CN116539729A - 一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，选择检测设备，选用具有双探头的金属超声波探伤仪；校准金属超声波探伤仪的系统，将金属超声波探伤仪开机，调整金属超声波探伤仪的系统检测的数值；调测对比试块，使用金属超声波探伤仪用校准完成的超声波检测仪对无缺陷对比试块和有缺陷对比试块分别进行探伤。通过选择检测设备、校准所述金属超声波探伤仪的系统、调测对比试块、对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测、检测部位的验证对比、在役的悬索桥吊索叉耳进行标记以上步骤的设置，解决现有的超声波检测方法中容易出现失效区域，从而造成该失效区域进行反复检测，且检测数据不够准确的目的。

Description

一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法

技术领域

本发明属于在役无损检测技术领域，尤其涉及一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法。

背景技术

桥梁是道路的连接和延伸，中国桥梁以每年3万多座的速度递增，中国桥梁制造技术和制造经验已是名副其实的世界第一桥梁强国。中国建成了一大批世界级的重大桥梁，以苏通大桥、昂船洲大桥、沪苏通大桥为代表的大跨径斜拉桥，江阴长江大桥、西堠门大桥、杨泗港长江大桥为代表的大跨径悬索桥，如此多的桥梁在服役过程中，需要进行定期检查、维修、养护以确保桥梁运行的安全性和可靠性，而大跨度桥梁的维修养护的难度更大，目前桥梁的检查维修养护主要集中在钢箱梁、主缆/吊索、斜拉索等，对于叉耳、锚杯、销轴等锚具的检查以目视检测为主，吊索叉耳作为连接吊索与主缆或钢箱梁的单件构件，应在检查维护中给予更高的重视和更全面的无损检测，发展桥梁钢结构的在役无损检测方法。

超声检测是利用超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化，在超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，接收器通过对反射波进行分析，来测量材料的厚度、来发现隐藏的内部缺陷，或来分析诸如金属、塑料、复合材料、陶瓷、橡胶以及玻璃等材，现有的超声波检测方法中容易出现失效区域，从而造成该失效区域进行反复检测，且检测数据不够准确，综上所述，现有技术存在的问题是：现有的超声波检测方法中容易出现失效区域，从而造成该失效区域进行反复检测，且检测数据不够准确。

发明内容

本发明为解决上述现有的超声波检测方法中容易出现失效区域，从而造成该失效区域进行反复检测，且检测数据不够准确的目的。

本发明是这样实现的，一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，包括：选择检测设备，选用具有双探头的金属超声波探伤仪；校准所述金属超声波探伤仪的系统，将所述金属超声波探伤仪开机，调整所述金属超声波探伤仪的系统检测的数值；调测对比试块，使用所述金属超声波探伤仪用校准完成的超声波检测仪对无缺陷对比试块和有缺陷对比试块分别进行探伤，并获取所述无缺陷对比试块的超声图像和所述有缺陷对比试块的超声图像；对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测，将金属超声波探伤仪的探头放在探测部位，获取在役的悬索桥吊索叉耳的超声图像；检测部位的验证对比，通过在役的悬索桥吊索叉耳的超声图像与无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷对比试块的超声图像进行对比，得到结论；在役的悬索桥吊索叉耳进行标记，对在役的悬索桥吊索叉耳进行检测后进行编号并记录损伤情况。

作为本发明优选的，所述选择检测设备的方法包括：采用具有声束、增益、k值调节功能的双探头的金属超声波探伤仪作为备选金属超声波探伤仪。

作为本发明优选的，所述备选金属超声波探伤仪选择探头的频率为1.0～2.5MHz的探头的金属超声波探伤仪。

作为本发明优选的，所述金属超声波探伤仪的双探头包括发射探头和接收探头，其中一探头为发射探头，用于发射超声波，另一探头为接收探头，用于接收发射出来的超声波。

作为本发明优选的，所述校准所述金属超声波探伤仪的系统还包括检测材料声速校准，根据叉耳工件的具体金属性质，调整材料声速的数值。

作为本发明优选的，所述调测对比试块的方法包括：横向缺陷对比试块调试和纵向缺陷对比试块调试：横向对比试块调试的方法包括：将接收探头放于对比试块的横向面，并将接收探头的接收端与在役的悬索桥吊索叉耳贴合；纵向对比试块调试的方法包括：将接收探头放于对比试块的纵向面，并将接收探头的接收端与在役的悬索桥吊索叉耳贴合；通过校准完成的金属超声波检测仪，将发射探头的发射端放于对比试块上进行的检测，并根据金属超声波检测仪读取的位置与对比试块中理论位置的差异进行声束修正后，获取对比试块的超声图像，从而得到无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷的超声图像。

作为本发明优选的，所述对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测的方法：将发射探头放置在在役的悬索桥吊索叉耳上的横向面或纵向面上合适的位置，移动接收探头，使接收探头在在役的悬索桥吊索叉耳的其他面进行移动，并记录与有缺陷对比试块的超声图像相似缺陷回波曲线的超声图像，同时记录缺陷位置。

作为本发明优选的，所述检测部位的验证对比的方法：当发现缺陷回波时，将反射探头和接收探头均放置在缺陷位置的轴对称位置上，获取该位置的超声图像，并与无缺陷对比试块该位置的超声图像和有缺陷对比试块该位置的超声图像进行比对，从而获取在役的悬索桥吊索叉耳的损伤情况。

作为本发明优选的，所述在役的悬索桥吊索叉耳进行标记的方法；对在役的悬索桥吊索叉耳一一进行检测，并对在役的悬索桥吊索叉耳一一进行编号并记录损伤情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、通过选择检测设备、校准所述金属超声波探伤仪的系统、调测对比试块、对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测、检测部位的验证对比、在役的悬索桥吊索叉耳进行标记以上步骤的设置，通过超声波检测的方法可现场确定缺陷位置及大小，在桥梁钢结构在役无损检测中具有较好的适用性，确保叉耳处于正常工作状态，从而保证缆索体系及整个桥梁运行的安全性。

2、在检测过程中，除了超声波探伤仪，发射和接收超声波的探头也起着非常重要的作用，探头性能的好坏以及探伤过程中对探头的选取是否得当，将直接影响到探伤结果的准确性和可靠性。

3、超声波在不同材料中传播的速度是不同的，如钢横向波声速为3230m/s0.127in/s，因此，需要根据叉耳工件的具体金属性质，更改测量声速，从而保证探伤结果的准确性和可靠性。

4、对比试块又称参考试块，它是由各专业部门按不同探伤对象的材质规定的试块，对比试块主要用于绘制距离、波幅曲线、调整探测范围和扫描速度，从而方便确定探伤灵敏度和评定缺陷大小，从而快速得到在役的悬索桥吊索叉耳损伤结果。

5、超声图像是反映介质中声学参数的差异，可得到不同于光学、X射线、y射线等的信息，通过金属超声波探伤仪对在役的悬索桥吊索叉耳进行超声波检测，并根据超声波的特性获取在役的悬索桥吊索叉耳内部的声波图像，而后与对比试块的超声图像进行比对，从而找出缺陷位置。

6、在获取在役的悬索桥吊索叉耳检测位置的超声图像后，与对比试块的超声图像进行对比，若在役的悬索桥吊索叉耳检测的超声图像波形与有缺陷对比试块超声图像所示特征相同的回波曲线，则说明该在役的悬索桥吊索叉耳内部出现损伤，若在役的悬索桥吊索叉耳检测的超声图像波形与无缺陷对比试块超声图像所示特征相同的回波曲线，则说明该在役的悬索桥吊索叉耳内部未出现损伤。

7、通过对所有在役的悬索桥吊索叉耳进行检测，从而得出所有在役的悬索桥吊索叉耳的损伤情况，以便后续对有损伤的在役的悬索桥吊索叉耳进行更换和对悬索桥易损的吊索叉耳位置的受力研究。

附图说明

图1是本发明实施例提供的超声波检测方法的流程框图；

图2是本发明实施例提供的在役叉耳的横向缺陷对比试块；

图3是本发明实施例提供的在役叉耳的纵向缺陷对比试块；

图4是本发明实施例提供的在役叉耳的超声波检测方法示意图；

图5是本发明实施例提供的有缺陷对比试块的超声图像；

图6是本发明实施例提供的无缺陷对比试块的超声图像；

图7是本发明实施例提供的调测对比试块方法的流程框图；

图8是本发明实施例提供的对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测方法的流程框图。

图中：图2中1为与待检叉耳材质及制备工艺相同或相近的叉耳、2为横向退刀槽处割槽、3为横向螺纹根部割槽；

图3中1为与待检叉耳材质及制备工艺相同或相近的叉耳、2为纵向退刀槽处割槽、3为纵向螺纹根部割槽

图4中1为与待检叉耳材质及制备工艺相同或相近的叉耳、2为声束发射探头、3为声束接收探头、4为预制的割槽人工反射体。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

实施例1

请参阅图1、图7和图8，本发明实施例提供的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，包括：步骤S1、选择检测设备，选用具有双探头的金属超声波探伤仪；

步骤S2、校准金属超声波探伤仪的系统，将金属超声波探伤仪开机，调整金属超声波探伤仪的系统检测的数值；

步骤S3、调测对比试块，使用金属超声波探伤仪用校准完成的超声波检测仪对无缺陷对比试块和有缺陷对比试块分别进行探伤，并获取无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷对比试块的超声图像；

步骤S4、对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测，将金属超声波探伤仪的探头放在探测部位，获取在役的悬索桥吊索叉耳的超声图像；

步骤S5、检测部位的验证对比，通过在役的悬索桥吊索叉耳的超声图像与无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷对比试块的超声图像进行对比，得到结论；

步骤S6、在役的悬索桥吊索叉耳进行标记，对在役的悬索桥吊索叉耳进行检测后进行编号并记录损伤情况。

通过选择检测设备、校准金属超声波探伤仪的系统、调测对比试块、对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测、检测部位的验证对比、在役的悬索桥吊索叉耳进行标记以上步骤的设置，通过超声波检测的方法可现场确定缺陷位置及大小，在桥梁钢结构在役无损检测中具有较好的适用性，确保叉耳处于正常工作状态，从而保证缆索体系及整个桥梁运行的安全性。

在步骤S1中，选择检测设备的方法包括：采用具有声束、增益、k值调节功能的双探头的金属超声波探伤仪作为备选金属超声波探伤仪。

备选金属超声波探伤仪选择探头的频率为1.0～2.5MHz的探头的金属超声波探伤仪。

金属超声波探伤仪的双探头包括发射探头和接收探头，其中一探头为发射探头，用于发射超声波，另一探头为接收探头，用于接收发射出来的超声波。

在检测过程中，除了超声波探伤仪，发射和接收超声波的探头也起着非常重要的作用，探头性能的好坏以及探伤过程中对探头的选取是否得当，将直接影响到探伤结果的准确性和可靠性。

在步骤S2中，校准金属超声波探伤仪的系统还包括检测材料声速校准，根据叉耳工件的具体金属性质，调整材料声速的数值。

超声波在不同材料中传播的速度是不同的，如钢横向波声速为3230m/s0.127in/s，因此，需要根据叉耳工件的具体金属性质，更改测量声速，从而保证探伤结果的准确性和可靠性。

在步骤S3中，调测对比试块的方法包括：横向缺陷对比试块调试和纵向缺陷对比试块调试：

步骤S31、横向对比试块调试的方法包括：将接收探头放于对比试块的横向面，并将接收探头的接收端与在役的悬索桥吊索叉耳贴合；

步骤S32、纵向对比试块调试的方法包括：将接收探头放于对比试块的纵向面，并将接收探头的接收端与在役的悬索桥吊索叉耳贴合；

通过校准完成的金属超声波检测仪，将发射探头的发射端放于对比试块上进行的检测，并根据金属超声波检测仪读取的位置与对比试块中理论位置的差异进行声束修正后，获取对比试块的超声图像，从而得到无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷的超声图像。

对比试块又称参考试块，它是由各专业部门按不同探伤对象的材质规定的试块，对比试块主要用于绘制距离、波幅曲线、调整探测范围和扫描速度，从而方便确定探伤灵敏度和评定缺陷大小，从而快速得到在役的悬索桥吊索叉耳损伤结果。

在步骤S4中，对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测的方法包括：

步骤S41、将发射探头放置在在役的悬索桥吊索叉耳上的横向面或纵向面上合适的位置；

步骤S42、移动接收探头，使接收探头在在役的悬索桥吊索叉耳的其他面进行移动；

步骤S43、记录与有缺陷对比试块的超声图像相似缺陷回波曲线的超声图像，同时记录缺陷位置。

超声图像是反映介质中声学参数的差异，可得到不同于光学、X射线、y射线等的信息，通过金属超声波探伤仪对在役的悬索桥吊索叉耳进行超声波检测，并根据超声波的特性获取在役的悬索桥吊索叉耳内部的声波图像，而后与对比试块的超声图像进行比对，从而找出缺陷位置。

在步骤S5中，检测部位的验证对比的方法包括：

当发现缺陷回波时，将反射探头和接收探头均放置在缺陷位置的轴对称位置上，获取该位置的超声图像，并与无缺陷对比试块该位置的超声图像和有缺陷对比试块该位置的超声图像进行比对，从而获取在役的悬索桥吊索叉耳的损伤情况。

在获取在役的悬索桥吊索叉耳检测位置的超声图像后，与对比试块的超声图像进行对比，若在役的悬索桥吊索叉耳检测的超声图像波形与有缺陷对比试块超声图像所示特征相同的回波曲线，则说明该在役的悬索桥吊索叉耳内部出现损伤，若在役的悬索桥吊索叉耳检测的超声图像波形与无缺陷对比试块超声图像所示特征相同的回波曲线，则说明该在役的悬索桥吊索叉耳内部未出现损伤。

在步骤S6中，在役的悬索桥吊索叉耳进行标记的方法包括：

对在役的悬索桥吊索叉耳一一进行检测，并对在役的悬索桥吊索叉耳一一进行编号并记录损伤情况。

通过对所有在役的悬索桥吊索叉耳进行检测，从而得出所有在役的悬索桥吊索叉耳的损伤情况，以便后续对有损伤的在役的悬索桥吊索叉耳进行更换和对悬索桥易损的吊索叉耳位置的受力研究。

工作原理：选择检测设备，选用具有双探头的金属超声波探伤仪；校准金属超声波探伤仪的系统，将金属超声波探伤仪开机，调整金属超声波探伤仪的系统检测的数值；调测对比试块，使用金属超声波探伤仪用校准完成的超声波检测仪对无缺陷对比试块和有缺陷对比试块分别进行探伤，并获取无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷对比试块的超声图像；对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测，将金属超声波探伤仪的探头放在探测部位，获取在役的悬索桥吊索叉耳的超声图像；检测部位的验证对比，通过在役的悬索桥吊索叉耳的超声图像与无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷对比试块的超声图像进行对比，得到结论；在役的悬索桥吊索叉耳进行标记，对在役的悬索桥吊索叉耳进行检测后进行编号并记录损伤情况。通过选择检测设备、校准金属超声波探伤仪的系统、调测对比试块、对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测、检测部位的验证对比、在役的悬索桥吊索叉耳进行标记以上步骤的设置，通过超声波检测的方法可现场确定缺陷位置及大小，在桥梁钢结构在役无损检测中具有较好的适用性，确保叉耳处于正常工作状态，从而保证缆索体系及整个桥梁运行的安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，包括：

选择检测设备，选用具有双探头的金属超声波探伤仪；

校准所述金属超声波探伤仪的系统，将所述金属超声波探伤仪开机，调整所述金属超声波探伤仪的系统检测的数值；

调测对比试块，使用所述金属超声波探伤仪用校准完成的超声波检测仪对无缺陷对比试块和有缺陷对比试块分别进行探伤，并获取所述无缺陷对比试块的超声图像和所述有缺陷对比试块的超声图像；

对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测，将金属超声波探伤仪的探头放在探测部位，获取在役的悬索桥吊索叉耳的超声图像；

检测部位的验证对比，通过在役的悬索桥吊索叉耳的超声图像与无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷对比试块的超声图像进行对比，得到结论；

在役的悬索桥吊索叉耳进行标记，对在役的悬索桥吊索叉耳进行检测后进行编号并记录损伤情况。

2.如权利要求1所述的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，其特征在于：所述选择检测设备的方法包括：采用具有声束、增益、k值调节功能的双探头的金属超声波探伤仪作为备选金属超声波探伤仪。

3.如权利要求1所述的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，其特征在于：所述备选金属超声波探伤仪选择探头的频率为1.0～2.5MHz的探头的金属超声波探伤仪。

4.如权利要求1所述的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，其特征在于：所述金属超声波探伤仪的双探头包括发射探头和接收探头，其中一探头为发射探头，用于发射超声波，另一探头为接收探头，用于接收发射出来的超声波。

5.如权利要求1所述的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，其特征在于：所述校准所述金属超声波探伤仪的系统还包括检测材料声速校准，根据叉耳工件的具体金属性质，调整材料声速的数值。

6.如权利要求1所述的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，其特征在于：所述调测对比试块的方法包括：横向缺陷对比试块调试和纵向缺陷对比试块调试：

横向对比试块调试的方法包括：将接收探头放于对比试块的横向面，并将接收探头的接收端与在役的悬索桥吊索叉耳贴合；

纵向对比试块调试的方法包括：将接收探头放于对比试块的纵向面，并将接收探头的接收端与在役的悬索桥吊索叉耳贴合；

通过校准完成的金属超声波检测仪，将发射探头的发射端放于对比试块上进行的检测，并根据金属超声波检测仪读取的位置与对比试块中理论位置的差异进行声束修正后，获取对比试块的超声图像，从而得到无缺陷对比试块的超声图像和有缺陷的超声图像。

7.如权利要求1所述的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，其特征在于：所述对在役的悬索桥吊索叉耳的待检部位实施检测的方法：

将发射探头放置在在役的悬索桥吊索叉耳上的横向面或纵向面上合适的位置，移动接收探头，使接收探头在在役的悬索桥吊索叉耳的其他面进行移动，并记录与有缺陷对比试块的超声图像相似缺陷回波曲线的超声图像，同时记录缺陷位置。

8.如权利要求1所述的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，其特征在于：所述检测部位的验证对比的方法：

当发现缺陷回波时，将反射探头和接收探头均放置在缺陷位置的轴对称位置上，获取该位置的超声图像，并与无缺陷对比试块该位置的超声图像和有缺陷对比试块该位置的超声图像进行比对，从而获取在役的悬索桥吊索叉耳的损伤情况。

9.如权利要求1所述的一种悬索桥吊索叉耳的在役无损检测方法，其特征在于：所述在役的悬索桥吊索叉耳进行标记的方法；

对在役的悬索桥吊索叉耳一一进行检测，并对在役的悬索桥吊索叉耳一一进行编号并记录损伤情况。