电厂某机蜗壳压力钢管脱空程度检测
应某单位邀请于 2022 年 11 月 25 日对**电厂**机组蜗壳、压力钢管进行了脱空程度检测，检测区域为蜗壳、压力钢管底拱近 110°范围。
本次检测受钢衬影响，以焊缝为界进行了模块编注，共计 58 个检测模块， 每个模块 1 条测线。检测测线布置按点间距 0.35m 进行检测，检测方法为“冲击回波法”。部分区域受积水及进入门等结构影响，未能进行检测。各个检测单元内检测布置示意图见图 1-1~图 1-2：
图 1-1 ****电厂**机组蜗壳物探检测线布置示意图
图 1-2 ****电厂**机组蜗壳物探检测线布置示意图
表 1.1-1 脱空程度 检测测线及测点布置统计表
钢衬编号 | 测线数量（条） | 各测线点数（个） | 钢衬编号 | 测线数量（条） | 各测线点数（个） |
1 | 1 | 13 | 17 | 1 | 17 |
2 | 1 | 13 | 18 | 1 | 17 |
3 | 1 | 13 | 19 | 1 | 17 |
4 | 1 | 17 | 20 | 1 | 17 |
5 | 1 | 17 | 21 | 1 | 17 |
6 | 1 | 17 | 22 | 1 | 17 |
7 | 1 | 17 | 23 | 1 | 17 |
8 | 1 | 17 | 24 | 1 | 17 |
9 | 1 | 17 | 25 | 1 | 17 |
10 | 1 | 17 | 26 | 1 | 17 |
11 | 1 | 17 | 27 | 1 | 17 |
12 | 1 | 17 | 28 | 1 | 17 |
13 | 1 | 17 | 29 | 1 | 17 |
14 | 1 | 17 | 30 | 1 | 17 |
15 | 1 | 17 | 31 | 1 | 17 |
16 | 1 | 17 | 32 | 1 | 17 |
33 | 1 | 12 |
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钢衬编号 | 测线数量（条） | 各测线点数（个） | 钢衬编号 | 测线数量（条） | 各测线点数（个） |
34 | 1 | 12 | 47 | 1 | 12 |
35 | 1 | 12 | 48 | 1 | 12 |
36 | 1 | 12 | 49 | 1 | 12 |
37 | 1 | 12 | 50 | 1 | 12 |
38 | 1 | 12 | 51 | 1 | 12 |
39 | 1 | 12 | 52 | 1 | 12 |
40 | 1 | 12 | 53 | 1 | 12 |
41 | 1 | 12 | 54 | 1 | 12 |
42 | 1 | 12 | 55 | 1 | 12 |
43 | 1 | 12 | 56 | 1 | 12 |
44 | 1 | 12 | 57 | 1 | 12 |
45 | 1 | 12 | 58 | 1 | 12 |
46 | 1 | 12 |
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合计测线数（条） | 58 | 合计测点数（个） | 844 | ||
1.2 技术要求及执行标准
为确保试验检测工程质量，工作中严格按照下列标准及要求进行（但不限于）：
（1） 《水电水利工程物探规程》（DL/T 5010-2005）
（2） 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148-2012）
12.1方法原理及现场工作方法
2.1检测方法及原理
按照以往的工程经验，受检区域“无脱空（含轻微脱空）”时，冲击回波法反馈的振动信号短促且敲击时无回声或轻微回声；受检区域“脱空”时，反馈的振动信号有延迟，测锤有顿感且有明显回声。
冲击回波法是基于瞬态应力波的反射原理，也称脉冲回波法（Impact Echo， 简称 IE）。当锤击混凝土或钢衬结构表面时，在表面会诱发振动，产生弹性波。当激发的弹性波遇到脱空或两介质的接触面时，其反射率为：
式中：Z1为结构中的波阻抗，Z2为脱空面的波阻抗；当脱空的两面不接触。且脱空面积较大时，Z1/Z2≈0.因此，有 R≈1，即激发的信号完全反射。当脱空面有一定的接触，或者脱空面积较小时，显然 R＜1。
钢板混凝土结构物脱空检测原理钢管或钢板混凝土脱空测试主要通过冲击诱导测试对象的振动特性（频率及持续时间）来测试、评价钢管或钢板混凝土结构物的脱空情况，如下图 2-1 所示：
2.2现场工作方法
仪器设备
1 本次冲击回波法检测钢衬脱空的主要检测仪器设备为LT-SPCP 钢管混凝土脱空无损检测仪见图（2.2-1）该产品可对钢混结构的接触面脱空问题进行有效检测，同时可对脱空区域的大致形进行描绘。 可适用于管廊、钢管混凝土拱桥、钢管混凝土建筑物、钢管束混凝土结构、压力钢管等结构的混凝土脱空检测。
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图 2.2-1 LT-SPCP 钢管混凝土无损检测仪
LT-SPCP 钢管混凝土无损检测仪主要仪器参数： 平台：一体式平台；
操作系统：Windows；
信号传输方式：有线传输；
噪声处理：平滑、滤波等机能；
分析方法：振动法、冲击信号特征法； 程序模式：区块平面成像；
可接收信号通道数： 2 通道；
频带宽度：（采集系统）1-30KHz； 工作温度：-30～50℃；
采样频率：不小于 1000KHz；
采样精度：综合性能不小于 24 位； 动态范围：小于 60dB；
测试范围：0.5m 至 200m；
信号放大/缩小：测试波形支持鼠标放大/缩放。
本次测试的主要参数设置是：
（1） 采样点数：844 点；
（2） 测试信号：振动加速度信号；
（3） 频谱分析：采用 FFT 及 MEM 解析；
（4） 测试方法：冲击回波法；
（5） 手持加速度器耦合；
（6） 用 28mm 直径激振锤人工激振
2.2.22.2.2 工作步骤
先进行敲击普查，再根据情况，按照预先制定的的方案进行详查，步骤如下:
（1） 现场绘制检测点位，标记检测点号（为了便于处理，转弯段以内侧左为基准，将外侧较内侧多出的部分均分到钢板内各个测点，保证每圈钢管内外侧测点数相同）；
（2） （2）设置冲击回波法钢混脱空软件参数设置及零点标定；
（3） 采用 28 号激振锤对每个测点进行激振，采集测点对应的信号，对布置测线逐点测试，直到最后一个测点；
（4） （4）过程中记录必要参数，结束现场测试。
2.222.2.3现场数据质量控制
现场采集的数据需要达到以下质量要求：
（1） 冲击回波波形清晰，无削波；
（2） 波形无明显漂移现象；
（3） 每个测试点信号波形稳定。
2. 3.资料解释与检测成果
2.1 3.1资料解释
依据检测方法及原理，本次检测资料依据冲击回波法测试信号的振动周期、持续时间、波列图、MEM 周期振幅几个方面进行综合判定存在脱空与否。在钢衬脱空程度检测中，一般将钢衬与混凝土之间的脱空大致分为两级：无脱空（含轻微脱空）、明显脱空。分级依据是根据相关规范及仪器反馈信号确定的。
本次检测中结合目前物探技术对技术对数据进行分析。结合现场标定，“无脱空”区域 MME 解析频率主频信号在 2600Hz 以上；“轻微脱空”区域 MME 解析频率主频信号在 1800Hz-2600Hz 之间；“明显脱空”区域频率振幅谱分布范围较宽，MME 解析频率低于 1800Hz。
2.2 检测成果分析
**机蜗壳、压力管道底拱 110°范围经现场检测和后期数据处理，其脱空程度的平面展开示意图见图 3-2.1~3-2.2，脱空类型统计分类结果见表 3.2-1~表 3.2.2。
表 3.2-1 **电厂**机蜗壳检查成果统计表
| 无脱空 | 轻微脱空 | 明显脱空 | 总检测点数（个） |
累计测点 | 469 | 75 | 0 |
544 |
比例（%） | 86.3 | 13.7 | 0 |
表 3.2-2 **电厂**机蜗壳检查成果统计表
| 无脱空 | 轻微脱空 | 明显脱空 | 总检测点数（个） |
累计测点 | 286 | 14 | 0 |
300 |
比例（%） | 95.4 | 4.6 | 0 |
检测结果显示：**电厂**机蜗壳检测区域共计测点 544 个，其中无脱空区域测点累计 469 个，占 86.3%；轻微脱空区域测点累计 75 个，占 13.7%；无明显脱空区域；压力钢管检测区域共计测点 300 个，其中，无脱空区域测点累计 290 个，占 96.7%；轻微脱空区域测点累计 14 个，占 4.6%；无明显脱空区域。
本次检测出现明显脱空区域主要集中在第 3、4、6、8、15、18、3 4、38 号检测模块。
