热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

超声波在混凝土无损检测方面的应用

2020-07-29 10:46          超声波 无损检测 无损检测

一、空洞检测

以钢管混凝土脱空缺陷检测为例:

(a)是当钢管内核心混凝土与钢管壁结合紧密,核心混凝土均匀密实。在混凝土介质中超声波就沿直线从发射端传播到接收端,用时最短,声波能量衰减最小。

(b)表示当钢管壁与其内核心混凝土发生脱空。超声波首先沿钢管壁传播,在脱空边缘发生绕射,再从绕射点沿直线传播到接收端。

(c)是由于钢管内核心混凝土不密实,造成了超声波的散射,最短的传播路径变成了曲线。

(d)是当钢管混凝土内存在空洞,且空洞正好位于超声波从发射到接收的路径上,超声波会在空洞的边缘发生绕射,使传播声时变长。



 
 首波声时是最早到达接收换能器的声波所用的时间,也是接收换能器显示的声时。

利用首波声时的长短可判断声波的传播路径: 首波声时长说明传播路径长,首波可能绕射缺陷或沿钢管壁传播; 首波声时短说明传播路径短,首波可能透射混凝土沿直线传播。

二、裂缝深度检测

以超声时距法为例:

使用具有显示波形功能的超声波检测仪,测出并分析在混凝土内部传播的超声波信号的主频率、波幅、传播声速和声时等声学参数,通过分析这些声学参数的变化,计算出混凝土内部裂缝深度状况。


 

通过对两个不同检测距离的测点进行裂缝检测,读取超声波在裂缝试块中传播过程的时间,可以得到超声波传播过程中的传播声时、检测距离和裂缝深度,且依据公式(1)所示关系,当S2=2S1时,即为BS-1881标准法,其计算方法如公式(2)所示:



 

三、混凝土结合面质量检测

对前后两次浇筑的混凝土之间接触面进行结合质量检测时,可采用斜侧法(下图左)和对测法(下图右):
 

按布置好的测点, 分别测出每个点的声时、波幅和主频值。

将测位各测点的波幅、声速和主频值由大到小按顺序排列,即X1≥X2≥······≥Xn≥Xn+1≥······,将排在后面明显小的数据视为可疑,再将这些可疑数据中最大的一个(假设为Xn)连同其前面的数据算出声学参数平均值mx、标准差sx。

按下式与表格计算异常情况的判断值X0。

 
 
比较判断值X0与可疑数据的最大值Xn:

当Xn≤X0时,Xn及排列于其后的各数据均为异常值,去掉Xn,再用X1 - Xn-1进行计算和判别,直至判不出异常值为止;当Xn>X0时,应再将Xn+1放进去重新进行计算和判别。

当测位中判出异常测点时,可根据异常测点的分布情况,按下式进一步判别其相邻测点是否异常


 

其中当测点布置为网格状时取λ2 ,当单排布置测点时将λ1、λ2、λ3按表取值。

当通过结合面的某些测点的数据被判为异常,并查明无其他因素影响时,可判定混凝土结合面在该部位结合不良。

四、混凝土表面损伤层检测
 

检测混凝土表面损伤层厚度时,可选用频率较低的厚度振动式换能器。

测试时激发换能器T应该耦合好,保持不动,将接收换能器R依次耦合在间距一定的各测点1、2、3 ······等位置上,读取相应的声时值t1、t2、t3 ······,并测量每次T、R换能器内边缘之间的距离l1、l2、l3 ······

 

检测损伤层厚度示意图

l-t坐标图

由图可得到声速改变所形成的转折点,该点前、后分别表示损伤和未损伤混凝土的相关直线,求出回归直线方程 :



 

最后可计算出损伤层厚度hf :


推荐阅读

上海石化首次使用无损检测机器人为管道做“肠镜”

近日,无损内壁检测机器人现身上海石化,为炼油部焦化装置大油气管线做了首次管道“肠镜”检查。 2021-06-18

第十六届全国无损检测新技术交流会通知(第五轮)

为交流无损检测新技术领域的研究进展,加强无损检测工作者的联系与合作,第十六届全国无损检测新技术交流会将于2021年7月在哈尔滨举行。 2021-06-17

飞机液压导管裂纹的超声表面波检测

飞机液压导管在服役过程中受到制造工艺或装配等多种因素影响,其端头的应力集中处容易萌生疲劳裂纹,随着服役时间的增加,疲劳裂纹扩展后将导致液压系统压力降低,严重时则会使液压导管断裂失效,产生灾难性后果。目前,针对上述情况采取的预防措施为定期更换导管,但是这种方法费时又费力,并且有可能误将正常工作的导管也更换下来。为了确保飞行安全,亟需寻求一种可靠的在役检测方法对导管实施在线监控,尽早发现导管中的裂纹,减少其在服役过程中的成本。 2021-06-16

焊缝的X射线检测图像如何区别不同缺陷

焊缝的内部缺陷通常会使用无损检测方法进行辨别,X射线是最常用于焊缝缺陷检测的无损检测技术手段。X射线能够穿透金属件,由于缺陷位置与正常部位金属的密度不同,所以在X-Ray检测设备上所呈现的图像明暗对比不同。焊缝不同缺陷的X射线检测图像存在以下差异。 2021-06-11

揭秘无损检测行业的“尖子生”-TOFD无损技术

随着全国首个跨江斜拉桥RBPC钢桥面铺装重置工程的顺利完工,其技术上的创新突破引起多方关注,尤其是TOFD无损技术在桥梁日常养护检测和重置工程中的出色表现受到业内一直好评。 2021-06-06

阅读排行榜