一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法技术

本发明专利技术公开了一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法，先进行钢管或钢管束混凝土构件表面的清理，去除表面的污垢；随后在钢管或钢管束壁上合理布置测点，然后在测点位置钻取小孔贯穿钢管或钢管束壁。随后采用两个空气耦合超声换能器，分别放置于钢管或钢管束混凝土构件的两侧进行超声波检测；将换能器采集到的超声波信号进行分析和处理，以对钢管或钢管束混凝土构件中混凝土密实度和内部缺陷进行检测。检测完毕后，对小孔进行封堵。本发明专利技术采用微破损检测方法，不需要接触检测，省时省力，安全可靠，操作方便，易于推广应用。易于推广应用。易于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法


[0001]本专利技术涉及一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法，属于工程检测领域。

技术介绍

[0002]钢管或钢管束混凝土作为一种新的建筑结构形式，其在建造使用过程中表现良好。钢管或钢管束混凝土具有强度高、抗震性好、施工便捷、塑性变形大等诸多优点。也正因此，其目前主要作为超高层建筑的主要承重体系，并得到广泛的使用。钢管或钢管束混凝土是将钢材和混凝土两种材料组合，在实际施工过程中将混凝土向钢管内灌注后养护而成，这种制作方法无法保证在钢管内部的混凝土完全均匀，从而导致内部存在密实度缺陷。在施工建设中，由于相应的检测技术滞后于工程应用，并不能对钢管内部混凝土的浇筑质量进行直观、及时、有效地检查。
[0003]目前已开发的针对钢管缺陷检测的方法均在一定程度上存在弊端，不能全面有效的对其缺陷进行检测并保证工程质量。人工敲击法不能定量检测缺陷，因此在实际工程中检测中往往只用于缺陷位置的初步判断。直接钻芯取样法需破坏钢管的结构，无法实现无损检测。表面波法目前处于实验室模型试验阶段，其技术还远未成熟。光纤传感监测法需预埋光纤传感器，布设监测系统，成本高昂。对钢管束混凝土，目前还没有专门的缺陷检测的方法。
[0004]除上述方法以外，超声波法测试设备简单，测试方法简便，成为了目前钢管或钢管束混凝土缺陷检测推荐采用的方法。但目前该方法也存在一定的技术问题。首先，由于超声波传播特性的问题，超声波会出现沿钢管壁传播，或者是绕过缺陷传播的现象，这就无法保证混凝土中缺陷的精确检测。其次，传统的超声波检测方法中需要耦合剂涂抹于换能器或钢管表面，并且换能器需手持按压在钢管表面从而接触钢管，检测过程繁琐，费时费力。
[0005]对于超声波检测法，无论是检测钢管或钢管束混凝土结构中的混凝土密实度，还是混凝土中的裂纹、夹杂等缺陷，都需要超声波可以透过钢管，传播至混凝土中，作用于缺陷区域。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术问题是提供一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法，利用空气耦合超声波检测钢管或钢管束混凝土，确保超声波可以通过混凝土结构，并实现非接触式检测。
[0007]为了解决上述技术问题，专利技术提供了钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法，采用空气耦合超声换能器激发和接收超声波，在钢管或钢管束表面钻取小孔辅助检测。所述空气耦合超声换能器采用一发一收的工作模式，即检测共需要两个空气耦合超声换能器。两个空气耦合超声换能器分别位于所检钢管或钢管束混凝土构件的两侧，即采用透射法进行检测。所述钻孔操作可以使用常用钻孔工具完成，在钢管或钢管束混凝土构件的钢
板上钻孔，对侧钢板的同一位置处也钻小孔。空气耦合超声换能器激发的超声波通过小孔直接作用于混凝土，经过混凝土的超声波也可以经过小孔被空气耦合超声换能器所接收。这样，检测的超声波信号受到钢板的影响较小，其传播时经过整个混凝土层，对接收到的超声波信号进行信号处理和分析，即可检测钢管或钢管束混凝土中混凝土密实度和内部缺陷。
[0008]一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法，具体包括以下步骤：
[0009]步骤1)清理构件表面；对钢管或钢管束混凝土构件表面进行清理工作，避免出现污垢，防止影响检测结果；
[0010]步骤2)布置测点；在钢管或钢管束混凝土构件表面选取测点，以记号示出，方便后续钻孔操作；
[0011]步骤3)钻孔；在测点处钻取小孔，直到钻透钢管或钢管束壁，但不钻到混凝土；
[0012]步骤4)超声波检测；采用空气耦合超声换能器进行检测；
[0013]步骤5)信号处理；对检测到的超声波信号进行数据分析和处理；
[0014]步骤6)补孔；对钢管或钢管束壁上的小孔进行封堵。
[0015]进一步地，步骤2)中，可以网格状分布测点，易出现缺陷的区域可适度提高测点分布密度。
[0016]进一步地，步骤3)中，对于矩形钢管或钢管束混凝土，在一侧的钢管壁上测点钻孔，垂直于厚度方向的对侧钢管或钢管束壁的同轴位置上也要钻孔；对于圆形钢管或钢管束混凝土，在钢管或钢管束壁上测点钻孔之后，在沿构件直径方向的对侧的同轴位置的钢管或钢管束壁上再钻一个孔。
[0017]进一步地，步骤3)中，测点小孔直径3
‑
5mm。
[0018]进一步地，步骤4)中，采用空气耦合超声换能器激发和接收超声波，两个空气耦合超声换能器分别位于所检钢管或钢管束混凝土构件的两侧，采用透射法进行检测。空气耦合超声换能器正对测点位置小孔，空气耦合超声换能器与小孔同轴。
[0019]进一步地，步骤4)中，调整空气耦合超声换能器与钢管或钢管束壁之间的距离，也可以更换不同频率的空气耦合超声换能器，以优化检测结果。
[0020]进一步地，步骤5)中，钢管或钢管束壁上钻取的小孔采用对应大小的螺钉封堵，螺钉拧紧，防止其他物质进入钢管或钢管束混凝土内部。复检时，可取下螺钉，复检完毕后，重新拧紧螺钉。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]1、本专利技术的方法通过在钢管或钢管束壁上钻取小孔，使超声波可以经过小孔直接作用于混凝土结构，可以检测混凝土密实度，甚至使混凝土内部缺陷的检测成为可能。
[0023]2、本专利技术所使用的空气耦合超声换能器，无需使用黄油等耦合剂，检测期间可保证构件外观美观，而且不需要接触检测，省时省力，安全可靠，操作方便，易于推广应用。
[0024]3、本专利技术采用微破损检测方法，对钢管或钢管束混凝土结构安全性能无较大影响，而且，检测后进行小孔封堵操作，避免了应力集中效应的发生，保障了钢管或钢管束混凝土结构安全性能。而且，采用螺钉封堵小孔，如果需要复检，只需拧下螺钉即可，这就便于复检操作。
附图说明
[0025]图1是本专利技术检测流程图；
[0026]图2是本专利技术的钢管或钢管束混凝土检测方法示意图；
[0027]图3是本专利技术的空气耦合超声换能器接收到的经过混凝土的信号；
[0028]图4是本专利技术的圆形钢管混凝土检测方法示意图；
[0029]图5是本专利技术的方形钢管束混凝土检测方法示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0031]参照图1所示，按照以下步骤完成对钢管或钢管束混凝土的检测：清理构件表面，布置测点，钻孔，超声波检测，信号处理，补孔。
[0032]以下通过具体的实施案例进行检测操作的详细描述：
[0033]实施例一
[0034]本专利技术的针对钢管或钢管束混凝土的空气耦合检测方法的一实施例，在经过清理构件和布置测点之后，参照图2所示，在矩形钢管或钢管束混凝土A侧钢管或钢管束壁1上某测点处用手钻钻取一个直径3mm的第一小孔3。之后，在A侧所对的B侧钢管或钢管束壁2上与第一小孔3同轴的位置处也用手钻钻取一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法，其特征在于，采用空气耦合超声换能器激发和接收超声波，在钢管或钢管束表面钻取小孔辅助检测；所述空气耦合超声换能器采用一发一收的工作模式，即检测共需要两个空气耦合超声换能器；两个空气耦合超声换能器分别位于所检钢管或钢管束混凝土构件的两侧，即采用透射法进行检测；空气耦合超声换能器激发的超声波通过小孔直接作用于混凝土，经过混凝土的超声波也经过小孔被空气耦合超声换能器所接收；检测的超声波信号传播时经过整个混凝土层，对接收到的超声波信号进行信号处理和分析，即可检测钢管或钢管束混凝土中混凝土密实度和内部缺陷。2.根据权利要求1所述的一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超声检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1)清理构件表面；对钢管或钢管束混凝土构件表面进行清理工作，避免出现污垢，防止影响检测结果；步骤2)布置测点；在钢管或钢管束混凝土构件表面选取测点，以记号示出，方便后续钻孔操作；步骤3)钻孔；在测点处钻取小孔，直到钻透钢管或钢管束壁，但不钻到混凝土；步骤4)超声波检测；采用空气耦合超声换能器进行检测；步骤5)信号处理；对检测到的超声波信号进行数据分析和处理；步骤6)补孔；对钢管或钢管束壁上的小孔进行封堵。3.根据权利要求2所述的一种钢管或钢管束混凝土空气耦合超...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰成，潘永东，郝路，顾盛，李俊儒，段志浩，
申请(专利权)人：广西壮族自治区建筑科学研究设计院，
类型：发明
国别省市：