超声法检测砼缺陷培训

《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训资料主体结构检测室《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•一、适用范围及名词解释。•1.1、本规程适用于超声法检测混凝土的缺陷。•1.2、缺陷检测系指对混凝土内部空洞和不密实区的位置和范围、裂缝深度、表面损伤层厚度、不同时间浇筑的混凝土结合面质量、灌注桩和钢管混凝土中的缺陷进行检测。•1.3、超声法(超声脉冲法)系指采用带波形显示功能的超声波检测仪，测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度(简称声速)、首波幅度(简称波幅)和接收信号主频率(简称主频)等声学参数,并根据这些参数及其相对变化,判定混凝土中的缺陷情况。•本规程所指的超声法，系采用带波形显示的低频超声波检测仪和频率为20～250kHz的声波换能器，测量混凝土的声速、波幅和主频等声学参数、并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝土缺陷的方法。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•二、超声波检测设备•2.1、用于混凝土的超声波检测仪分为下列两类：•⑴模拟式:接收信号为连续模拟量,可由时域波形信号测读声学参数。•⑵数字式:接收信号转化为离散数字量,具有采集、储存数字信号、测读声学参数和对数字信号处理的智能化功能。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•2.2、超声波检测仪应满足下列要求：•⑴具有波形清晰、显示稳定的示波装置；•⑵声时最小分度为0.1μs；•⑶具有最小分度为1dB的衰减系统；•⑷接收放大器频响范围10～500kHz，总增益不小80dB，接收灵敏度(在信噪比为3:1时)不大于50μV；•⑸电源电压波动范围在标称值±10％的情况下能正常工作；•⑹连续正常工作时间不少于4h；《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•2.3、对于模拟式超声波检测仪还应满足下列要求：•⑴具有手动游标和自动整形两种声时读数功能；•⑵数字显示稳定。声时调节在20～30μs范围，连续数字变化不大于±0.2μs。•2.4、对于数字式超声波检测仪还应满足下列要求：•⑴具有手动游标测读和自动测读方式。当自动测读时，在同一测试条件下，1h内每隔5min测读一次声时的差异应不大于±2个采样点；•⑵波形显示幅度分辨率应不低于1/256，并具有可显示、存储和输出打印数字化波形的功能，波形最大存储长度不宜小于4kbytes；•⑶自动测读方式下，在显示的波形上应有光标指示声时、波幅的测读位置；•⑷宜具有幅度谱分析功能(FFT功能)。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•2.5、换能器•常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型可根据不同测试需要选用；•⑴厚度振动式换能器的频率宜采用20～250kHz；•⑵径向振动式换能器的频率宜采用20～60kHz；直径不宜大于32mm；•⑶当接收信号较弱时，宜选用带前置放大器的接收换能器；•⑷换能器的实测主频与标称频率相差应不大于±10％；•⑸对用于水中的换能器，其水密性应在1MPa水压下不渗漏。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•2.6、超声波检测仪的检定•2.6.1、超声仪声时计量检验，应按“时—距”法测量空气声速的实测值Vs(见附录A)并与按公式(2.6.1)计算的空气声速标准Vc相比较二者的相对误差应不大于±0.5％。•公式(2.6.1)•Vc＝•式中：331.4—0℃时空气的声速(m/s)；•Vc—温度为Tk度的空气声速(m/s)；•2.6.2、超声仪波幅计量检验，可将屏幕显示的首波幅度调至一定高度，然后把仪器衰减系统的衰减量增加或减少6dB，此时屏幕波幅高度应降低一半或升高一倍。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•三、检测前的准备工作与注意事项。•3.1、检测前应取得下列有关资料：•⑴工程名称；•⑵检测目的与要求；•⑶混凝土原材料品种和规格；•⑷混凝土浇筑和养护情况；•⑸构件尺寸和配筋施工图或钢筋隐蔽图；•⑹构件外观质量及存在的问题。•3.2、依据检测要求和测试操作条件，确定缺陷测试的部位(简称测位)。•3.3、测位混凝土表面应清洁、平整，必要时可用砂轮磨平或用高强度的快凝砂浆抹平。抹平砂浆必须与混凝土粘结良好。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•3.4、在满足首波幅度测读精度的条件下，应选用较高频率的换能器。•3.5、换能器应通过耦合剂与混凝土测试表面保持紧密结合，耦合层不得夹杂泥砂或空气。•3.6、检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行，如无法避免，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的1/6。•3.7、检测中出现可疑数据时应及时查找原因，必要时进行复测校核或加密测点补测。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•四、声学参数测量•4.1、采用模拟式超声检测仪测量应按下列方法操作：•4.1.1、检测之前应根据测距大小将仪器的发射电压调在某一档，并以扫描基线不产生明显噪音干扰为前提，将仪器增益调至较大位置保持不动；•4.1.2、声时测量。应将发射换能器(简称T换能器)和接收换能器(简称R换能器)分别耦合在测位中的对应测点上。当首波幅度过低时可用“衰减器”调节至便于测读。再调节游标脉冲或扫描延时，使首波前沿基线弯曲的起始点对准游标脉冲前沿，读取声时值ti(读至0.1μs)；•4.1.3、波幅测量。应在保持换能器良好耦合状态下采用下列两种方法之一进行读取：•⑴刻度法：将衰减器固定在某一衰减位置，在仪器荧光屏上读取首波幅度的格数。•⑵衰减值法：采用衰减器将首波调至一定高度，读取衰减器上的dB值。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•4.1.4、主频测量。应先将游标脉冲调至首波前半个周期的波谷(或波峰)，读取声时值读取声时值t1(μs)，再将游标脉冲调至相邻的波谷(或波峰)，读取声时值t2(μs)，按(公式4.1.4)计算出该点(第i点)第一个周期波的主频ƒi(精确至0.1kHz)。•公式(4.1.4)：ƒi＝1000／(t2－t1)•4.1.5、在进行声学参数测量的同时，应注意观察接收信号的波形或包络线的形状，必要时进行描绘或拍照。•4.2、采用数字式超声检测仪测量应按下列方法操作•4.2.1、检测之前根据测距大小和混凝土外观质量情况，将仪器的发射电压、采样频率等参数设置在某一档并保持不变。换能器与混凝土测试表面应始终保持良好的耦合状态；•4.2.2、声学参数自动测读：停止采样后即可自动读取声时、波幅、主频值。当声时自动测读光标所对应的位置与首波前沿基线弯曲的起始点有差异或者波幅自动测读光标所对应的位置与首波峰顶(或谷底)有差异时，应重新采样或改为手动游标读数；《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•4.2.3、声学参数手动测量：先将仪器设置为手动判读状态，停止采样后调节手动声时游标至首波前沿基线弯曲的起始位置，同时调节幅度游标使其与首波峰顶(或谷底)相切，读取声时和波幅值再将声时光标分别调至首波及其相邻波的波谷(或波峰)，读取声时差值Δt(μs)，取1000/Δt即为首波的主频(kHz)。•4.2.4、波形记录：对于有分析价值的波形，应予以存储。•4.3、混凝土声时值应按下式计算：•t0i＝ti－t0或t0i＝ti－t00•式中：t0i——第i点混凝土声时值(μs)；•ti——第i点测读声时值(μs)；•t0、t00——第i点混凝土声时值(μs)；•当采用厚度振动式换能器时，t0应参照仪器使用说明书的方法测得；当采用径向振动式换能器时，t00应按附录B规定的“时—距”法测得。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•4.4、超声传播距离(简称测距)测量:•4.4.1、当采用厚度振动式换能器对测时，宜用钢卷尺测量T、R换能器辐射面之间的距离；•4.4.2、当采用厚度振动式换能器平测时，宜用钢卷尺测量T、R换能器内边缘之间的距离；•4.4.3、当采用径向振动式换能器在钻孔或预埋管中检测时，宜用钢卷尺测量放置T、R换能器的钻孔或预埋管内边缘之间的距离；•4.4.4、测距的测量误差应不大于±1％。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•五、裂缝深度检测•5.1、裂缝深度检测适用于超声法检测混凝土裂缝的深度。被测裂缝中不得有积水或泥浆等。•5.2、单面平测法：•5.2.1、当结构的裂缝部位只有一个可测表面，估计裂缝深度又不大于500mm时，可采用单面平测法。平测时应在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和不跨缝布置测点(布置测点时应避开钢筋的影响)进行检测，其检测步骤为：⑴不跨缝的声时测量：将T和R换能器置于裂缝附近同一侧，以两个换能器内边缘间距(ι′)等于100、150、200、250mm……分别读取声时值(ti)，绘制“时—距”坐标图(图5.2.1-1)或用回归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程：《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•li＝a＋bti•图绕过裂缝示意图•图5.2.1平测“时—距”图•每测点超声波实际传播距离li为：•li＝l′＋︱a︱(5.2.1-1)•式中：li——第i点的超声波实际传播距离(mm)；•l′——第i点的R、T换能器内边缘间距(mm)；《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•a——“时—距”图中l′轴的截距或回归直线方程的常数项(mm)。•不跨缝平测的混凝土声速值为：•v＝(ln－l1)/(tn－t1)(km/s)；•或v＝b(km/s)•式中ln、l1——第n点和第1点的测距(mm)；•tn、t1——第n点和第1点读取的声时值(μs)；•b——回归系数。•⑵跨缝的声时测量：如图(5.2.1-2)所示，将T、R换能器分别置于以裂缝为对称的两侧，l取100、150、200mm、……分别读取声时值ti同时观察首波相位的变化。•ˊˊˊˊˊ0《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•5.2.2、平测法检测，裂缝深度应按下式计算：《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•5.2.3、裂缝深度的确定方法如下：•1、跨缝测量中，当在某测距发现首波反相时，可用该测距及两个相邻测距的测量值按(5.2.2-1)式计算值，取此三点的平均值作为该裂缝的深度值()；•2、跨缝测量中如难于发现首波反相，则以不同测距按(5.2.2-1)式、(5.2.2-2)式计算及其平均值()。将各测距与相比较，凡测距小于和大于，应剔除该组数据，然后取余下的平均值，作为该裂缝的深度值()。•5.3、双面斜测法•5.3.1、当结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时，可采用双面穿透斜测法检测。测点布置如图5.3.1所示，将T、R换能器分别置于两测试表面对应测点1、2、3……的位置，读取相应声时值ti、波幅值Ai及主频率ƒi。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•5.3.2、裂缝深度判定：当T、R换能器的连线通过裂缝，根据波幅、声时和主频的突变，可以判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯通。•5.4、钻孔对测法•5.4.1、钻孔对测法适用于大体积混凝土，预计深度在500mm以上的裂缝检测。•5.4.2、被检测混凝土应允许在裂缝两侧钻测试孔。《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000培训•5.4.3、所钻测试孔应满足下列要求：•⑴孔径应比所用换能器直径大5～10mm；•⑵孔深应不小于比裂缝预计深度深700mm。经测试如浅于裂缝深度，则应加深钻孔；•⑶对应的两个测试孔(A、B)，必须始终位于裂缝两侧，其轴线应保持平行；•⑷两个对应测试孔的间距宜为2000mm，同一检测对象各对测孔间距应保持相同；•⑸孔中粉末碎屑应清理干净；•⑹如图5.4.3(a)所示，宜在裂缝一侧多钻一个孔距相同但较浅的孔(C)，通过B、C两孔测试无裂缝混凝土的声学参数。•5.4.4、裂缝深度检测应选用频率为20～60kHz的径向振动式换能器。•5.4