超聲法檢測(cè)砼缺陷培訓(xùn)

1、超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn)資料培訓(xùn)資料主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)室主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)室超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 一、 適用范圍及名詞解釋。 1.1、本規(guī)程適用于超聲法檢測(cè)混凝土的缺陷 。 1.2、缺陷檢測(cè)系指對(duì)混凝土內(nèi)部空洞和不密實(shí)區(qū)的位置和范圍、裂縫深度、表面損傷層厚度、不同時(shí)間澆筑的混凝土結(jié)合面質(zhì)量、灌注樁和鋼管混凝土中的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。 1.3、超聲法(超聲脈沖法)系指采用帶波形顯示功能的超聲波檢測(cè)儀，測(cè)量超聲脈沖波在混凝土中的傳播速度(簡(jiǎn)稱聲速)、首波幅度(簡(jiǎn)稱波幅)和接收信號(hào)主頻率(簡(jiǎn)稱主頻)等聲學(xué)參數(shù), 并根據(jù)

2、這些參數(shù)及其相對(duì)變化,判定混凝土中的缺陷情況。 本規(guī)程所指的超聲法，系采用帶波形顯示的低頻超聲波檢測(cè)儀和頻率為20250kHz的聲波換能器，測(cè)量混凝土的聲速、波幅和主頻等聲學(xué)參數(shù)、并根據(jù)這些參數(shù)及其相對(duì)變化分析判斷混凝土缺陷的方法。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 二、 超聲波檢測(cè)設(shè)備 2.1、用于混凝土的超聲波檢測(cè)儀分為下列兩類： 模擬式:接收信號(hào)為連續(xù)模擬量,可由時(shí)域波形信號(hào)測(cè)讀聲學(xué)參數(shù)。 數(shù)字式:接收信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散數(shù)字量,具有采集、儲(chǔ)存數(shù)字信號(hào)、測(cè)讀聲學(xué)參數(shù)和對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的智能化功能。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 2.2、超聲波檢

3、測(cè)儀應(yīng)滿足下列要求： 具有波形清晰、顯示穩(wěn)定的示波裝置； 聲時(shí)最小分度為 0.1s； 具有最小分度為1dB的衰減系統(tǒng)； 接收放大器頻響范圍10500kHz，總增益不小80dB，接收靈敏度(在信噪比為3:1時(shí))不大于50V； 電源電壓波動(dòng)范圍在標(biāo)稱值10的情況下能正常工作； 連續(xù)正常工作時(shí)間不少于4h；超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 2.3、對(duì)于模擬式超聲波檢測(cè)儀還應(yīng)滿足下列要求： 具有手動(dòng)游標(biāo)和自動(dòng)整形兩種聲時(shí)讀數(shù)功能； 數(shù)字顯示穩(wěn)定。聲時(shí)調(diào)節(jié)在2030s范圍，連續(xù)數(shù)字變化不大于0.2s。 2.4、對(duì)于數(shù)字式超聲波檢測(cè)儀還應(yīng)滿足下列要求： 具有手動(dòng)游標(biāo)測(cè)讀和自動(dòng)測(cè)讀

4、方式。當(dāng)自動(dòng)測(cè)讀時(shí)，在同一測(cè)試條件下，1h內(nèi)每隔5min測(cè)讀一次聲時(shí)的差異應(yīng)不大于2個(gè)采樣點(diǎn)； 波形顯示幅度分辨率應(yīng)不低于1/256，并具有可顯示、存儲(chǔ)和輸出打印數(shù)字化波形的功能，波形最大存儲(chǔ)長(zhǎng)度不宜小于4k bytes； 自動(dòng)測(cè)讀方式下，在顯示的波形上應(yīng)有光標(biāo)指示聲時(shí)、波幅的測(cè)讀位置； 宜具有幅度譜分析功能(FFT功能)。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 2.5、換能器 常用換能器具有厚度振動(dòng)方式和徑向振動(dòng)方式兩種類型可根據(jù)不同測(cè)試需要選用 ； 厚度振動(dòng)式換能器的頻率宜采用20250kHz ； 徑向振動(dòng)式換能器的頻率宜采用2060kHz ；直徑不宜大于32mm； 當(dāng)

5、接收信號(hào)較弱時(shí)，宜選用帶前置放大器的接收換能器； 換能器的實(shí)測(cè)主頻與標(biāo)稱頻率相差應(yīng)不大于 10 ； 對(duì)用于水中的換能器，其水密性應(yīng)在1MPa水壓下不滲漏。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 2.6、超聲波檢測(cè)儀的檢定 2.6.1、超聲儀聲時(shí)計(jì)量檢驗(yàn)，應(yīng)按“時(shí)距” 法測(cè)量空氣聲速的實(shí)測(cè)值Vs(見(jiàn)附錄A)并與按公式(2.6.1) 計(jì)算的空氣聲速標(biāo)準(zhǔn)Vc相比較 二者的相對(duì)誤差應(yīng)不大于0.5。 公式(2.6.1) Vc式中：331.40時(shí)空氣的聲速(m/s)； Vc溫度為Tk度的空氣聲速(m/s)； 2.6.2、超聲儀波幅計(jì)量檢驗(yàn)，可將屏幕顯示的首波幅度調(diào)至一定高度，然后把儀器

6、衰減系統(tǒng)的衰減量增加或減少6dB，此時(shí)屏幕波幅高度應(yīng)降低一半或升高一倍。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 三、檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作與注意事項(xiàng)。 3.1、檢測(cè)前應(yīng)取得下列有關(guān)資料： 工程名稱； 檢測(cè)目的與要求； 混凝土原材料品種和規(guī)格； 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)情況； 構(gòu)件尺寸和配筋施工圖或鋼筋隱蔽圖； 構(gòu)件外觀質(zhì)量及存在的問(wèn)題。 3.2、依據(jù)檢測(cè)要求和測(cè)試操作條件，確定缺陷測(cè)試的部位 (簡(jiǎn)稱測(cè)位)。 3.3、測(cè)位混凝土表面應(yīng)清潔、平整，必要時(shí)可用砂輪磨平或用高強(qiáng)度的快凝砂漿抹平。抹平砂漿必須與混凝土粘結(jié)良好。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 3.4、在滿

7、足首波幅度測(cè)讀精度的條件下，應(yīng)選用較高頻率的換能器 。 3.5、換能器應(yīng)通過(guò)耦合劑與混凝土測(cè)試表面保持緊密結(jié)合， 耦合層不得夾雜泥砂或空氣。 3.6、檢測(cè)時(shí)應(yīng)避免超聲傳播路徑與附近鋼筋軸線平行，如無(wú)法避免，應(yīng)使兩個(gè)換能器連線與該鋼筋的最短距離不小于超聲測(cè)距的1/6。 3.7、檢測(cè)中出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)及時(shí)查找原因，必要時(shí)進(jìn)行復(fù)測(cè)校核或加密測(cè)點(diǎn)補(bǔ)測(cè)。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 四、聲學(xué)參數(shù)測(cè)量 4.1、采用模擬式超聲檢測(cè)儀測(cè)量應(yīng)按下列方法操作： 4.1.1、檢測(cè)之前應(yīng)根據(jù)測(cè)距大小將儀器的發(fā)射電壓調(diào)在某一檔，并以掃描基線不產(chǎn)生明顯噪音干擾為前提，將儀器增益調(diào)至較大位置保

8、持不動(dòng)； 4.1.2、聲時(shí)測(cè)量。應(yīng)將發(fā)射換能器(簡(jiǎn)稱T換能器)和接收換能器 (簡(jiǎn)稱R換能器)分別耦合在測(cè)位中的對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)上。當(dāng)首波幅度過(guò)低時(shí)可用“衰減器”調(diào)節(jié)至便于測(cè)讀。再調(diào)節(jié)游標(biāo)脈沖或掃描延時(shí)，使首波前沿基線彎曲的起始點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)游標(biāo)脈沖前沿，讀取聲時(shí)值ti (讀至0.1s) ； 4.1.3、波幅測(cè)量。應(yīng)在保持換能器良好耦合狀態(tài)下采用下列兩種方法之一進(jìn)行讀?。?刻度法：將衰減器固定在某一衰減位置，在儀器熒光屏上讀取首波幅度的格數(shù)。 衰減值法：采用衰減器將首波調(diào)至一定高度，讀取衰減器上的dB值。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 4.1.4、主頻測(cè)量。應(yīng)先將游標(biāo)脈沖調(diào)至首波前半

9、個(gè)周期的波谷(或波峰)，讀取聲時(shí)值讀取聲時(shí)值 t1 (s)，再將游標(biāo)脈沖調(diào)至相鄰的波谷(或波峰)，讀取聲時(shí)值 t2 (s)，按(公式4.1.4)計(jì)算出該點(diǎn)(第i點(diǎn))第一個(gè)周期波的主頻i(精確至 0.1kHz) 。 公式(4.1.4) ： i1000(t2 t1) 4.1.5、在進(jìn)行聲學(xué)參數(shù)測(cè)量的同時(shí)，應(yīng)注意觀察接收信號(hào)的波形或包絡(luò)線的形狀，必要時(shí)進(jìn)行描繪或拍照。 4.2、采用數(shù)字式超聲檢測(cè)儀測(cè)量應(yīng)按下列方法操作 4.2.1、檢測(cè)之前根據(jù)測(cè)距大小和混凝土外觀質(zhì)量情況，將儀器的發(fā)射電壓、采樣頻率等參數(shù)設(shè)置在某一檔并保持不變。換能器與混凝土測(cè)試表面應(yīng)始終保持良好的耦合狀態(tài)； 4.2.2、聲學(xué)參數(shù)自動(dòng)

10、測(cè)讀：停止采樣后即可自動(dòng)讀取聲時(shí)、波幅、主頻值。當(dāng)聲時(shí)自動(dòng)測(cè)讀光標(biāo)所對(duì)應(yīng)的位置與首波前沿基線彎曲的起始點(diǎn)有差異或者波幅自動(dòng)測(cè)讀光標(biāo)所對(duì)應(yīng)的位置與首波峰頂(或谷底)有差異時(shí)， 應(yīng)重新采樣或改為手動(dòng)游標(biāo)讀數(shù)；超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 4.2.3、聲學(xué)參數(shù)手動(dòng)測(cè)量：先將儀器設(shè)置為手動(dòng)判讀狀態(tài) ，停止采樣后調(diào)節(jié)手動(dòng)聲時(shí)游標(biāo)至首波前沿基線彎曲的起始位置， 同時(shí)調(diào)節(jié)幅度游標(biāo)使其與首波峰頂(或谷底)相切，讀取聲時(shí)和波幅值再將聲時(shí)光標(biāo)分別調(diào)至首波及其相鄰波的波谷(或波峰)，讀取聲時(shí)差值t(s)，取1000/t即為首波的主頻(kHz) 。 4.2.4、波形記錄：對(duì)于有分析價(jià)值的

11、波形，應(yīng)予以存儲(chǔ)。 4.3、混凝土聲時(shí)值應(yīng)按下式計(jì)算： t0i ti t0或t0i ti t00 式中： t0i第i點(diǎn)混凝土聲時(shí)值(s)； ti第i點(diǎn)測(cè)讀聲時(shí)值(s)； t0、 t00第i點(diǎn)混凝土聲時(shí)值(s)； 當(dāng)采用厚度振動(dòng)式換能器時(shí)，t0應(yīng)參照儀器使用說(shuō)明書(shū)的方法測(cè)得；當(dāng)采用徑向振動(dòng)式換能器時(shí)，t00 應(yīng)按附錄B規(guī)定的“時(shí)距”法測(cè)得。 超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 4.4、超聲傳播距離(簡(jiǎn)稱測(cè)距)測(cè)量: 4.4.1、當(dāng)采用厚度振動(dòng)式換能器對(duì)測(cè)時(shí)，宜用鋼卷尺測(cè)量T、R換能器輻射面之間的距離； 4.4.2、當(dāng)采用厚度振動(dòng)式換能器平測(cè)時(shí)，宜用鋼卷尺測(cè)量T、R換能器內(nèi)

12、邊緣之間的距離； 4.4.3、當(dāng)采用徑向振動(dòng)式換能器在鉆孔或預(yù)埋管中檢測(cè)時(shí)，宜用鋼卷尺測(cè)量放置T、R換能器的鉆孔或預(yù)埋管內(nèi)邊緣之間的距離； 4.4.4、測(cè)距的測(cè)量誤差應(yīng)不大于1。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 五、裂縫深度檢測(cè) 5.1、裂縫深度檢測(cè)適用于超聲法檢測(cè)混凝土裂縫的深度。被測(cè)裂縫中不得有積水或泥漿等 。 5.2、單面平測(cè)法： 5.2.1、當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位只有一個(gè)可測(cè)表面，估計(jì)裂縫深度又不大于500mm時(shí)，可采用單面平測(cè)法。平測(cè)時(shí)應(yīng)在裂縫的被測(cè)部位，以不同的測(cè)距，按跨縫和不跨縫布置測(cè)點(diǎn)(布置測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)避開(kāi)鋼筋的影響)進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)步驟為： 不跨縫的聲時(shí)測(cè)量：

13、將T和R換能器置于裂縫附近同一側(cè)，以兩個(gè)換能器內(nèi)邊緣間距()等于100、150、200、250mm分別讀取聲時(shí)值(ti )，繪制 “時(shí)距”坐標(biāo)圖(圖5.2.1-1)或用回歸分析的方法求出聲時(shí)與測(cè)距之間的回歸直線方程：超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) liabti 圖 繞過(guò)裂縫示意圖 圖5.2.1平測(cè)“時(shí)距 ”圖每測(cè)點(diǎn)超聲波實(shí)際傳播距離li為： li la (5.2.1-1)式中： li第i點(diǎn)的超聲波實(shí)際傳播距離(mm)； l第i點(diǎn)的R、T換能器內(nèi)邊緣間距(mm)；超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) a“時(shí)距 ”圖中l(wèi)軸的截距或回歸直線方程的常數(shù)

14、項(xiàng) (mm)。不跨縫平測(cè)的混凝土聲速值為：v (lnl1)/ (tnt1) (km/s)；或v b (km/s)式中l(wèi)n、 l1 第n點(diǎn)和第1點(diǎn)的測(cè)距(mm)； tn 、t1 第n點(diǎn)和第1點(diǎn)讀取的聲時(shí)值(s)； b 回歸系數(shù)。 跨縫的聲時(shí)測(cè)量：如圖(5.2.1-2)所示，將T、R換能器分別置于以裂縫為對(duì)稱的兩側(cè) ， l 取100、150、200mm、分別讀取聲時(shí)值ti同時(shí)觀察首波相位的變化。 0超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn)超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 5.2.3、裂縫深度的確定方法如下： 1、跨縫測(cè)量中，當(dāng)在某測(cè)距發(fā)現(xiàn)首波反相時(shí)，可用

15、該測(cè)距及兩個(gè)相鄰測(cè)距的測(cè)量值按(5.2.2-1)式計(jì)算 值，取此三點(diǎn) 的平均值作為該裂縫的深度值( )； 2、跨縫測(cè)量中如難于發(fā)現(xiàn)首波反相，則以不同測(cè)距按(5.2.2-1)式、 (5.2.2-2)式計(jì)算 及其平均值( )。將各測(cè)距 與 相比較，凡測(cè)距 小于 和大于 ，應(yīng)剔除該組數(shù)據(jù)，然后取余下 的平均值，作為該裂縫的深度值( )。 5.3、雙面斜測(cè)法 5.3.1、當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位具有兩個(gè)相互平行的測(cè)試表面時(shí)， 可采用雙面穿透斜測(cè)法檢測(cè)。測(cè)點(diǎn)布置如圖5.3.1所示， 將T、R換能器分別置于兩測(cè)試表面對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)1、2、3的位置 ，讀取相應(yīng)聲時(shí)值ti、波幅值A(chǔ)i及主頻率i 。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)

16、程CECS 21：2000 培訓(xùn) 5.3.2、裂縫深度判定：當(dāng)T、R換能器的連線通過(guò)裂縫，根據(jù)波幅、聲時(shí)和主頻的突變，可以判定裂縫深度以及是否在所處斷面內(nèi)貫通。 5.4、鉆孔對(duì)測(cè)法 5.4.1、鉆孔對(duì)測(cè)法適用于大體積混凝土，預(yù)計(jì)深度在500mm以上的裂縫檢測(cè)。 5.4.2、被檢測(cè)混凝土應(yīng)允許在裂縫兩側(cè)鉆測(cè)試孔。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 5.4.3、所鉆測(cè)試孔應(yīng)滿足下列要求： 孔徑應(yīng)比所用換能器直徑大510mm； 孔深應(yīng)不小于比裂縫預(yù)計(jì)深度深700mm。經(jīng)測(cè)試如淺于裂縫深度，則應(yīng)加深鉆孔； 對(duì)應(yīng)的兩個(gè)測(cè)試孔(A、B)，必須始終位于裂縫兩側(cè)，其軸線應(yīng)保持平行； 兩

17、個(gè)對(duì)應(yīng)測(cè)試孔的間距宜為2000mm，同一檢測(cè)對(duì)象各對(duì)測(cè)孔間距應(yīng)保持相同； 孔中粉末碎屑應(yīng)清理干凈； 如圖5.4.3(a)所示，宜在裂縫一側(cè)多鉆一個(gè)孔距相同但較淺的孔(C)，通過(guò)B、C兩孔測(cè)試無(wú)裂縫混凝土的聲學(xué)參數(shù)。 5.4.4、裂縫深度檢測(cè)應(yīng)選用頻率為2060kHz的徑向振動(dòng)式換能器。 5.4.5、測(cè)試前應(yīng)先向測(cè)試孔中注滿清水，然后將T、R換能器分別置于裂縫兩側(cè)的對(duì)應(yīng)孔中，以相同高程等間距(100400mm)從上到下同步移動(dòng)，逐點(diǎn)讀取聲時(shí)，波幅和換能器所處的深度，如圖 5.4.3(b)所示。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 5.4. 6、以換能器所處深度 (h) 與對(duì)

18、應(yīng)的波幅值(A)繪制hA坐標(biāo)圖(如圖5.4.6所示) 。隨換能器位置的下移 ，波幅逐漸增大，當(dāng)換能器下移至某一位置后，波幅達(dá)到最大并基本穩(wěn)定，該位置所對(duì)應(yīng)的深度便是裂縫深度值hc。超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 六、不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè) 6.1、適用范圍及測(cè)試區(qū)的要求： 6.1.1、本檢測(cè)方法適用于超聲法檢測(cè)混凝土內(nèi)部不密實(shí)區(qū)、空洞的位置和范圍。 6.1.2、檢測(cè)不密實(shí)區(qū)和空洞時(shí)構(gòu)件的被測(cè)部位應(yīng)滿足下列要求： 被測(cè)部位應(yīng)具有一對(duì)(或兩對(duì))相互平行的測(cè)試面； 測(cè)試范圍除應(yīng)大于有懷疑的區(qū)域外，還應(yīng)有同條件的正?；炷吝M(jìn)行對(duì)比，且對(duì)比測(cè)點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于20。 6.2、測(cè)試方法：

19、 6.2.1、根據(jù)被測(cè)構(gòu)件實(shí)際情況，選擇下列方法之一布置換能器： 當(dāng)構(gòu)件具有兩對(duì)相互平行的測(cè)試面時(shí)，可采用對(duì)測(cè)法。如圖6.2.1-1所示，在測(cè)試部位兩對(duì)相互平行的測(cè)試面上，分別畫(huà)出等間距的網(wǎng)格(網(wǎng)格間距：工業(yè)與民用建筑為100300mm，其它大型結(jié)構(gòu)物可適當(dāng)放寬)并編號(hào)確定對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)位置；超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000 培訓(xùn) 當(dāng)構(gòu)件只有一對(duì)相互平行的測(cè)試面時(shí)，可采用對(duì)測(cè)和斜測(cè)相結(jié)合的方法。如圖6.2.1-2所示，在測(cè)位兩個(gè)相互平行的測(cè)試面上分別畫(huà)出網(wǎng)格線，可在對(duì)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行交叉斜測(cè)； 當(dāng)測(cè)距較大時(shí)，可采用鉆孔或預(yù)埋管測(cè)法。如圖6.2.1-3所示，在測(cè)位預(yù)埋聲測(cè)管或鉆出豎向測(cè)試