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關鍵詞：鐵電材料；電阻抗法；復合材料
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.182
1 壓電材料應用前景
在19世紀80年代，英國物理學家居里兄弟在一次實驗過程中，偶然反現了壓電材料。1881年，物理學家根據熱力學三定律，發現了逆壓電效應。但是在應用研究上并沒有得到實際的應用于進展。直到1954年，美國科學家發現了PbZrO3一PbTiO3固溶體（也稱壓電陶瓷）[1]，這種材料不僅具有優異的壓電性和良好的穩定性，還具有巨大的工程使用價值，使得研制出壓電片成為可能。隨著科學家發現了一種性能更加優異的壓電材料―壓電陶瓷，壓電陶瓷的出現在壓電學的發展中具有劃時代的意義，奠定了壓電材料應用基礎。壓電陶瓷在使用的過程中具有很高的靈敏度。可以實現把微弱的電信號（微弱的振動信號）轉變為相應的位移信號（電信號），這種材料廣泛用于可海上聲納系統、天氣預報、家用電器制造等行業。地震是危害非常大的，而且產生地震的根源位于地球內部深處，所以準_預報出地震發生時間和位置是非常困難的，目前的科學技術是不能夠達到這一水平的，這個問題一直以來困擾著科學家。壓電陶瓷對外界的振動或者壓力是非常敏感的，甚至可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀的振動信號。如果用它作為制造地震儀的基本感應元件，就可以比較靈敏準確檢測地震的強度，指示出地震的方位和距離。隨著科學技術的發展，本人相信壓電元件在地震預測中會發揮重要的作用。
傳統無損檢測技術存在很多缺點：必須提前確定損傷出現的大致位置；要求被測機器停止運行，這不僅降低了生產效率，耗費時間，而且增加了成本。傳統無損檢測技術對于一些大型結構特別是比較復雜的大型結構無法進行檢測等，從而大大限制了其應用范圍。X射線在檢測分層時也受到上述限制；CT照相法對人體有害、操作者必須經過專門培訓；超聲法的信噪比低，不易分辨；微波法對較小缺陷不敏感；超聲C掃描無法識別薄板中的缺陷，檢測效率較低；表面滲透無法檢測復合材料的分層缺陷，這大大限制了該技術的應用；紅外熱波成像受環境溫度、缺陷位置和缺陷性質的影響較大；此時，高的頻率可以限制傳感區域，使損傷對振動信號的影響同遠端邊界條件的影響分開，這就更有利于對關鍵結構的檢測。可以看出與其他傳統的無損檢測技術比較，阻抗分析法無損檢測技術除了具有操作簡便，測量精度高的優點，可以實現微小裂紋的無損檢測。
3 壓電無損檢測技術基本原理及優勢
壓電無損檢測技術在航空航天、紡織業、建筑業等部門有著很大的發展前景[2-4]。該方法利用正、逆壓電效應，通過測量電阻抗參數來實現對結構內部損傷的檢測。圖1給出了壓電-電阻抗無損檢測技術工作原理，將壓電陶瓷片粘貼固定在被測構件上，同時對壓電片施加正弦或者余弦掃描激勵電壓信號，當試驗材料內部出現微小裂紋或者缺陷時，其機械阻抗就跟著發生變化，從而影響附著構件上壓電陶瓷片的電阻抗值的變化對壓電片電阻抗值進行測量，同時將測量的數據與健康的試件測量的阻抗數值進行比較，就能確定試件是否發生損傷或內在安全隱患。
電阻抗（EMI）是壓電效應在結構診斷方面的典型應用[5]。壓電激振電阻抗技術可用于導電復合材料的損傷檢測，也可檢測工件的內部損傷缺陷（裂紋、脫膠、分層和纖維斷裂等）[6，7]。此技術有如下特點： 1.阻抗技術可以實現對大型結構的無損檢測；2.工作的頻率范圍比較寬，對初期損傷非常敏感，可以實現微小裂紋的無損檢測；3.壓電片既作傳感器又作驅動器，提高了傳感器使用效率，節省了成本；4.壓電陶瓷的體積比較小，進行阻抗分析時，對整體結構物理和機械特性不會產生明顯影響，可以實現結構在線測量，提高了生產效率。
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【關鍵詞】無損檢測；混凝土結構；超聲檢測技術
隨著混凝土結構的廣泛使用，其質量檢測和性能評估是目前土木工程界迫切需要解決的問題。由于結構混凝土無損檢測技術能反映結構物中混凝土的強度、均勻性、連續性等各項質量指標，對保證新建工程質量，以及對已建工程的安全性評價等方面具有無可替代的重要作用，因而越來越受到人們的重視。
1 超聲檢測技術概述
超聲法是一種廣泛用于混凝土缺陷探測的方法，混凝土的物理力學性能與超聲波在其中的傳播速度及其他聲學參數有很好的相關性。超聲波的探測精度能滿足缺陷探測要求，但以目前的超聲儀及換能器，當超聲波換能器正對測試時，在混凝土中的最大穿透距離只能達到10m左右，而當換能器錯開一定距離時，穿透距離僅能達到2、3m。顯然超聲波換能器無法滿足長距離探測的要求。采用稀土超磁致伸縮材料制作的超磁致換能器，具有發射功率大、發射頻率高、穿透距離遠、接收信號頻帶寬、重復性好、余振短等優點，能夠同時兼顧到傳播距離及檢測分辨率，是一種理想的長距離探測震源。超磁致換能器發射中心頻率為10-50kHz，處于可聞聲波及超聲波頻段。將超磁致換能器和超聲波換能器發射產生的應力波統稱為聲波。
目前，超聲探傷常用的缺陷分析判斷方法有經驗法、數理統計法、數值判據法和模糊判別法。經驗法，即依據超聲探傷的基本原理判別缺陷。其結果依賴于檢測人員的實踐經驗，漏判和誤判嚴重。數理統計法簡單易行，但是只能對單個聲學參數進行統計意義上的判斷，且物理意義不明確。數值判據法須根據測試值建立合理的物理模型，經適當的數學處理后，找出一個可能存在缺陷的臨界值作為判斷的依據。模糊判別法是計算各聲學參數相對于正常獲異常的隸屬度，然后將各個聲學參數加權平均得到綜合的相對于正常或異常的隸屬度。由于測試分析方法本身的局限性，以上方法仍處于定性或半定量水平，都只對缺陷的定位具有一定精度，而對缺陷的大小、形狀及性質難以給出定量的結果，從而給最終準確評價帶來困難。超聲波的頻率范圍為20kHz至15MHz，超聲發生器則是由產生超聲頻振蕩的電子線路和換能器(傳感器)組成。超聲層析的應用范圍很廣，早在世界二次大戰期間，超聲層析在軍事監測方向就獲得了比較滿意的效果，以后更廣泛地應用于醫學之中；此外，超聲層析在工業無損探傷方面用途也很廣。
2 超聲無損檢測技術在工程中的運用分析
超聲無損檢測屬于彈性波法。在各種無損檢測方法中，超聲無損檢測是當前無損檢測工作中研究最活躍、發展最快的檢測方法。目前，超聲脈沖檢測技術已成為檢測工程結構質量的重要手段之一。其主要優點是有效探測距離長，測試精度高，設備簡單且無污染。
將超聲技術技術應用于混凝土質量檢測中，其理論依據是混凝土的質量與聲速有較好的相關性，首先在被測混凝土結構物某斷面上，將測區劃分成網格，發射換能器在一側某點發射，接收換能器在另一側所有點上接收，使每個網格都有2條以上的測線通過，利用聲時通過反演技術獲得測區各部分的波速分布圖，從而確定缺陷區的位置、尺寸以及缺陷本身的波速，推斷缺陷的類型、強度等。
2.1 超聲無損檢測的基本原理
根據彈性波的運動學和動力學特征，彈性波層析成像方法可以分為兩大類：一是以運動特征為基礎的射線層析成像；二是以動力學特征為基礎的波動方程層析成像。
作為反演聲波穿透的射線層析成象，其基本思想是根據聲波的射線幾何運動學原理，將聲波從發射點到接收點的旅行時間表達成探測區域介質速度參數的線積分，然后通過沿線積分路徑進行反投影來重建介質速度參數的分布圖像。
混凝土聲波CT無損檢測技術就是根據聲波射線的幾何運動學原理，利用最先進的聲渡發射、接收系統，在被檢測塊體的一端發射，在另一端接收，用聲波掃描被檢測體，然后利用計算機反演成像技術，呈現被檢測體各微小單元范圍內的混凝土聲波速度，進而對被檢測體作出質量評價。
2.2 觀測系統布置
根據混凝上結構物的形狀特點，對結構物常用的測線布置方式為：白色點為接收點，黑色點為激發點。理論及實踐都證明，三側激發一側接收，所得反演效果最好。射線密度達到要求。一般檢測過程中測線都采用該方式布置，激發邊和接收邊道間距，1般在20-50cm范圍。在結構物兩端的部份，可適當加密激發點和接收點，以利于增加射線密度。根據結構物的臨空面不同，可采用合適的測線布置。
2.3 觀測系統完備性評價
觀測系統完備是聲波CT結果可靠性的基本保障。觀測系統的完備性是通過單元的射線密度和射線正交性來衡量的。因此，射線密度和射線正交性就成了表征觀測系統完備性的I爵個重要指標，它們是觀測系統可靠性評價的有效方法。為保證聲波CT結果的可靠性和分辨率，要求研究區內每個單元體內的射線超過40條，同時要求每個單元體內通過的射線其交角至少有一組大于60°，其交角的正弦值大于0.87。
2.4 后期成像
所用軟件為TDSoft的《工程CT》，該軟件有模塊化設計、文件格式要求清晰、處理速度快等優點。軟件共有數據輸入、射線追蹤、速度反演三個主模塊和正交性分析一個輔助模塊組成。最后通過網格化、成圖、導出DXF格式等多個步驟的處理，最終得到混凝土聲波CT波速反演圖。
3 結語
無損檢測技術是以無損檢測手段探明被檢測體內部缺陷的有無、大小、位置和性質的專門技術。在工程中，需要根據工程構件材料的性能和工程條件具體選擇恰當的檢測方法。其中，彈性波方法是工程中最為常用的方法之一，特別適合混凝土構件、巖土體等工程問題的無損檢測工作。射線理論和射線方法是研究彈性波傳播理論的重要方面之一，針對不同的工程材料和工程條件探索研究彈性波射線追蹤方法，對于許多工程問題的分析研究具有重要的意義。
參考文獻
關鍵詞：低應變；無損檢測；灌注樁缺陷；難點技術
本論文為四川理工學院大學生創新基金項目《樁基礎低應變無損檢測中缺陷的定位與定量分析研究》（201410622030）結題論文。
文獻標識碼：A；
一、引言
在建筑工程中，人工挖孔灌注鋼筋混凝土樁是一種普遍采用的基礎形式，但在施工中由于施工條件、技術和外界偶然因素的各種影響，導致樁體出現斷樁、頸縮、擴頸、離析、空洞等各種質量缺陷。在現行的各種基樁檢測技術中，低應變無損檢測技術以其檢測方便、費用低廉而成為各類方法的首選[1]，應用廣泛，但同時也存在精度偏低，對于一些特殊缺陷情況容易誤判的情況，本文在總結了大量實踐中的案例后，對檢測中的難點作出了相應的分析。
二、基本原理
在該法中是采用在樁頂用小錘振擊樁頭產生振動波，波在樁體中傳播，遇到各種缺陷或者到達樁底時則會產生一系列反射波，通過設在樁頂的傳感器（采集速度、加速度）來收集到的各類反射波形，通過各類反射波形的變化來分析樁體的密實度并劃分樁體類型。
三、檢測方法
樁基動測儀采用中國科學院武漢巖土力學研究所生產的RSM24FD型樁基動測儀，并備有速度傳感器4個，力錘1個。被檢測樁均被鑿去浮漿及破損部分，露出新鮮密實的混凝土，每根樁布置2-4個檢測點。檢測實施步驟為：力錘敲打樁頂―反射波信號輸入樁基動測儀―在動測儀中設定參數―處理數據―輸出結果―打印結果。
根據基樁檢測規范[2]，依據波形特征，結合樁身砼的等級要求，將工程樁身結構的完整性定性劃分為四類，依次如下：①Ⅰ類樁，樁身完整；②Ⅱ類樁，樁身輕微缺陷；③Ⅲ類樁，樁身明顯缺陷；④Ⅳ類樁，樁身嚴重缺陷。實際上現階段只能做到將樁體完整度大致分為4類樁體，但對于具體缺陷則無法更深入的分辨，本課題在大量工程實踐遇到的病害樁體中，總結出根據波形特點確定各類缺陷的規律，在一定程度上彌補了該技術在此方面的不足。
四、各類缺陷分析
（一） 擴徑樁
樁身中部某處的等效直徑大于規定的直徑就稱為擴徑樁[3]。在大量的工程實踐中，共發現32根具有此類缺陷的樁體，此類樁體的檢測波形曲線，一般在初始階段連續出現密集的2個峰頂，2個波谷，波谷振幅大于波峰的振幅，在2-3個震蕩之后波形迅速耗散，直至為0，見圖1。
（二）縮徑樁
樁身中部某處的等效直徑小于規定的直徑就稱為縮徑樁[4]。在本課題研究中所經歷的大量工程實踐中，共發現28根具有此類缺陷的樁體，樁徑在0.8-1.2m之間。其檢測波形曲線，一般在初始階段連續出現密集的2個峰頂和波谷，波峰和波谷的振幅越來越小，在2-3個震蕩之后波形迅速耗散，直至為0，見圖2。
（三） 空洞
樁身中部某處存在沒有混凝土充填而導致的空白地方就稱為空洞。這可能是由于混凝土振搗功率或振搗時沒充分覆蓋所有區域而造成的，這類缺陷在混凝土灌注樁中存在一定比例，它對于混凝土灌注樁的強度有較大的影響，一定程度上削弱了混凝土灌注樁的承載力。在大量的工程實踐中，共發現30根具有此類缺陷的樁體，見圖3。
（四） 斷樁
樁身中部某處產生混凝土的完全斷裂，或者僅靠鋼筋相連的樁就稱為斷樁。其波形曲線一般出現1個波峰，1個波谷，波形曲線本身無太多震蕩，屬于低頻大信號，見圖4。在大量的工程實踐中，共發現19根具有此類缺陷的樁體。
（五） 離析
樁身中部某處的混凝土出現粗細顆粒和水分的分層，造成局部混凝土的密度偏低，稱為離析。其波形曲線一般出現3個波峰，且其波峰峰頂呈逐漸下降的趨勢，波峰之間的時間間隔大致相等，見圖5。在大量的工程實踐中，共發現36根具有此類缺陷的樁體。
四、 其他因素分析
實際上，在對波形曲線的形狀進行分析判定時應結合地質資料和施工紀錄等相關的資料進行綜合分析。應力波在傳播過程中不僅受到樁體自身阻抗變化的影響，還會受到樁周地質情況改變的影響[5]。比如當樁體從硬土層穿越到軟土層時，此時應力波會產生出類似縮徑情況的曲線，這樣就可能造成誤判，導致合格樁被挖出重新施工，造成經濟損失。其他的如土層中分布有地下水也會增大誤判可能[6]。因此在對整個低應變檢測技術的缺陷排查中，除了對波形曲線本身的特征進行分析以外，在后續研究中還要著重對地質情況影響波形曲線的狀況進行深入研究。
五、 結束語
事實上采用低應變檢測技術方便實用外但精度較低，容易誤判，對具體的缺陷還需要采用其他方法來輔助分析，才能對一些具體缺陷有更準確的判斷，從而增加該方法的適用性和準確性。
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關鍵詞：計算機視覺技術；C# ；；作物無損檢測；軟件設計
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）15-3640-03
數字農業和農業物聯網技術作為現代農業最前沿的發展領域之一，是當今世界發展農業信息化，實現農業可持續發展的關鍵和核心技術。數字農業要求快速、實時、準確和定位化的獲取植物生長信息，而農業物聯網技術要求植物信息可實時動態感知，顯然，傳統的實驗室測量分析和信息獲取方法已經不能滿足數字農業和農業物聯網技術的發展要求。因此，研究和開發植物生命信息快速無損檢測技術和傳感儀器等軟硬件平臺已經成為現代農業承待解決的關鍵問題[1]。
目前，國內在作物無損檢測方面的研究儀器主要是依賴進口，而相應的軟件也是伴隨著儀器而購買。此類軟件，一般價格昂貴，而且在自主研究平臺中，因為無法取得源代碼而無法使用或升級，從而出現研究瓶頸。在各類無損化檢測技術中，隨著計算機視覺技術越來越廣泛的應用，對應的軟件系統的開發迫在眉睫[2]。
正是基于這樣的背景，我們通過對目前應用比較廣泛的C#進行研究，利用C#強大的數據處理能力和良好的用戶界面開發，并結合強大的圖像處理能力，進行作物實時檢測軟件平臺的自主設計與開發。
1 計算機視覺技術簡介
計算機視覺也稱機器視覺，是采用攝像機或者數碼相機將被檢測圖像轉化為數字信號，再采用先進的計算機軟件技術對圖像信號進行處理，從而得到所需要的各種目標圖像特征值。并由此實現模式識別，坐標計算等功能。然后再根據其結果輸出數據，發出指令，再配合執行機構完成好壞篩選，位置調整，數據統計等自動化流程。與人工視覺相比較，計算機視覺的最大的優點是快速、精確、可靠，以及數字化。
隨著數字農業和農業物聯網技術的發展，計算機視覺技術將越來越廣泛的應用于農業生產中，而構成計算機視覺系統的軟件系統是整個計算機視覺系統的靈魂。隨著硬件技術的不斷發展完善，計算機視覺系統其功能是否強大，可以說完全取決于軟件系統的能力。
2 軟件系統設計
2.1 C#與
C#是由微軟公司開發的一種面向對象的新型編程語言，它是從C和C++ 中派生出來的，保留了C/C++原有的強大功能，并且繼承了C/C++的靈活性。同時由于是MicroSoft公司的產品，它又同Visual Basic一樣具有簡單的語法結構和高效的開發能力，可以使程序員快速的編寫出基于.NET平臺的應用程序。
一個基于C#框架，專門為C#開發者和研究者設計和開發的，這個框架提供了豐富的類庫資源，包括圖像處理，神經網絡，模糊系統，遺傳算法，人工智能和機器人控制等領域。該框架架構合理，易于擴展，涉及多個較前沿的技術模塊，為相關開發人員或科研人員的工作提供了極大的便利。本系統就是采用C#程序設計語言，通過調用該框架來實現作物無損檢查系統的開發。
2.2 系統設計與實現
本軟件系統是在數碼相機拍攝的作物圖像的基礎上，采用圖像處理方法進行特征提取與分析，從而實現作物的無損檢測。主要分為圖像輸入，圖像預處理，特征提取，特征分析幾個模塊。
1） 圖像輸入
將要分析處理的圖像讀取到系統中來，為后面圖像處理作準備。C#提供了三個最重要的圖像處理類，即Bitmap類、BitmapData類和Graphics類。三種圖像處理的方法，即提取像素法、內存法和指針法。從執行效率和實現難度綜合考慮，本系統的開發采用內存法。
2） 圖像預處理
圖像預處理主要包括圖像的大小調整，形態矯正，平滑和去噪等，以降低環境對拍攝照片造成的不利影響。提供了多個類，可以對圖像進行平滑去噪等操作，本系統中采用了中值濾波算方法，對應中的Median類。
3） 特征提取
特征提取分析，是整個系統的核心所在，需要選取合適的圖像分割算法，對圖像進行處理，提取目標區域，為特征分析作準備。在本系統中采用了閾值分割技術，因為這種算法相對來說比較直接并且易于實現。
采用閾值分割技術，首先，必需確定一個閾值作為圖像分割的閾值，在本系統中，采用自適應閾值法，由用戶在軟件的操作過程中進行設定，并且可以根據需要進行調整。然后，根據這個閾值對圖像進行分割，并將其轉化為二值圖，如圖（b）所示。從圖中我們可以看到二值圖像中存在大量的小孔，這種太小的孔洞對我們進行圖像分析沒有實際意義，并且會干擾結果的正確性，因此我們需要采用腐蝕和膨脹的形態學方法來進行填充孔洞，結果如圖（C）所示。最后，我們需要根據需要提取目標區，涉及到連通區域的提取問題。最后，輸出結果。
4） 特征分析
對圖像分割結果進行分析，用于指導生產實踐。我們可以對通過圖像處理得到的目標區域進行分析，比如可以根據葉片顏色的變化判斷葉綠素含量，進而推算出作物的營養狀況，根據色素區域的大小計算出葉面積，根據不同區域的形狀、大小判斷病蟲害等。
3 實驗結果及分析
軟件運行后主界面如圖3所示。
為驗證本系統的有效性，我們通過設定不同的閾值進行圖像分割，并跟photoshop cs4軟件中魔棒的工具作對比，來提取圖片中的目標區域。測試圖片大小為800px×610px，取特征點坐標P（310，70），該點的RGB值為（29，92，0），獲取目標區域的總像素和綠色分量平均值，數據如表1所示。
從上述表中我們可以看出，本軟件在圖像處理目標區域的提取方面，提取到的目標區域較photoshop 提取的小，綠色分量平均值較photoshop更接近特征點數值，由此看出用本軟件做圖像分割準確性更高。
4 結束語與展望
計算機視覺具有非破壞性、快速、高效、信息量大等特點，目前已在主要的農作物和經濟作物的養分診斷，植物病蟲害的快速檢測及預警預報等方面有了廣泛應用，取得了較好的效果。隨著計算機視覺技術和圖像處理技術的發展，計算機視覺技術將更多的應用于植物長勢預測、產量估計等方面。
通過本次研究，開發了一個交互界面良好的色素分量檢測系統，能對圖像在RGB分量上實現閾值分割，并實現目標區域的獲取分析。該文主要提倡一種軟件開發的理念，所設計開發的軟件的針對性較強，還存在著很多的局限和不足，要作為計算機視覺類的通用軟件，系統的穩定性和功能都還有待進一步提升。
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【關鍵詞】回彈法；超聲法；超聲回彈綜合法
1 超聲回彈綜合法測強的基本原理
超聲回彈綜合法是指采用混凝土超聲波檢測儀和混凝土回彈儀在結構混凝土同一測區分別測量聲速值v(在混凝土中，超聲脈沖單位時間內的傳播速度)及回彈值R，根據混凝土強度與表面硬度以及超聲脈沖在混凝土中傳播的規律之間的相關關系推定混凝土強度等級的一種檢測方法。其檢測原理是[1]:超聲儀發出的聲脈沖傳入混凝土介質中。由于聲波在混凝土中的傳播速度能反映混凝土的密實度,而混凝土的密實度又與混凝土的強度有關,因而超聲波在混凝土中的聲速與混凝土的強度之間存在相關關系。混凝土越密實,聲波在混凝土中的傳播時間越短,聲速越大,混凝土強度就越高;反之,混凝土越疏松,聲波在混凝土中的傳播時間越長,聲速越小,混凝土強度也就越低。因此可以通過測定聲波在混凝土中的傳播速度來推定混凝土的強度[2]。
2 超聲回彈綜合法測強的優點。
與單一的回彈法和超聲法相比，超聲回彈綜合法具的獨特的優點：
2.1 減少了齡期和含水率的影響。聲速值除了受混凝土骨料的影響外還受混凝土齡期和含水率的影響，而回彈值除受表面狀態的影響外也受混凝土齡期和含水率的影響，但齡期和含水率對二者的影響有著本質的區別國，混凝土含水率高，超聲波的超速就高，而回彈值則偏低凝土齡期越長，聲速的增長率會下降，而回彈值反而會因碳化深度增大而提高。因此二者結合起來測定混凝土強度就可以減少齡期和含水率的影響。
2.2 彌補相互不足。采用超聲回彈綜合法檢測混凝土構件強度，既可以內外結合，又難能使較高和較低的強度之間相互彌補，能夠全面的反映結構混凝土構件的實際質量。
2.3 有效的提高了測試精度。單一的回彈法和超聲波檢測會受到多種因素的影響，而綜合法能夠減少一些因素的干擾，比較全面的反映整體混凝土構件的質量，所以對提高混凝土無損檢測的質量具有明顯的效果。
3 超聲回彈綜合法的技術要求。
3.1 抽樣方法與測區布置。單個構件檢測時，應該在構件上均勻布置測區，每個構件上測區數量不應該少于10個，按批抽樣檢測時，按混凝土齡期和混凝土設計強度等級不國而化分檢測批，構件抽樣數量不少于構件數量的30％，且不應少于10件。測試面應清潔平整、干燥，不應有接縫、施工縫、飾面層、浮漿和油垢，并應避開蜂窩和麻面部位。必要時可用砂輪片清除雜物和磨平不平整處，并擦凈殘留粉塵。蜂窩麻面對回彈值和聲速值都有著極大的影響，我們曾經對海景花園的30個構件做過一次測試，其中15個構件表面不平整，另外15個構件經過表面打磨平整后測試，結果經計算統計，最終強度推定值相差28.5％，因此選擇平整干燥表面對超聲回彈綜合法的技術要求很重要。
3.2 回彈測試的技術要求也很嚴格，要先進行回彈測試后進行超聲測試，回彈儀要與墻面成90度角，垂直彈擊待測面，均勻用力，同一測點只能彈擊一次；超聲測試時，換能器輻射面應通過耦合劑與混凝土表面良好耦合，測試面應清潔平整、干燥，不應有接縫、施工縫、飾面層、浮漿和油垢，并應避開蜂窩和麻面部位。超聲測試分為對測法、平測法和角測法，檢測混凝土構件最常用的方法是對側法，采用此法時，兩個換能器的軸線一定保持在同一直線上。當結構或構件被測部位只有兩個相鄰表面可提供時，可采用角測方法測量混凝土中的聲速。因平測法只能反映淺層混凝土的質量，所以厚度較大的板式結構一般不宜采用平測法。
4 超聲回彈綜合法的主要影響因素
超聲回彈綜合法檢測混凝土構件強度是利用混凝土回彈值、超聲聲速值等物理量簡接推定混凝土強度，而混凝土又是一種多項復合材料，其各種性能必然受外界和各種因素的影響，超聲測強的影響因素很多，針對幾種主要的影響因素，我們也做了大量的實驗研究。
4.1 摻加礦物細料的影響。隨著房地產業的發展，對混凝土強度、性能的要求也越來越高,配制高強或高性能混凝土的主要方法之一就是摻加礦物細料,摻加硅灰配制高強混凝土已經是很成熟的方法。試驗證明，硅灰能提高超聲聲速值,主要原因在于硅灰顆粒細小,僅是水泥顆粒直的1/100,具有高度的分散性,可以充分地填充在水化水泥顆粒之間,提高漿體硬化后的密實度。
4.2 配合比的影響。配合比不同,超聲聲速存在顯著的差異,各種材料相同的混凝土,由于配合比的不同,如粗骨料偏多的混凝土,超聲波傳播的速度就要比粗骨料含量少的混凝土傳播快,水灰比W/C大的混凝土,由于水分蒸發較多,孔隙多,使聲速偏低;相反,W/C小的混凝土,內部密實,水分蒸發后留下的孔隙少,超聲波傳播速度快。
4.3 齡期的影響。在早齡期的混凝土中,聲速值的增加大于混凝土強度的增加,隨著齡期增加,聲速的增加要小于強度的增加。
4.4 結構構件中鋼筋的影響。研究表明，超聲波在鋼筋中的傳播速度比在混凝土中高1.2倍~1.9倍,因此,在檢測含有鋼筋的混凝土構件時,所得的超聲聲速值偏大,應根據情況進行修正。
4.5 混凝土的缺陷與損傷。如果混凝土中含有裂縫,就不能用超聲波檢測混凝土強度,在檢測時,應結合首波形狀提高準確度,如果首波形狀發生改變,說明混凝土內部存在缺陷,此時就不應繼續使用超聲聲速換算混凝土強度。
5 超聲回彈綜合法的發展。
我國在1976年引進這種方法，之后根據我國具體情況進行了大量試驗。在研究、分析、綜合的基礎上，于1988年頒布了《超聲回彈綜合法測試混凝土強度技術規程》(CECS02:88)，為這種方法在我國工程界的廣泛使用奠定了基礎，于2005年制訂了《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》(CECS02:2005)，使得超聲回彈綜合法檢測混凝土強度更加完善[3]。
6 結束語：
總之，超聲回彈綜合法是目前混凝土結構工程中最為常用的一種無損檢測技術, 但是因為檢測環境太復雜，影響因素之多使得這項檢測技術還是存在著諸多缺陷。隨著人們對建筑質量要求的關注，這種檢測技術也有待進一步完善。
參考文獻：
[1]超聲波傳感器在混凝土無損檢測系統中的應用研究傳感技術學報第21卷 第7期 朱建林
[2]結構混凝土現場檢測技術 湖南大學出版社
[3]超聲回彈綜合法檢測混凝土強度試驗研究李波 西安科技大學碩士學位論文
作者簡介：
關鍵詞：焊接z驗；教學實踐；教學改革
一、焊接檢驗課程發展
焊接結構件在現代科學技術和生產中得到廣泛運用，因此我校將其作為焊接專業學生最主要的專業課之一，這樣做的目的是讓焊接專業的學生在熟練掌握各種焊接缺陷的特征及分布的基礎上，能夠熟練掌握各種常見無損檢測方法，以及其基本原理、設備操作步驟、檢測設備使用、維護和檢測結果的基本評定。該課程的任務是：通過系統地學習焊接檢驗課程，讓學生掌握各種焊接檢驗方法的基本原理以及適用范圍，具備獨立完成焊接檢驗的能力。焊接檢驗課程概念繁多、專業術語使用頻繁，檢測步驟和實際生產緊密結合，焊接檢測參數的選擇、焊接檢測的操作過程以及焊接檢測結果的評定等各個環節都和焊接實踐經驗息息相關。所以說焊接檢驗是實踐性強的一門課程。
1.焊接檢驗的意義
眾所周知，焊接的結構件在當代科學中占有極其重要的作用，隨著鍋爐、化工機械、原子能工程和航空航天工程向著高參數、大型化方向發展，焊接工作條件日益嚴苛復雜，我們必須提高焊接結構件的質量。但是焊接接頭成分性能不均勻，其應力分布復雜多變，在生產過程中很難將缺陷完全排除，更不能排斥生產的產品在服役過程在不出現新的缺陷，所以我們需要更為先進的焊接檢驗技術。
2.焊接檢驗主要作用
一是確保焊接結構件在生產制造時的質量，確保其安全運行，避免廢品出廠。使用過程中的實時監測可以確保其在服役壽命內不發生破損。二是改善焊接技術可以提升產品質量。通過檢測，不斷優化焊接參數和焊接工藝，使得焊縫達到規定的等級要求。三是降低生產成本。進行有效的安全評定，避免出現產品最后報廢的情況，很大程度上節約成本，減少企業經濟損失。四是在焊接檢驗的質量保證下，使得焊接技術的應用更為廣泛。
3.焊接檢驗的分類
破壞性試驗包括拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗、硬度試驗、壓扁試驗、疲勞試驗；非破壞性試驗包括吹氣試驗、水壓試驗、氣壓試驗、氣密性試驗、載水試驗、氨滲漏試驗、煤油試驗、沉水試驗，其中無損探傷可分為滲透探傷、射線探傷、磁粉探傷、超聲波探傷和渦流探傷。
二、焊接檢驗課程教學與改革
1.課程目的及要求
課程目的：通過焊接檢驗課程學習，使學生熟練掌握焊接檢驗基本知識，能夠獨立完成最基本的焊接檢驗操作。
課程要求：要求學生熟練掌握焊接檢驗方法的基本原理和適用范圍；掌握正確選用實驗設備和儀器，以及具體的操作技能；了解相關檢驗標準，能夠識別缺陷，同時能夠正確擬制焊接檢驗工藝；掌握評定焊縫質量等級的方法，可以自主進行焊縫質量分析，同時改進焊接技術，從而全面提升產品質量。
2.焊接檢驗課程教學過程中存在的問題
一是課程安排的較晚。和其他專業課相比，焊接檢驗的排課在所有專業課的后面，使得學生對于焊接檢驗這門課程的重要性認識不到位，大多數學生缺乏對相關知識的了解，對于焊接檢驗也很陌生，平時接觸焊接檢驗較少，甚至對于焊接檢驗的認識還停留在靠肉眼觀察的方法上。
二是實驗條件相對簡陋。焊接檢驗中無損檢驗設備的價格相對昂貴，實驗室購買數量有限，相關從事的教師數量偏少，所以開展這門課程的高校就相對偏少，造成人才嚴重短缺。
三是對于操作技能熟練程度要求較高。平時的課程以課本教學為主，實驗課較少，親自操作的機會不多，加之學生數量多，每個人平均下來的操作時間很少，所以很難滿足學生實際操作的需求。
3.教學內容和教學方法上的改革和突破
（1）教學內容改革
教學內容能否做到與時俱進，是影響一個專業或者相關研究方向能否持續健康穩定發展的重要因素，所以焊接檢驗教學人員必須對原有焊接檢驗方法及技術進行及時更新。對無損檢測而言，五大常規無損檢測方法（滲透、磁粉、超聲波、渦流、和射線）最為常見，這都是非常成熟的檢驗方法，但是隨著無損檢測技術的發展，我們對檢驗的要求也不斷提高。原有的常規焊接檢測方法，急需在現有的理論基礎上進行更新，進而衍生出新的焊接檢驗方法。所以教學內容應該做到與時俱進，不能只局限于原有的常規方法，還需要將新的焊接檢驗方法、理論教給學生。除了向學生傳授最新的無損檢測方法外，我們還應該避免原先單一的理論授課方法，無損檢測是一種摸不到、看不見的檢驗方法，需要注重理論和實踐相結合。這就要求教師具備較強的專業素養，在講授理論知識的同時結合相應的焊接檢驗示意圖、動畫顯示、實例分析，通過更加生動的授課方式提高學生的學習效果。
教師應當更加注重啟發式教學，以往滿堂灌的教學模式更加注重對教材內容的講解，往往導致學生學習被動，上課容易走神，課堂效率低，教學效果較差。而啟發式教學可以使課堂教學從傳統的單向教學變為雙向共同的學習交流，促進學生勤動腦多思考，讓學生通過歸納、總結、比較，得出全新結果。在學生深思熟慮后，采用啟發式的教學方法介紹學習內容會使學生對知識的理解更加深入，記憶更加深刻。這也充分體現了學校教學中以“教師為主導，學生為主體”的基本原則。
同時，可配合多媒體教學，采用現代化的教學手段解決相對有限的教學時間與相對豐富的教學內容這一矛盾。但是在多媒體教學過程中，容易出現學生整節課像在看電影的現象，教師成了放映員而不是傳道授業解惑。教學課件一放而過，學生對知識的印象不深刻。所以教師必須把控講課節奏，運用循序漸進的講學規律，再結合板書，對教學內容一步步講解，并給學生一定的時間進行獨立思考，同時增加課堂互動討論環節。多媒體只是一種工具，但它不是萬能的，教師應該牢牢把握主導作用，不能完全依賴于多媒體。將多媒體教學和傳統的教學法相結合能夠更好地進行課程教學。
（2）教學方法改革
一是提升學生的學習興趣，密切注意理論聯系實際。一味地講述課本上的知識是枯燥無味的，在講課中可以加入實際例子，在具體的事例中進行教學，充分調動學生的主觀能動性，激發他們學習的興趣，促進他們思維發展。
二是升華教學內容，緊抓重點。講課應該避免泛泛而談，形式化的講課方式內容空洞。教師在上課之前要熟悉講課內容，理清當堂課的重點是什么，把握知識框架結構，重點知識重點講解，使教學內容具有相當的深度和廣度。
三是注重學生動手能力培養。在焊接檢驗這門課程中，動手實踐顯得極其重要。通過焊接檢驗實踐教學，一方面培養學生熟練靈活地運用相關知識、獨立分析并解決問題的能力，同時鍛煉了動手能力、獨立思考問題的能力，為今后的工作、發展打下扎實基礎。另一方面，也有利于培養學生樹立科學的實踐觀和形成嚴謹的工作作風，這能夠讓學生明白學術上嚴謹的作風是取得事業成功的關鍵。實驗操作上的嚴格要求是學生學有所成的重要保證。
四是運用靈活的考查方式。學生成績的給定可以靈活多變，尤其是在焊接檢驗這門實踐性很強的課程中。書面考試的成績可以反映學生的理論學習情況，但動手能力的考核也尤為重要。為了避免學生在期末前突擊，死記硬背應付考試，可以增加考核的內容，一方面增加期中考核以及平時成績的給定，同時增加論文心得的考核項目。另一方面，增加動手實踐的成績比重，讓實驗的分數占相當一部分比重。
三、實踐教學改革
焊接檢驗課程實用性強，我們也需要同時注重企業調研、現場測試觀察等實踐教學環節。相應增加焊接檢驗實踐教學的n時數，開設綜合性以及探究性實踐探索課程，引導、激勵學生去參加科研項目和創新課題。這將促使學生把知識與實際應用相結合，不斷提高學生的學術素養和科研能力。
1.實驗室現場教學
在無損探傷的實驗課上，可以進入探傷實驗室，在確保實驗安全的條件下進行相應實驗，讓學生親自加入動手學習中，完成相關的學習任務，培養實踐能力和創新能力。
2.加強與企業的合作
企業在焊接檢驗方面的需求日益增大，焊接檢驗的實踐教學環節以調動學生積極性為核心，以提升實踐能力為主體。學生進入企業并進行相關的實習工作，運用自己所學的知識，結合現場的實際情況做出分析判斷，這將顯著提升教學質量，對學生將來的發展起至關重要的作用。
3.“就業導向，項目驅動”的教學模式
學生在校學習的主要目的是畢業后有能力找到適合自己的工作崗位，所以確立就業導向機制，可以使學生更清楚地明白學習目的，因此也就有了學習的動力。在相關教學中，需要培養學生主動提出問題、積極思考問題、尋找方法解決問題的能力，構建專業基礎知識、崗位技能技巧、自主科研能力“三位一體”的課程教學內容體系。以就業為導向提出相應的學習任務，以項目為驅動進一步深化學習能力，力求達到“教學研”相統一。
四、結語
如今的焊接檢驗課程教學及實踐改革的目的是，運用現代科學信息技術和科研成果對焊接檢驗課程體系及內容進行完善和提高。相關教師精心制作多媒體課件，在實際教學過程中引入焊接檢驗技術的應用案例，使學生更好地掌握基本概念、專業知識點和焊接檢驗新技術，并且將課程教學內容與學生的科研創新項目、實踐課題相結合來反哺教學，從整體上提高教學質量。
參考文獻：
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[2]趙熹華.焊接檢驗[M].北京：機械工業出版社，1993.
[3]劉彬.胡慶賢.高等院校焊接專業《無損檢測》教學改革的探索[J].科技創業家，2014（4）：199-21.
【Abstract】Appearance quality control of Titanium alloy welded joints is the important safeguards for reducing the weld line reworking. This paper mainly describes the appearance quality test method of titanium alloy welded joint， and introduces the inspection method and endoscopic examination of the appearance quality and weld geometry.
【關鍵詞】焊接接頭；目視檢驗；焊接檢驗
【Keywords】welded joint； visual inspection ；welding inspection
【中圖分類號】TG407 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0186-02
1 引言
鈦合金焊接接頭的外觀質量檢驗是最大程度減少焊縫返修的第一道屏蔽墻，焊縫返修會大大增大產品的質量成本，經相關統計研究顯示：手工焊返修質量成本等于20倍的無返修情況質量成本，自動焊返修質量成本等于50倍的無返修情況質量成本。減少焊接接頭的返修是降低成本和保證工期的有力措施。焊接接頭的外觀質量檢驗一般在無損檢測和強度試驗之前進行，檢查時應將焊縫表面妨礙檢查的渣皮和飛濺物等清理干凈，檢查的項目包括表面缺陷、焊縫尺寸、幾何形狀等內容。對接焊縫幾何形狀的參數有焊縫寬度、余高、熔深[1]。
2 檢驗人員資質及焊接設備
從事焊接接頭檢驗的人員及焊接設備均應符合行業相關法規及技術要求，檢驗人員用肉眼或其他目視檢測方法借助相關檢驗設備和儀器完成對鈦材焊接接頭表面情況的評價和分析。
3 焊前檢驗
①焊接前母材及坡口處，采用目視檢測及無損檢測進行100%檢測。②操作者在焊接之前應檢查施焊件的坡口質量，用丙酮清理焊縫坡口及焊縫兩側50mm焊縫熱影響區，確保該區域無雜物、油跡及鐵離子污染。焊縫點焊時，點焊處不允許有表面缺陷及氧化現象，并盡量使其外形不要有明顯凸出、凹坑現象。焊絲在使用前應用丙酮擦洗以確保焊絲表面清潔，擦拭后的焊絲放置在專用的焊絲筒中以防止焊絲空氣浮塵中的鐵離子污染。焊工在施焊前，先檢查焊機運行情況，保證焊機運行正常，焊接保護氣體滿足焊接要求[2-3]。③如果零部件在裝配尺寸方面的問題，焊接過程將很難有效地糾正這類偏差，則焊前應考慮焊件的焊后變形情況，提前做反變形處理，以得到符合規范的焊接接頭。
4 焊中檢驗
①產品焊接過程，首先應檢查確認焊接工藝是否滿足要求，包括焊接材料，焊接方法，預熱及層間溫度以及施焊方法的選擇等。②焊接過程中焊接次序的控制應為鈦合金焊接接頭控制的重要內容，對于特殊的、重要的、易產生焊后變形的材料或結構件，應在工藝文件中注明施焊順序，實現對焊接過程的控制及指導焊工操作，保證焊縫質量滿足規范的要求。③焊接過程中最重要的是除了嚴格按照焊接工藝規范進行焊接外，還要嚴格控制焊接過程中的層間溫度，對于鈦合金的焊接，一定要將層間溫度控制在60℃以下，確保焊縫內部質量[2-3]。
5 焊縫質量檢驗
5.1 檢驗標準
具體焊縫檢驗標準嚴格按圖紙要求和合同要求檢驗執行。
5.2 檢驗方式
5.2.1 外觀檢測
鈦材焊接接頭表面顏色的檢驗為焊接接頭檢驗首要控制點。焊接接頭表面呈銀白色、金黃色為合格。藍色、紫色、灰色等其他顏色均為不合格，表面均需要處理或者返修。
5.2.2 焊縫的外觀質量
首先應無焊接變形，工件焊接后一般都會產生變形，如果變形量超過允許值，就會影響使用。再者要控制錯邊量和焊縫余高，不能超過相關標準的允差范圍。鈦合金焊縫表面應無焊渣、飛濺、裂紋、焊瘤、未焊透、咬邊、多余凸面（角焊）、成型不良、錯邊、燒穿、電弧擊傷、塌陷、氣孔、夾渣等肉眼可見缺陷[2-3]。
6 焊縫尺寸檢驗測量方法
焊縫檢驗主要檢驗工具為經過計量合格的鋼卷尺和焊接檢驗尺。下面主要介紹焊接檢驗尺的具體測量方法。焊接檢驗尺主要由主尺、高度尺、咬邊深度尺和多用尺四部分組成。焊接檢驗尺如圖1所示。圖2～圖5主要介紹焊接接頭的焊縫余高p焊后錯邊量p角接接頭焊縫厚度測量等典型焊接接頭幾何尺寸的測量。
寬度測量p焊腳測量p焊縫厚度測量p咬邊深度測量p角度測量p間隙測量等均可用焊縫檢驗尺進行測量，其中焊縫寬度測量亦可采用游標卡尺進行測量。
7 工業視頻內窺鏡在鈦合金焊接接頭中的應用
由于結構原因，有些部位的焊接接頭無法進行直接目視檢測，為了保證焊縫質量，必須借助一些其他手段進行檢測，如工業視頻內窺鏡。如圖5所示為φ25mm鈦管對接焊縫，采用工業視頻內窺鏡對鈦材焊接接頭背部焊縫的檢驗。通過內窺鏡檢測技術實現內部結構和內表面形態檢測，它是a品質量控制最有效的手段之一。在控制鈦合金焊接接頭背部質量及角焊縫的焊接質量起到非常有效的作用 。
8 結語
近年來鈦材在各個行業的作用越來越顯著，鈦制壓力容器及壓力管道廣泛應用于石油、化工、航空航天、核電工程、環保工程、海洋工程等領域，鈦成型焊縫成為其主要構成部分，其外觀質量是保證產品質量的極其重要的內容。對外觀質量不合格的焊縫，應及時進行返修處理，返修后重新進行檢查。論文闡述了鈦焊縫的外觀檢驗方法，為后續的檢測方法提供依據，保證后續工序的順利進行。也希望對同行業相關人員有一定的幫助。
【參考文獻】
【1】全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.鈦制焊接容器[M].北京：中國標準出版社，2002.
【關鍵詞】燃氣管道；腐蝕；檢測技術
中圖分類號：TU996文獻標識碼： A
一、前言
燃氣管道的檢測技術是的防燃氣管道腐蝕的常用外處理手段，主要是用于燃氣管道的腐蝕檢測的項目中。保證管道腐蝕檢測的質量是整個燃氣管道項目管理的重要環節。下文將對燃氣管道的腐蝕和檢測技術進行分析。
二、燃氣管道的腐蝕檢測技術現狀
管道輸送作為燃氣輸送的一種主要方式 ，其在我國的燃氣輸送中得到廣泛的應用 ，據不完全統計 ，我國已建成的石油和天然氣管道已超過 2 萬 km，擬建設的管道也有近萬公里。這么多的管道分布的地域極其廣闊 ，其所敷設的環境也具有十分復雜、位置相對隱蔽的特點 ，管道一旦發生失效破壞將難以被人所發覺 ，導致其泄漏將造成巨大的經濟損失 ，同時還將對人身安全和環境等都造成及其嚴重的破壞。在燃氣管道泄漏事故中很大一部分是由于管道的腐蝕而導致的 ，主要包括管道內腐蝕及管道外腐蝕兩種。其中 ，燃氣管道管外腐蝕是所有導致管道事故中最重要的誘因 ，同時對燃氣管道的破壞也極其嚴重。
三、燃氣管道腐蝕原因分類
金屬腐蝕是金屬與周圍介質發生化學、電化學或物理作用成為金屬化合物而受破壞的一種現象。 作為金屬，燃氣管道的腐蝕可分為電腐蝕和自然腐蝕。電腐蝕是指金屬與電解質因發生電化學反應而產生破壞的現象，往往是由于直流電體和電防腐設備泄漏電流引起的腐蝕。自然腐蝕則是除此之外在自然狀態下產生的腐蝕。
1、電腐蝕
電腐蝕往往表現為縫隙腐蝕和點腐蝕。燃氣管道一般是由螺栓、焊接等方式連接的，在這些連接件或焊接接頭缺陷處可能出現狹窄的縫隙，其縫寬(一般在 0.025~0.1 mm)足以使電解質溶液進入，使縫內金屬與縫外金屬構成短路原電池，并且在縫內發生強烈的局部腐蝕。點腐蝕是指腐蝕集中于金屬表面的局部區域范圍內，并深入到金屬內部的孔狀腐蝕形態，容易導致管道穿孔。
2、自然腐蝕
自然腐蝕包括化學腐蝕、應力腐蝕、細菌腐蝕等。一般會使管道產生均勻的大面積銹斑及腐坑。
四、管道狀態檢測技術及裝備
一般說來,管道安全維護的方式可以分為主動維護、被動維護及全部更換3種川。主動維護即通過定期及不定期的檢測,了解在線管道的受損狀況,作出壽命預測,按安全規范主動而適時采取的維護措施;被動維護即發現泄漏或發生事故以后,立即組織力量趕赴現場搶修、搶換、搶險,以恢復管道運行,阻止事態擴大;全部更換即對于已使用了若干年的管道,為避免發生事故,全部更換成新管道。根據國外的統計，主動維護是管道管理的理想狀維護措施主動維護被動維護全部更換態,而要實現主動維護,管道檢測是其基本前提。傳統的管道在線檢測均采用管外抽樣檢測,即將被測管道按一定抽樣間隔開挖后,以手工接觸法逐點進行檢測。這種方法費工費時,成本高、周期長,由于不能進行全面檢測,故難以保證缺陷不漏檢;而且還不適于檢測公路、鐵路、海洋等區域下的管道,因此用于管內檢測的機器人便應運而生。
管內檢測機器人是在管內極限環境中順利運動的機電一體化裝置,它可以攜帶各種檢測設備同步前進,在操作人員的遠距離控制下完成管道缺陷檢測作業。目前已研制的管道內檢測機器人根據不同的特征可分為很多類型。如按功能可為測厚機器人、測徑機器人、焊接管道機器人等;按行走方式可分為輪式、履帶式、足式、振動式和蠕動式管道機器人等;按檢測手段可將其分為漏磁、超聲波、聲發射、渦流和攝像檢測機器人等;按驅動方式可分為自主驅動機器人和介質差壓驅動機器人等。其中,介質差壓驅動機器人具有實用性好、行走距離長、所需動力源方便、結構緊湊等優點,特別適用于油氣管道的檢測。
然而,在國際上,直到目前管道檢測機器人技術還屬于壟斷技術,美、英、法、德日、挪威等國研制的管道機器人處于世界領先地位,他們的產品已實用化、商品化。但他們的技術嚴密封鎖,處于絕對保密狀態。一般不出售產品和技術,只提供在線檢測服務,收取高昂的服務費用。在國內,管道檢測機器人的研究還處于起步階段,雖然有一些成果,但還有許多問題沒有解決,離工程應用還有不小的距離。因此,必須下大力進行研究,以開發新型的擁有自主知識產權的管道檢測裝備,提升管道檢測技術及手段,使管道檢測及管理規范化,并逐步實現由被動維護向主動維護的轉化。
五、燃氣管道腐蝕的檢測方法
現在的燃氣管道敷設中,埋地鋼制管道的外腐蝕保護一般由絕緣層和陰極保護組成的防護系統來承擔。通過對陰極保護系統進行檢測。可以判斷管道防腐層的損壞程度,從而得到管道受腐蝕的情況。
1 、標準管/地電位法
標準管/地電位法是利用數字萬用表測試接地硫酸銅電極與管道上的 CP 電位, 通過電位的分布,間接評定涂層的質量狀況。這種方法能快速測量管線的陰極保護電位, 但它測試的數據受許多因素的制約, 經常會漏檢和誤判, 而且它不能確定缺陷大小、位置以及防腐保溫層的剝離。
2 、密間歇電位法
此法與標準管/地電位類似,可以說是標準管/地電位的加密測試。該法能測定 CP 系統的效果, 間接反映防腐保溫層狀況, 并能判斷缺陷的嚴重性, 自動采集數據。但此法的測試數據受許多因素的制約, 不能確定缺陷大小、位置以及防腐保溫層的剝離。
3、 直流電壓梯度法
此法在管道上加載直流信號,用測量管道防腐層破損裸漏點和土壤之間存在的電壓梯度, 來判別防腐層的缺陷。該方法能準確地檢測出防腐層的破損位置, 亦可估算缺陷大小, 并通過 IR%判定缺陷的嚴重程度。但該方法在沒有陰極保護的管道上不能使用, 需要大量的原始數據, 對土壤的含水量要求也較高, 同時雜散電流、土壤電阻率等環境因素會引起測量誤差。
4、 電位梯度法
此法在管道加載交流信號。當交變信號經過管道防腐層的破損點處時會流失到土壤中, 因而電流密度隨著遠離破損點的距離而減小, 在破損點的上方形成了一個交流電壓梯度, 通過電壓梯度即接受信號的強弱來判定防腐層的破損點。此法能識別破損點大小, 微小漏點也能測到, 但不能指示缺陷的嚴重程度、CP 效率和防腐層剝離,而且易受外界電流的干擾, 對操作者的技能要求較高, 還經常給出不存在的缺陷信息。同時, 水泥或瀝青地面接地難。
5 、多頻管中電流法
該法用發射機向管道發射某一頻率的信號電流, 管道外防腐層破損或老化處會有電流流失, 管道周圍磁場的強度就會減弱, 通過磁場強度的強弱來判斷缺陷的存在。這種方法可對破損點進行定位, 受地面環境影響較小, 但測量結果不直觀, 不能測量 CP 效率, 不能測量防腐層剝離, 易受外界電流的干擾, 且需預先獲得一些參數, 如管體的電阻、防腐層的電容率等。
6 、變頻- 選頻法
該方法是在管道上加載交流信號, 通過管道上的標樁檢測同一頻率的信號, 同步改變發、收頻率直到接收功率是發射功率的 5%以下即可認為“信號損耗殆盡”, 然后利用兩標樁之間管體長度和直徑、管壁厚度、土壤特性阻抗等有關參數計算標樁之間防腐保溫層的漏電阻。此法測出的是某一段內平均漏電阻, 可評價整條管道防腐層的綜合保護性能, 受地面環境影響較小。但此法不能檢測出具體的破損點位置, 計算結果中人為因素多,誤差大, 尤其是對于公用燃氣管道, 其線傳輸理論模型在管路復雜的情況下難以適應, 不能有效地判斷破損點位置。
六、結束語
總之，在整個城市燃氣管道防腐與檢測的過程中，要重視防腐檢測設計中的每一個環節，預防檢測防腐過程的不徹底的發生，保證防腐檢測設計的規范性，使整個防腐檢測過程質量得到保證。
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【Abstract】In practical work， because of the complex structure and poor working environment， it is difficult to avoid the safety problem of power plant boiler. So， while welding or installation， follow up supervision and control coulde maintain the safe operation of the boiler better. In this paper， the technical measures of boiler safety and supervision and inspection are put forward， and the author hopes to provide the reference for the colleague in the industry.
【關鍵詞】電站鍋爐；安裝；監督檢驗技術
【Keywords】 power plant boiler； installation； supervision and inspection technology
【中圖分類號】TK229 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0049-02
1 引言
發電廠的鍋爐作為電廠的主體設備，其特性、參數、結構等相較于散裝工業鍋爐差別巨大，所以安裝或者監督檢驗工作有著較大的特殊性。采用普通的安裝或者監督檢驗不但將很難達到電廠鍋爐安裝的具體要求。論文主要從電子鍋爐安裝的角度考慮問題，在契合其檢驗技術要求的前提下，尋找一套能適應電站鍋爐安裝和檢查的技術性措施，然后在實踐檢測的前提下形成實效性較好的技術資料。
2 電站鍋爐安裝以及監督的必要性
當前我國很多電站的鍋爐逐步向著大容量和高參數的趨勢發展，這就要求鍋爐的結構更為復雜。原有已經在運行的鍋爐，隨著運行時間的延長，部分問題也能逐漸凸顯出來。故此針對性地對鍋爐進行安裝和檢驗就顯得尤為重要，能保有鍋爐安裝和運行調試的可靠性，從而讓鍋爐能安全運行。
3 電站鍋爐的安裝方法及監督檢測技術探究
3.1 安裝時監督和檢驗方法
3.1.1 現場檢驗安裝
安裝工作開展初期，要求鍋爐內的所有驗收部件都應符合安裝要求。整個安裝過程中，要根據《鍋爐安裝監督檢驗規則》規定，重點關注安裝中的監督與檢驗環節。定期抽查鍋爐內的安裝記錄，抽查的重點集中在鍋筒膨脹指示器質量上，原因是這部分的安裝能更好地保障鍋爐汽水循環，提升鍋爐蒸汽質量[1]。
3.1.2 水壓測試
水壓測試主要是電站鍋爐所有部件都焊接完成以后進行的。開展的水壓試驗需要符合鍋爐的設計要點，更要有著完整和系統化的審批簽字。水壓測試的時候，應選用潔凈的水，不同的材料或者部件，測試用水均要保持恒溫。比如，合金鋼受到原件的影，測試的時候應選用的水溫要高于鋼種脆性轉變的溫度。水壓實驗時，要求監督試驗壓力、保壓的時間、升降壓速度都符合規定，整個過程中工作重點集中在部件表面承壓和焊接縫處的檢查。檢查的主要內容集中在是否出現滲漏、形變和聲音異常的情況，然后檢查壓力消失后鍋爐是否存有殘余變形。
3.1.3 驗收受壓零部件
驗收受壓零部件環節主要是驗收現場零部件。鍋爐的部件受到拆分運輸的影響，多少會受到部分擠壓。所以，檢驗的時候鍋爐部件的外觀檢查也不能被忽略，細致檢查外觀是否遭到過破壞，法蘭等外購件需要詳細的質量報告，然后，適當地抽查其中的合金部分，借助于光譜分析的方式了解合金部件是否符合設計要求。驗收受壓不見得適合，先要重點檢查鍋爐汽包。該檢測內容包含的檢查項目分為如下幾項：抽離部分無損檢測焊縫，檢查焊接的縫隙并對母材的外觀部位做細致的檢查。檢查中如果發現部分零部件制造商發貨時沒有對其進行焊接，或者焊接處分開，如若發現，就要馬上通過熱處理的方式做加固焊接，從而讓焊接質量達到預期標準。
3.2 電站鍋爐安裝技術措施
3.2.1 焊接工藝及關鍵點技術
其關鍵點技術如下：第一，焊接的時候要結合實際工作情況控制好焊接質量，不同的焊接工序要進行不同的控制，對于關鍵性的工序部分，就要在控制點上做嚴格監控；第二，施工現場，要有著嚴格的防雪、防風和防雨措施，若受到異常天氣變化影響，焊接表面出現結冰或者潮濕的情況，就立即禁止焊接；第三，確定焊接邊緣、坡口處的文件，然后質量檢驗人員根據焊接情況進行核對，無誤后簽字確認；第四，焊接的坡口處或者附近的區域，在焊接之前要根據規定清理表面，完成清理以后再進行焊接，避免焊接時情況不當，重新受到污染；第五，控制焊接質量的前提，是要嚴格安裝圖樣、工藝文件或者標準進行焊接，讓焊接檢驗人員進行細致的檢查，以期在確保無誤的情況下在此進行焊接；第六，焊接時點固焊是焊接工作的重點，其實也可以被看成是薄弱的環節，焊接的時候為避免氣孔、焊接不徹底以及裂紋等焊接缺陷的出現，可選用固焊的方式進行焊接。
3.2.2 預防飛灰磨損
鍋爐安全性受到威脅的一項重要因素是飛灰磨損。預防該類磨損，主要是防止嚴重的磨損表面，這能避免局部的飛灰受到煙氣速度加劇出現較為嚴重的磨損情況。另外，要根據材料中含灰的多少判斷煙氣流速。防磨措施分為如下幾點內容：第一，選擇適度的煙氣和流速；第二，降低飛灰的濃度；第三，為避免受熱帶來的飛灰或者煙氣的流速加劇，就要適度應用均流原件，清除煙氣走廊；第四，放大管子直徑，這是合理應用防磨的關鍵，使用順列的方式布置管子；第五，選擇合適的管架支撐，能讓蛇形的受熱管道每個節點都均勻受熱，并讓各個節點間距一致。
3.2.3 電站鍋爐監督檢驗技術
①金相分析技術
金相分析是檢驗電站鍋爐的常用手段之一，主要是使用定量分相學原理，配合計算機使用高精度或者高速度的處理技術來完成電站的鍋爐檢驗，以提升電站鍋爐檢驗的精準程度，這將對鍋爐檢驗有著積極影響。
使用金相分析法需注意以下幾方面的內容：第一，結合電站鍋爐的實際構造狀況，選擇合適的取樣點；第二，由于所選的樣本在大小和形狀上面有著很大的不同，所以，檢驗前期可以使用鑲嵌或者夾持的處理方式，要求取樣的表面平整，若有需要可適度的磨損樣本；第三，取樣中可以細致的對劃痕表面做細致打磨和拋光，從而保證取樣的表面光滑度好；第四，使用顯微鏡進行觀察的時候，要求對取樣的表面做適度的金相腐蝕處理。
②無損檢驗技術
電站鍋爐檢驗中使用無損檢驗技術十分必要，檢驗的時候可以適度的使用聲、點、磁這類物理性質來完成鍋爐檢驗。相較于其他的檢驗技術，無損檢驗的主要優勢是能全面控制鍋爐的使用全過程，通常無損檢驗技術主要是運用射線檢驗、超聲檢驗和磁粉檢驗這三類檢驗方式。
第一，射線檢測。射線檢測主要是檢驗射線使用時對不同的材料或者結構產生的不同衰減，借用不同的方式完成有關射線的捕捉，經由研究做細致的分析，實現檢測。第二，超聲檢測。超聲監控主要是不同的材料交界處受到傳播影響，所承受的反射波或者折射波受到材料結構的影響出現不同的變化，這樣就能根據變化進行檢測。使用的時候，多運用發射探頭給電站鍋爐發出超聲波，鍋爐的爐壁或者其他部件會將超聲反射回來，兩種超聲的對比能加快聲波的速度和強度，從而確定電站鍋爐的檢測狀況，經由數據的整理和分析，得出結果。
4 結語
鍋爐安裝工作是一項較為復雜的工作，期間涉及的廠商和工序都很多，這都將為其安裝和質量增加工作難度。因而，平時從事該項工作的時候，要重視監督和檢驗工作內容，做好及時的工作總結，這是不斷累積自己工作質量和驗檢工作的前提。所以工作中適度的工作總結，通過經驗累積提升檢驗工作的質量和適度，能保證鍋爐設備的高效運行。