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混凝土无损检测仪器有哪些

时间:2019-09-17    来源:    作者:仪多多网     
【导读】混凝土为什么要使用无损检测方法?常用的混凝土无损检测仪器有哪些?

混凝土是由胶凝材料、细集料、粗集料和水按适当比例混合,在需要时掺加适宜的外加剂、掺合料等配制而成的多组分混合材料,从设计、配料、搅拌、浇筑、成型及养护等诸多工艺环节,无不影响混凝土的质量。如技术上疏忽或管理不善,势必造成工程质量事故。混凝土检测离不开混凝土无损检测仪器,下面让我们详细了解下。


在正常情况下,混凝土强度的检验与评定应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)及《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87)执行。


但是,在实际混凝土浇筑施工过程中,当出现留置同条件养护试件的工作被忽视;当出现某些工程技术人员对留置同条件养护试件的作用和意义认识不足;当出现为了加快模板、支架的周转,节省试件的制作和试验费用;当出现为了缩短工期而忽视了对施工中同条件养护试件的留置;当出现标准养护试件或同条件养护试件不足或未按规定制作试件时;当所制作的标准试件或同条件养护试件与所成型的构件在材料用量、配合比、水灰比、砂率等方面有较大差异,已不能代表构件的混凝土质量时;当标准养护试件与同条件养护试件的试压结果,不符合现行标准、规范规定的对结构或构件的强度合格要求,并且对该结果持有怀疑时。无损检测技术方法是获得结构物中原位混凝土真实质量的唯一途径。


为此,在混凝土工程施工中,工程技术人员必须充分认识混凝土的无损检测技术方法的重要性,同时要对工作人员做相关培训,按规范要求及时对混凝土进行无损检测,监理工程师和相关施工技术人员应按规范要求进行监督。


一、无损检测的定义

无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下,利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术和设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法 [1] 。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,无损检测的重要性已得到公认,主要有射线检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT) 四种。其他无损检测方法有涡流检测(ECT)、声发射检测(AE)、热像/红外(TIR)、泄漏试验(LT)、交流场测量技术(ACFMT)、漏磁检验(MFL)、远场测试检测方法(RFT)、超声波衍射时差法(TOFD)等。


其中重庆市机械工程学会无损检测分会(ChongQing Non-destructive Testing Society,缩写CQNDT)是较为专业度协会之一。是由重庆市无损检测专业(射线检测、超声波检测、渗透检测、磁粉检测、涡流检测、声发射检测、红外热成像检测等)技术工作者于1979年10月7日在重庆红岩机器厂自愿成立的学术组织。该学术组织成立之初名为重庆市机械工程学会无损检测专业委员会,于1998年3月更名为重庆市机械工程学会无损检测分会。   


重庆市无损检测协会成立至今已有36年,理事会每四年改选一次,现为第六届理事会,组建于2016年4月。有理事单位16家,理事51人,会员120人;下设常务理事会、1个秘书处、3个工作委员会。


重庆市无损检测协会拥有强有力的技术团队和丰富的经验,为重庆及国内部分地区的冶金、汽车、石油、军工科研院所行业单位做了大量的无损检测及技术咨询及培训活动,发布和分享了众多有关无损检测的技术文档,为推动地区无损检测技术发展,提高地区无损检测行业水平做出了贡献。   


为了推动西部地区无损检测技术发展和促进行业技术进步,加强西部地区无损检测行业间的交流与合作,促进无损检测新理论、新方法、新技术的推广与应用,更好地为振兴西部地区制造业做出贡献,重庆市无损检测协会还参与了多次“中国西部无损检测学术会议”。“中国泛西部第三届无损检测学术会议”,重庆市无损检测学会也是受邀嘉宾之一。

             

二、无损检测的原理

无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷大小,位置,性质和数量等信息。与破坏性检测相比,无损检测有以下特点。第一是具有非破坏性,因为它在做检测时不会损害被检测对象的使用性能;第二具有全面性,由于检测是非破坏性,因此必要时可对被检测对象进行100%的全面检测,这是破坏性检测办不到的;第三具有全程性,破坏性检测一般只适用于对原材料进行检测,如机械工程中普遍采用的拉伸、压缩、弯曲等,破坏性检验都是针对制造用原材料进行的,对于产成品和在用品,除非不准备让其继续服役,否则是不能进行破坏性检测的,而无损检测因不损坏被检测对象的使用性能。所以,它不仅可对制造用原材料,各中间工艺环节、直至最终产成品进行全程检测,也可对服役中的设备进行检测。


无损检查目视检测范围:


1、焊缝表面缺陷检查。检查焊缝表面裂纹、未焊透及焊漏等焊接质量。


2、状态检查。检查表面裂纹、起皮、拉线、划痕、凹坑、凸起、斑点、腐蚀等缺陷。


3、内腔检查。当某些产品(如蜗轮泵、发动机等)工作后,按技术要求规定的项目进行内窥检测。


4、装配检查。当有要求和需要时,使用同三维工业视频内窥镜对装配质量进行检查;装配或某一工序完成后,检查各零部组件装配位置是否符合图样或技术条件的要求;是否存在装配缺陷。


5、多余物检查。检查产品内腔残余内屑,外来物等多余物。


三、无损检测的分类


无损检测可分为六大类约70余种,但在实际应用中比较常见的有:目视检测(VT)、射线照相法(RT)、超声波检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、涡流检测(ECT)、声发射(AE)、超声波衍射时差法(TOFD)。托夫特检测即超声波衍射时差法(TOFD)。这些方法在大多数工程教材中都有提及。


除以上指出的八种,还有以下三种非常规检测方法值得注意:泄漏检测 Leak Testing(缩写LT);相控阵检测Phased Array(缩写PA);导波检测Guided Wave Testing。


四、无损检测常用的方法

回弹法


工作原理:一个标准质量的重锤,在标准弹簧弹力的带动下,冲击一个与预拌混凝土表面接触的弹击杆,由于回弹力的作用,重锤又跳回一定距离,并带动滑动指针在刻度上指出回弹值N。通过事先建立的商品混凝土强度和回弹值的关系曲线,就可以根据实测的N求得值。


测试特点:回弹法操作简单,成本较低,效率较高,现场应用性较强。


但回弹测强曲线只考虑了正常情况的预拌混凝土碳化,忽略了其早期龄期碳化等现象,大大降低了回弹法的测试结果精度。且该法要求混凝土表面清洁、平整,无疏松、浮浆以及蜂窝等,必要时可用砂轮清除疏松物和杂物,且不应有残留的粉末或粉屑。


超声法


检测原理:利用超高频脉冲进入预拌混凝土介质中,接收通过混凝土传来的声信号,测出超声波在混凝土中传播的时间和距离,计算出超声波在混凝土中的传播速度。利用仪器的数据处理及相关的分析软件对接收信号的各种声参数进行综合分析以评估预拌混凝土构件的强度、缺陷等。并做好相关分享发布文档。


测试特点:超声检测具有指向性好,传播能量大,对各种材料的穿透力较强,适应性强,检测灵敏度高,成本较低等诸多优点。


但由于预拌混凝土结构复杂,用此法进行检测时,许多传播规律往往随着超声波频率、料粒径、率等因素的变化而变化,因而在进行超声检测时,对现象的解释难免出现谬误,且会影响到测试结果的准确分析。


超声波回弹综合法


检测原理:利用超声仪和回弹仪,在结构预拌混凝土同测区分别测量声时值及回弹值。其中回弹值用于反映混凝土结构表面情况,超声波在介质中传播的速度反映了结构的力学特征,通过所测力学特性反映预拌混凝土的强度及内部质量情况。


测试特点:该法既能反应预拌混凝土的表层状态,又能反映混凝土的内部构造情况,且可抵消部分影响强度和物理量相关的因素,可较为准确地反应出预拌混凝土的强度情况。


但该法的检测精度目前尚待进一步提高,以获得更加精确的检测效果。


钻芯法


检测原理:利用专用钻芯机,直接在混凝土结构上钻以芯样,并根据芯样的抗压强度推定结构预拌混凝土立方体抗压强度,属半破损现场检测方法。


测试特点:该法操作直接可靠,并能较好地反映预拌混凝土实际状况,同时可以比较准确地测定其强度。此外,还可从芯样直接观察到局部混凝土的内部情况,如骨料的组成等。


然而由于钻芯法对结构具有一定的破损性,其代表性的取芯位置的确定,取芯的数量在结构实体预拌混凝土强度检测中十分受限,另外该法测试费用较高,通常不到特殊需要时,不宜采用钻芯法。


拔出法


检测原理:根据测试结构预拌混凝土中锚固件被拔出时的拉力,确定混凝土的拔出强度,据此推算混凝土的立方体抗压强度。


该法通常分为预埋拔出法与后装拔出法种。前者是在预拌混凝土表层一定距离处预先埋入一个锚固件,混凝土硬化后,过锚固件施加拔出力以获得其推定强度;后者是在硬化预拌混凝土上钻孔、磨槽、安装锚固件后用拔出法做拔出实验,根据测定的抗拔力检测混凝土抗压强度的微破损方法。


测试特点:预埋拔出法在工地现场应用方便,试验费用较低,适用于预拌混凝土质量现场控制。


由于后装拔出法对预拌混凝土被拔出时的破坏机理尚待进一步研究确定,且测试结果会受到预拌混凝土骨料,混凝土内部缺陷,钢筋间距以及现场操作过程中人为因素影响,因此要建立拉拔强度与预拌混凝土抗压强度间的稳定关系仍需进一步研究,目前可应用范围较小。


脉冲回波法


传统混凝土缺陷无损检测方法主要运用声波透射法和电磁波法,但均受到一定的条件限制;脉冲回波法是向混凝土发射一束声脉冲波,然后用检波器接收回波信号,发射与接收之间距几乎为零的一种检测方法。该方法可以对信号作时域或频域分析,尤其是适合较厚且只有一个检测面的钢筋混凝土。


五、混凝土无损检测仪器有哪些

1、测厚仪


测厚仪(thickness gauge )是用来测量材料及物体厚度的仪表。在工业生产中常用来连续或抽样测量产品的厚度(如钢板、钢带、薄膜、纸张、金属箔片等材料)。


这类仪表中有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度计;有利用超声波频率变化的超声波厚度计;有利用涡流原理的电涡流厚度计;还有利用机械接触式测量原理的测厚仪等。


2、混凝土强度检测仪


混凝土强度检测仪,是一种集回弹测试法和超声回弹综合法测试混凝土强度的综合类仪器,既可以测量回弹值,又可以测声时、声速,可对混凝土抗压强度进行综合判定。


3、钢筋扫描仪


钢筋扫描仪,主要用于工程建筑混凝土结构中钢筋分布、直径、走向,混凝土保护层厚度质量的检测。钢筋扫描仪能够在混凝土的表面测定钢筋的位置、布筋情况、测量混凝土保护层厚度、钢筋直径等。除此之外,钢筋扫描仪还可以对混凝土结构中的磁性体及导电体的位置进行检测,如墙体内的电缆、水暖管道等,施工前的探测可以有效避免施工中对这些设施的损坏,减少意外的发生。钢筋扫描仪是施工过程监测和质量检验的有效工具


4、涂层测厚仪


涂层测厚仪可无损地测量磁性金属基体(如钢、铁、合金和硬磁性钢等)上非磁性涂层的厚度(如铝、铬、铜、珐琅、橡胶、油漆等) 及非磁性金属基体(如铜、铝、锌、锡等)上非导电覆层的厚度(如:珐琅、橡胶、油漆、塑料等)。


涂镀层测厚仪具有测量误差小、可靠性高、稳定性好、操作简便等特点,是控制和保证产品质量必不可少的检测仪器,广泛地应用在制造业、金属加工业、化工业、商检等检测领域。


5、手持式混凝土雷达


该设备辐射出电磁波,透过混凝土表面,接收从物体,如钢筋、孔洞或其它具有和混凝土不同电性质的物体反射的信号。通过画面显示和记录探测物的位置和深度。


6、裂缝测宽仪


可广泛用于桥梁、隧道、建筑物、混凝土路面、金属表面等裂缝宽度的定量检测。设备主要由手持式彩色液晶屏主机、彩色显微放大探头(带1.5米连接缆)构成,测量时程序自动扫描、捕获裂缝并在显示屏上实时显示裂缝的宽度数值,也可以对需要的裂缝进行拍照(裂缝照片中同时保存裂缝图像、宽度数据、刻度尺、放大倍数和裂缝编号等图像信息),裂缝照片为标准BMP格式,直接存储到任意U盘中,方便用户进一步的图像分析或打印存档。


7、钢筋锈蚀仪


钢筋锈蚀仪是一种重要的腐蚀检测和电化学测量仪器,在电极过程动力学、电分析、电解、电镀、金属相分析,金属腐蚀速度测量和各种腐蚀与防腐研究,以及电化学保护参数测试等方面具有广泛的用途。


8、混凝土回弹仪


混凝土回弹仪是一种检测装置,适于检测一般建筑构件、桥梁及各种砼构件(板、梁、柱、桥架)的强度,主要技术指标有冲击功能;弹击拉簧钢度;弹击锤冲程;指针系统最大静摩擦力和刚钻率定平均值。


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