1 引言

水利工程金属结构作为闸门、启闭机、压力钢管等关键设施的核心组成，其安全状态直接关系到工程的运行稳定性与防洪、供水等功能的正常发挥。长期受水流冲刷、介质腐蚀、荷载作用等影响，金属结构易出现锈蚀、裂纹、变形等缺陷，若未及时发现与处理，可能引发结构失效甚至工程事故。开展科学的安全检测，成为防范风险、保障工程长效安全的必要举措。金属结构安全检测的核心目标在于精准识别潜在缺陷，评估结构实际性能与安全储备，为维护、修复或更换提供依据。实施中需遵循全面性、针对性与规范性原则，结合结构类型与运行环境选择适宜技术，确保检测结果客观可靠，为水利工程安全管理筑牢技术防线。

2 外观与几何参数检测技术

2.1 表面缺陷检测技术

表面缺陷检测技术聚焦于金属结构表层可见的损伤与劣化现象，通过直观观察与专业工具结合，识别可能影响结构安全的隐患。该技术主要针对锈蚀、裂纹、磨损、涂层损坏等问题开展检测，操作中需结合结构所处环境特点确定重点检查区域，如闸门止水带接触部位易因摩擦产生磨损，压力钢管内壁易因水流冲刷出现局部锈蚀。检测时可采用目视检查与放大镜、内窥镜等工具配合，对隐蔽部位或复杂结构进行细致探查，同时记录缺陷的位置、形态、范围及严重程度。对于疑似深层缺陷的表面迹象，需标记并结合其他检测技术进一步验证。表面缺陷检测作为安全评估的基础环节，能快速发现明显损伤，为后续深入检测与处理方案制定提供初步依据，避免表层缺陷持续发展导致结构性能恶化^[1]。

2.2 尺寸偏差检测技术

尺寸偏差检测技术通过测量金属结构关键部位的实际尺寸，与设计标准比对，判断结构是否存在超差变形，确保其符合运行要求。该技术针对构件的长度、宽度、厚度、孔径、间距等参数进行检测，常用工具包括卡尺、卷尺、激光测距仪等，对于大型结构可采用全站仪等设备实现精准量测。检测需覆盖结构的主要受力部位与连接节点，如闸门的主梁截面尺寸、启闭机的齿轮模数等，这些参数直接影响结构的承载能力与配合精度。尺寸偏差可能源于制造误差、安装偏差或长期运行中的变形，检测中需区分偏差性质，对于因受力产生的累积变形需重点关注，分析其是否超出安全允许范围。通过尺寸偏差检测，可及时发现结构几何参数的异常变化，为评估结构功能完整性与运行安全性提供数据支撑。

2.3 变形与位移检测技术

变形与位移检测技术用于监测金属结构在荷载作用或环境影响下的形态变化，评估其整体稳定性与受力状态。该技术针对结构的挠度、转角、沉降、相对位移等指标进行测量，适用于闸门、启闭机机架、压力钢管等关键构件。检测时需在结构关键部位布设监测点，通过百分表、位移传感器、全站仪等设备，获取结构在不同工况下的变形数据，如闸门启闭过程中的主梁挠度、启闭机运行时的机架位移等。对于长期运行的结构，需进行周期性监测，分析变形的发展趋势，判断是否存在持续累积的异常变形。变形与位移往往反映结构内部受力的不平衡或连接部位的松动，通过检测可及时发现结构整体稳定性隐患，为调整运行参数或开展维修加固提供依据，保障结构在设计工况下的安全运行^[2]。

3 内在性能与力学特性检测技术

3.1 材质性能检测技术

材质性能检测技术通过分析金属结构的材料成分与力学特性，评估其是否满足设计要求及长期运行后的性能退化程度。该技术主要针对钢材的化学成分、硬度、韧性、屈服强度等指标进行检测，常用方法包括光谱分析确定元素组成，硬度计测量表面硬度，冲击试验评估材料韧性。检测样本需从结构非关键受力部位选取，避免对结构完整性造成影响，若结构存在明显锈蚀或损伤，需对腐蚀层下的基材性能进行检测。材质性能退化可能源于长期高温、腐蚀或疲劳作用，如压力钢管内壁材质可能因水质侵蚀导致强度下降。通过材质性能检测，可判断材料是否仍具备设计承载能力，为评估结构剩余寿命及制定维护策略提供基础数据，确保结构材质性能与运行要求相匹配。

3.2 焊接质量检测技术

焊接质量检测技术聚焦于金属结构焊接接头的完整性与可靠性，识别焊接过程中可能产生的内部缺陷，保障连接部位的受力性能。该技术针对焊缝的裂纹、气孔、夹渣、未焊透等缺陷进行检测，常用方法包括超声波检测探查内部隐蔽缺陷，磁粉检测识别表面及近表面裂纹，渗透检测发现非磁性材料的表面开口缺陷。检测需覆盖所有受力焊缝，尤其是承受动荷载或交变应力的部位，如闸门主梁与次梁的连接焊缝、启闭机支座的焊接节点。焊接缺陷可能导致应力集中，在长期荷载作用下逐步扩展，最终引发结构断裂。通过焊接质量检测，可精准定位缺陷位置与性质，评估其对结构安全的影响程度，为焊缝修复或补强提供依据，确保焊接接头的承载能力与整体结构一致^[3]。

3.3 承载能力与应力检测技术

承载能力与应力检测技术通过测定金属结构在受力状态下的应力分布与承载极限，评估其实际工作性能是否符合安全标准。该技术采用应力传感器、应变片等设备，在结构关键受力点布设监测元件，测量静态与动态荷载作用下的应力值，如闸门在挡水时的主梁应力、启闭机运行时的传动部件应力。对于大型复杂结构，可结合有限元分析模型，将实测数据与理论计算比对，验证结构受力状态的合理性。检测需模拟结构的设计工况与极端工况，如校核闸门在最高水位时的承载能力，评估结构在突发荷载下的应力响应。承载能力不足或应力集中可能导致结构变形加剧甚至破坏，通过检测可掌握结构实际受力状态，判断其安全储备是否充足，为优化运行方式或实施加固措施提供科学依据，确保结构在各种工况下的稳定运行。

4 结语

水利工程金属结构安全检测技术的综合应用，为保障工程运行安全、延长结构寿命提供了关键支撑。通过表面缺陷、尺寸偏差、变形位移等外观检测掌握结构表层状态，结合材质性能、焊接质量、承载能力与应力检测评估内在性能，形成了“表里结合、全面覆盖”的检测体系，可精准识别隐患，为维护决策提供科学依据。当前技术应用中，复杂结构检测效率、隐蔽缺陷识别精度仍有提升空间，且检测与运维的协同性需加强。未来应推动智能化检测设备研发，提升技术的自动化与精准度，强化检测数据与结构全生命周期管理的融合，同时完善检测标准与流程，增强不同技术的协同适配性，为水利工程金属结构的安全管控提供更高效、更系统的技术保障。

参考文献

[1]李鑫.水利工程金属结构防腐检测与防护技术研究[J].区域治理,2025(13):0103-0105.

[2]黄长汉.面向水利工程水闸金属结构的施工技术探究[J].中国科技期刊数据库 工业A,2025(6):076-079.

[3]张力友.水利工程混凝土结构的无损检测技术应用研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2025(1):157-160.