          橋梁結構的使用性能及耐久年限,主要由設計、施工和所用材料的質量等諸多因素共同決定。由于設計、施工和材料可能存在某些缺陷,這些缺陷會使橋梁結構先天存在著某些薄弱之處;此外,橋梁在營運使用中又會受到不可避免的人為損傷及各種大自然侵蝕,帶來后天病害。

          三、超聲探傷儀探傷技術在焊接方面的應用

          (1)采用超聲相控陣技術及B掃描實時成像技術,通過足夠數量的探頭排列和觸發時間控制,并選用不同頻率范圍,可以實現嵌入式電阻絲電熔連接接頭的檢測。通過對比超聲圖像與接頭實剖圖,發現該方法能可靠地檢出物體中的缺陷,并能較地確定缺陷位置和大小。在聚乙烯管道安裝工程中的檢測進一步驗證了該技術的可靠性。

          (2)超聲相控陣檢測結合B掃描技術可以判斷檢測截面上電阻絲的位置,從而可以判斷由于管材和套筒配合過緊造成的電阻絲垂直方向的錯位情況,比較超聲成像圖和實剖圖可以看出,相控陣超聲方法對金屬絲有較好的分辨效果,連很微小的位移也能分辨出來,定位精度達0.5mm。

          (3)超聲相控陣技術及B掃描實時成像方法對聚乙烯管電熔接頭各類缺陷有較好的檢出能力。對大量含缺陷電熔接頭進行檢測和試驗研究,對比超聲成像圖和實剖圖,發現該方法對于聚乙烯電熔接頭的各類缺陷均有較高的檢測靈敏度和檢出精度。通過城鎮聚乙烯燃氣管道安裝工程檢測實踐,驗證該技術能實現嵌入式電阻絲電熔連接接頭的檢測。

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