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工业内窥镜在水工混凝土检测中的运用研究

黎文富

深圳杰泰科技有限公司

摘要: 水工混凝土一般为大体积混凝土,多年运行后内部结构存在一定的质量问题无法得到有效检测,工业内窥镜作为先进的检查技术,用于检查水工混凝土内部质量,有极高的应用价值,同时也能分析水工混凝土表面的缺损情况,从而达到检测混凝土质量的目的。同时工业内窥镜还可以用于水下混凝土表面质量的检查,配合钻芯法、探地雷达等手段能够保证检测结果的准确度,因此工业内窥镜在建筑工程质量检测中有极好的发展前景。
关键词: 工业内窥镜;水工混凝土;混凝土检测;应用效果
DOI:10.12721/ccn.2023.157197
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工业内窥镜也用于对设备内部实施远距离的目视检查,达到延长眼距并且任意改变视线方向的作用,是一种建筑工程中常用的无损检测手段。水工混凝土由于大体积混凝土,混凝土由于振捣、浇筑等因素的影响容易发生局部疏松、夹渣的问题,从而会损害混凝土整体质量,给工程的施工安全也带来巨大的隐患。混凝土内部质量监测中,常用的技术手段为超声波法和探地雷达法等无损检测技术,根据反射波形或图像来分析混凝土内部质量,利用钻芯法联合工业内窥镜实施水工混凝土的检测,保证检查更加直观、准确、有效。

一、工业内窥镜的类型和操作原理

工业内窥镜包括直杆硬性镜、光纤内窥镜和视频内窥镜三种类型。随着电子技术和成像技术的发展,工业内窥镜设备也得到了不断的发展与完善,目前工业内窥镜已经被广泛应用在飞机维修、锅炉、汽轮机、发电机等设备中,视频技术在内窥镜中应用后从而形成了视频内窥镜,成为了工业内窥镜中最先进的类型。工业内窥镜的摄像头通过检测孔观察构件内部不同的深度,通过外部操作来转动摄像头,准确观察检测中任何一处的实际情况,并且做好检测图像的采集和储存,就可以远距离的完成对水工混凝土内部质量的检查[1]

二、工业内窥镜在工业中的应用

根据要求进行混凝土内部关于振捣不实、分层、疏松、夹渣等质量问题的检测,采用德国沃勒公司生产的VIS550工业内窥镜进行检查。第一,针对某电站溢流坝中的混凝土内部质量实施检查,采用探地雷达先进行溢流坝表面混凝土的检查,然后根据探地雷达探测的图像可初步判断在左4孔溢流面堰顶部位的混凝土内部存在问题,然后利用钻芯法对判断位置实施验证,钻取90cm深度的混凝土芯样,通过混凝土芯样发现混凝土内部存在着振捣不实的情况,将钻孔内的水抽出后,利用工业内窥镜在缺损的位置实施观察并且保存相应的资料,通过检查发现距离混凝土表面40~52cn深度的位置存在着振捣不实、内部脱空的现象,其余部位混凝土较为密实且有少量的气泡[2]。第二,针对某水闸工程中,关于底板与垫层混凝土的连接情况实施检查,混凝土底板厚度为50cm,下层为30cm的厚垫层,利用钻芯法钻入到底板与垫层混凝土的连接面,通过芯样可知连接部位存在着夹渣、分层的情况,钻芯孔中的水抽出后,通过工业内窥镜观察缺损位置并且保存观察到的资料,现场检测可见底板混凝土与垫层混凝土存在着连接不紧密的问题,连接面上有夹渣和分层的情况,夹渣的厚度在15~30mm之间[3]。第三,工业内窥镜在劲性梁柱节点混凝土浇筑密实度的检测方法。待浇筑的劲性梁柱阶段施工完成后,则在混凝土钢筋结构的下方和两侧支设模板,在两侧模板上开孔,两侧模板上每对孔洞与劲性梁柱节点上容易发生密实度不足的部位相对,每对孔洞都可以肉眼直视观察。将劲性梁柱节点上容易出现密实度不足的部位作为观察部位,每个观察部位上都安装一个透明亚克力管,亚克力管的两端都采用透明胶布密封起来,让亚克力管从一侧模板的孔洞中探入,穿过浇筑混凝土结构后从一侧模板的对应孔洞中探出,亚克力管的两端均处于探出两侧模板的状态。在进行混凝土浇筑前,要注意去掉亚力克管道上的透明胶布,将工业内窥镜通过硬质线缆与监控设备连接起来,推动硬质线缆将内窥镜从透明亚力克管的开口端推入到浇筑钢筋结构的中间位置,这个位置也就是第一个检测点。浇筑混凝土的过程中,从上到下观察各部位实施混凝土浇筑密实度的检测:(1)开启观察点的内窥镜,利用硬质线缆旋转控制内窥镜,内窥镜对观察点位置透明亚克力管道情况进行图像资料的捕捉[4]。(2)监控设备显示观察到混凝土上升到观察点位置的透明亚克力管周围并且将亚克力管包裹以后,进行硬质线缆的拉拽或推动,将内窥镜移动到各个观察点上,并且对透明亚克力管其他部位是否被混凝土包住进行观察。(3)处于观察点位置的透明亚克力管在被混凝土包住以后,表示观察部位的混凝土浇筑达到了密实度的要求,就可将内窥镜和亚克力管拔出。(4)重复上述操作,保证所有的观察点都完成对混凝土密实度的检测。

三、工业内窥镜在建筑工程领域中的应用

工业内窥镜作为工程等领域常用的非破坏性目视检测技术,适用于各个范畴的领域。飞机、轮船、汽车、地铁、工业设备的制造和维护中,工业内窥镜都能完成对产品质量的控制或对零部件缺陷的检查,及时消除安全隐患。工业内窥镜用于锅炉、管道、阀门类等设备和零部件中缺陷的检查也是最常用的手段。第一,在桥梁检测中的应用。桥梁吊杆检测能够检测保护套内部钢丝的腐蚀、断裂情况,能够检测桥梁内部混凝土是否出现了振捣不实、分层、夹渣等质量问题,日常维护检测也能及时观察内部钢筋是否有腐蚀的情况。同时也能检查桥梁照明灯具内部线路和设备缺损的情况。第二,用于房屋的检测。能够检查房屋墙壁、盖顶和梁柱的内部情况,检查管道中异物、腐蚀的情况。通过检查通风系统,能够及时发现电器、电力设备等安装和内部异物、腐蚀的情况[5]。第三,用于电梯的检测。电梯维护中,通过工业内窥镜能够检查电梯的电机、电器柜等设备,能够尽早发现由于传送带和轴承造成的故障问题,让检修人员根据检查结果制定维护和修理方案。第四,用于管道检测。内窥镜也可用以检查市政和工业给水或排水管道、通风管道的内部堵塞、腐蚀情况,也能对消防栓中的腐蚀情况实施定期的观察,保证各个管道设备的使用质量。

工业内窥镜已经被广泛应用功能在各个领域中,结合检测环境、检测位置等情况,选择一个长度、管径合适的内窥镜才能保证检查顺利完成,必要的情况下还要搭配一些配件,例如镜头、线路保护、居中器等。

四、小结

采用工业内窥镜进行水工混凝土内部质量的检查,水工混凝土主要为大体积混凝土,构件较大。如果混凝土的内部存在着振捣不实、夹渣等问题那么就会直接影响混凝土的质量,给工程建设带来巨大的安全隐患。由于这些问题是混凝土内部常见的质量问题,并且运行的实际情况大多在水中,因此这些质量问题的检查本身就具有极大的难度,混凝土内部质量检查工作的难度非常大。工业内窥镜的应用则有效解决了这一难题,工业内窥镜操作简单,可用于水下检测,结合钻芯法、超声波法、探地雷达技术能够更加准确、直观的了解混凝土内部质量问题,记录缺损的实际情况,为混凝土质量的后期改善奠定良好的基础。

参考文献:

[1] 王兴华. 工业内窥镜在水工混凝土检测中的应用[J]. 吉林水利,2016(8):36-38.

[2] 葛玉德,吴海滨,胡明勇,等. 一种长工作距广角工业内窥镜头的设计[J]. 量子电子学报,2021,38(6):815-822.

[3] 魏宇林,张蓓,刘丹,等. 工业内窥镜校准方法探讨[J]. 计量与测试技术,2014,41(9):15-16,18.

[4] 刘启宏. 工业内窥镜在变电检修中的应用[J]. 科学技术创新,2019(28):141-142.

[5] 李刚,许国东,沙绍通,等. 工业内窥镜技术现场检测灌浆套筒施工质量的方法研究[J]. 建筑结构,2020,50(22):67-70.