水利工程金属结构焊缝无损检测技术研究

引言

在经济持续发展的背景下，水利工程的重要价值不断凸显。作为一项民生性工程，其发挥出了抵御自然灾害的作用，也是我国能源事业以及资源产业发展的助推引擎。但是纵观实际情况可以发现，因为受到环境、生态等多种因素的影响，水利工程建设复杂性不断提升，为了保障工程综合效益，提高工程质量，就需要做好金属结构焊缝的检测工作，选择无损检测技术，提升检测有效性，为水利工程整体质量的提高奠定基础。

1、水利工程金属结构焊缝概述

水利项目中，焊缝属于连接重要金属构件的媒介，其性能与质量直接影响着整个水利工程的安全。这些焊缝被大范围使用在闸门、水轮机等位置，承载着巨大水压、机械负荷与应力影响 [1]。在水利施工中，金属构造长时间处于水下环境中，容易产生腐蚀、磨损等问题，造成焊缝裂痕、气孔等缺陷，这些缺陷的存在不但会拉低结构承载性能，还有可能造成泄漏、断裂等事故，对水利项目的安全性与稳定性造成了影响。由此可见，对焊接做好严格的质量管控是十分关键的，焊缝质量控制涵盖了焊接进程中的工艺管理、焊后热处理等若干个环节。其中，无损检测属于评估焊缝质量的核心一环，经由超声波、磁粉等技术的应用，可以及时发现焊缝内部缺陷，并对其展开定位、定性分析，预防事故出现，保障工程安全 [2]。

2、水利工程金属结构焊缝无损检测技术

2.1 超声波检测技术

该技术主要借助超声波在材料内部传输的特点，经由发射并接取超声波信号，以此来对焊缝的内部展开全方位扫描，最终发现其中潜藏的隐患问题。通过笔者分析研究发现，超声波技术具有较强的灵敏性，可以高效检测出裂纹、气孔等微小的内部隐患。与此同时，超声波技术在实际应用的过程中展现出了速率快的特点，可以迅速完成大范围焊缝检测目标，提升了工作有效性。与射线检测技术相比对来看，超声波技术所需要应用的成本更少，不会对人体和环境造成污染影响，更加满足现代化工程自然环保与安全清洁的标准[3]。在水利项目中，金属结构通常处于复杂的环境中，如水下、高压等，受到多种因素的影响，必然会对焊缝质量造成影响。而在超声波检测技术应用进程中，完全可以适应这些复杂要素，经由调控检测指标与探头类别，可以达成对不同厚度、不同材质的焊缝检测目标。如对于厚度较大管道的焊缝，工作人员可以应用直探头亦或是斜探头展开检测。对于薄壁结构焊缝，工作人员可以应用双晶探头或者聚焦探头进行测验。

2.2 射线检测技术

射线检测属于一种在水利项目无损检测中不可忽略的重要工艺，借助其所具备的特殊优势，在保障水利工程安全性这一方面发挥出了关键作用。射线技术主要借助 X 射线亦或是 γ 射线等穿透焊缝，促使胶片感光或者通过探测设备接取射线信号，最终得到焊缝内部的影像资料，以此展开对缺陷问题的测验与评估。在实际应用的过程中，射线检测技术发挥出了可观优势，其具有良好的直观性和精确性特点，经由获取的影像资料，检测人员可以清楚探查到焊缝内部的细节之处，如气孔、夹渣等，还可以精确确定这些缺陷问题所处部位、大小和状态，这样一来就有效地为焊缝质量评估工作的进行提供了依据。通过直观、明确的影像资料，工作人员可以迅速进行缺陷辨识与类别划分，还可以为后续修复工作的进行提供便利。在水利工程中，金属结构需要承载巨大压力，这就对焊缝的性能有着严苛标准。射线检测技术的应用可以穿越厚壁焊缝，测验出潜藏于内部的缺陷隐患，这是其他技术无法比拟的。但是这一技术在应用过程中也暴露出了一定的缺陷，如成本高昂，需要应用专业设施，并且检测进程中应该严格控制射线剂量，否则会对工作人员的身体和周边环境造成影响。为了保障射线技术的作用可以全面发挥，工作人员可以将其与其他检测技术相配合应用，如超声波检测等，实现优势互补的目标，为水利项目稳定运行奠定基础 [4]。

2.3 磁粉检测技术

磁粉技术的原理就是借助强磁场，促使被检测的焊缝磁化，之后再施加磁粉，经由观察磁粉聚集所形成的痕迹，发现焊缝表层与近表面产生的缺陷问题。通过笔者多年工作经验发现，磁粉技术尤其适合应用在检测裂纹这一方面，特别是细小的表面裂纹，如若焊缝表面产生裂纹问题，裂纹周边将会形成漏磁场，磁粉受到其影响，将会聚集形成可见的磁痕，帮助工作人员指明缺陷问题存在的位置、大小。这一检测技术的应用具有较强灵敏性，可以测验出宽度只为微米级别的细小痕迹。在水利项目中应用磁粉技术，不需要耗费大量时间与人力，整体上来看操作便利高效，检测速率快，成本投入少，并且检测成果直观明确。工作人员只需要依据磁痕的形状和分布特点，初步判断出缺陷问题的性质与严重程度即可。除此以外，磁粉技术对被检测工件的尺寸没有严格要求，可以被应用在检测各类复杂形状的焊缝中。需要提高关注的是，磁粉技术只能检测表层与近表层的缺陷问题，对于内部缺陷而言，磁粉技术无法发挥出可观的作用。并且该技术只能检测铁磁性材料，如低合金钢等，对于非铁磁性材料，磁粉技术无法应用。

2.4 涡流检测技术

该技术是在电磁感应原理基础上衍生形成的，经由检测线圈产生交变磁场，促使被检测焊缝形成涡流，涡流的大小和分布将会受到焊缝内部缺陷问题的影响，最终经由检测线圈的电压亦或是阻抗变化来发现缺陷。这一技术适合应用在检测没有熔合、没有焊透的缺陷中。如若焊缝存在缺陷，将会使得涡流的流动路径产生变化，最终导致检测线圈指标数据变动。工作人员分析这些变化，可以找出缺陷所处部位与性质。在实际应用中，涡流技术展现出了非接触、检测速率快等优势，适合应用在批量化检测工作中。涡流技术的操作便捷高效，检测设备便携带，工作人员可以依据检测信号的幅值、相位等特点，初步评估缺陷问题的性质和严重程度。与此同时，涡流技术还可以达成自动化检测的目标，提升检测精准度。在水利领域持续发展的背景下，涡流技术的应用越发普遍，其可以第一时间发现焊缝表层的裂纹缺陷，为水利项目稳定运行提供保障。为了提升检测成效，还可以将涡流技术和其他技术相结合应用，以此达成对焊缝质量的全方位评估。

3、结束语

综上所述，在水利项目中，金属结构属于整个施工体系的核心与重点，而在金属结构中，焊接是重要内容，必须做好对焊缝性能的控制，合理进行检测，选择恰当科学的无损检测技术，保障焊缝检测精确有效性，提升金属结构质量，保障水利工程安全性与稳定性，促进经济发展。

参考文献：

[1] 吴艳民 , 伍卫平 , 袁政委 . 超声成像技术在阿尔塔什水利枢纽工程金属结构检测中的应用 [J]. 中国设备工程 ,2023,(01):172-174.

[2] 吴春雷, 李令闯, 隋伟, 等.TOFD 检测方法在水利水电工程焊缝检测中的应用 [J]. 水利科学与寒区工程 ,2022,5(11):143-146.

[3] 许旭东 , 袁尧 , 邓彬彬 , 等 . 阵列超声波检测技术在船闸闸门焊缝中的应用分析 [J]. 吉林水利 ,2021,(10):5-8+16.

[4] 艾文波 , 丁鹏 , 黄福钱 , 等 . 水工金属结构插管角焊缝超声相控阵检测 [J]. 水利技术监督 ,2019,(06):42-44.