Оценка качества строительно-монтажных работ. Измерение геометрических параметров сооружений и конструкций. Устройство и назначение ультразвуковых дефектоскопов. Методы неразрушающего контроля. Определение прочности бетона методом ударного импульса.
Когда используются волны ультразвукового диапазона, методы можно назвать ультразвуковыми. Этот метод дает возможность измерять геометрические параметры, когда доступ к изделию затруднен, а также физико-механические свойства металлов и изделий из них без их разрушения. Остальные методы имеют схожий принцип, только вместо магнитного порошка в разных случаях для создания и регистрации магнитного поля используется катушка индуктивности (индукционный метод), магнитная лента и датчик с магнитной головкой (магнитографический метод), феррозондовый датчик, который регистрирует поля рассеивания (феррозондовый метод). Этот метод высокочувствительный, он обеспечивает простоту контроля и наглядность результатов, поэтому его применяют не только для обнаружения, но и для подтверждения дефектов, обнаруженных другими методами-ультразвуковым, магнитным и вихревых токов и другими. Метод позволяет получить информацию о химическом составе и геометрическом размере изделия, о структуре материала, из которого объект изготовлен, и обнаружить дефекты, залегающие на поверхности или в под поверхностном слое (на глубине 2-3 мм).
Введение
Выполнение строительно-монтажных работ и контроля над ними невозможно без точных измерений и определения показателей прочности конструкций. Это залог качества. Контроль качества строительства, осуществляемый в ходе технадзора, подразумевает постоянные измерения и оценку прочности и проводится постоянно.
Это гарантирует соответствие проекту геометрических параметров сооружения в пределах определенных допусков, а также прочность и долговечность конструкций. Качественно выполненные контрольные мероприятия влияют не только на качество объекта, но и на затраты на производство строительно-монтажных работ.
Оценка качества строительно-монтажных работ невозможна без достоверной информации о геометрических параметрах сооружений и конструкций, оценки прочности бетона и кирпича, других материалов, определения наличия дефектов в толще конструкций и узлов. Эту информацию можно получить только в результате измерений. Измерения в строительстве проводятся различными методами, с использованием различных приборов и инструментов.
Акустические методы неразрушающего контроля
Основаны на регистрации и анализе параметров упругих волн, возникающих или возбуждаемых в объекте контроля. Объектом контроля могут быть материалы, полуфабрикаты и готовые изделия. Когда используются волны ультразвукового диапазона, методы можно назвать ультразвуковыми. Методы акустического контроля основаны на свойстве упругих волн создавать тесные связи с некоторыми свойствами материалов (анизотропией, плотностью, упругостью и др.) Поскольку акустические свойства твердых веществ и воздуха значительно разнятся, становится возможным выявление с помощью акустических методов неразрушающего контроля малейших дефектов, определение качества шлифовки и толщины поверхностей.
Сфера применения акустических методов довольно широка. Идею, связанную с регистрацией и анализом параметров упругих волн используют ультразвуковые дефектоскопы. Их применение имеет широкую область: все, проводящие акустические волны материалы. Методы контроля делятся на активные и пассивные, в зависимости от характера взаимодействия с контролируемым объектом. В первом случае исследуются волны, которые возникают в самом объекте, в этом случае по шумам работающего устройства можно сказать о его исправности, неисправности и даже определить характер неисправности. К активным методам относятся способы, базирующиеся на измерении интенсивности пропускаемого или отражаемого объектом акустического сигнала.
Акустические методы неразрушающего контроля используются для обнаружения как внутренних, так и поверхностных дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов склейки, пайки, сварки и т.п.). Этот метод дает возможность измерять геометрические параметры, когда доступ к изделию затруднен, а также физико-механические свойства металлов и изделий из них без их разрушения. Методы звукового диапазона (импедансный, свободных колебаний и др.) методы ультразвукового диапазона (эхо-импульсный, резонансный, теневой, эмиссионный, велосиметрический).
Магнитные методы неразрушающего контроля
Магнитные методы неразрушающего контроля предполагают анализ взаимодействия контролируемого объекта с магнитным полем. Их используют чаще всего для обнаружения внутренних и поверхностных дефектов объектов, выполненных из ферромагнитных материалов.
Основные магнитные методы неразрушающего контроля - магнитопорошковый, феррозондовый, индукционный и магнитографический метод. Самый распространенный из способов неразрушающего контроля - магнитопорошковый. Он основывается на явлении неоднородности магнитного поля над местом дефекта. Чтобы произвести контроль магнитопорошковым методом, готовят сначала поверхность контролируемого объекта, намагничивают ее и обрабатывают магнитной суспензией. Металлические частицы в неоднородном магнитном поле над повреждением притягиваются друг к другу, образуя цепочные структуры, которые сразу выявляются при осмотре деталей.
Магнитно-порошковый метод широко применяется на заводах промышленности, ремонтных предприятиях. Он дает возможность выявить поверхностные трещины, микротрещины, волосовины, флокены и другие дефекты. геометрический ультразвуковой неразрушающий
Остальные методы имеют схожий принцип, только вместо магнитного порошка в разных случаях для создания и регистрации магнитного поля используется катушка индуктивности (индукционный метод), магнитная лента и датчик с магнитной головкой (магнитографический метод), феррозондовый датчик, который регистрирует поля рассеивания ( феррозондовый метод).
Магнитографический метод чаще всего используют для контроля сварных соединений. Он дает возможность выявлять трещины, непровары, шлаковые и газовые включения и другие дефекты в сварных швах. Феррозондовый метод используется для обнаружения тех же дефектов, что и магнитопорошковый метод. Он позволяет также определять дефекты на глубине до 20 мм, с его помощью измеряют толщину листов и стенки сосудов, при наличии двухстороннего доступа.
Метод контроля проникающими веществами
Метод неразрушающего контроля проникающими веществами связан с проникновением в полость дефекта объекта, подлежащего контролю, специальных веществ. Этот метод называют капиллярным, когда речь идет о выявлении малозаметных трещин на поверхности, а при поиске сквозных способ называют «метод течеискания». При применении этого метода дефекты, окрашенные индикаторной жидкостью (пенетрантом), выявляются либо визуально, либо с помощью преобразователей.
Первоначально поверхность контролируемого объекта очищают механическим и/или химическим методом, затем наносят на нее индикаторную жидкость, заполняющую полости дефектов. Излишки пенетранта удаляют. На поверхность наносят проявитель, который выявляет признаки дефектов. Этот метод высокочувствительный, он обеспечивает простоту контроля и наглядность результатов, поэтому его применяют не только для обнаружения, но и для подтверждения дефектов, обнаруженных другими методами -ультразвуковым, магнитным и вихревых токов и другими. Из капиллярных методов наиболее распространены цветной, люминесцентный, люминесцентно-цветной, фильтрующихся частиц, радиоактивных жидкостей.
Методы течеискания базируются на регистрации индикаторных жидкостей и газов, которые проникают в сквозные дефекты контролируемого объекта. Широкое применение они нашли для контроля герметичности работающих под давлением сварных сосудов, баллонов, трубопроводов, гидро-, топливо-, масляных систем силовых установок и т.п.
Наиболее известные методы течеискания: гидравлическая опрессовка, аммиачно-индикаторный метод, фреонов, масс-спектрометрический, пузырьковый, с помощью гелиевого и галоидного течеискателей. Течеискание с помощью радиоактивных веществ значительно повлияло на эффективность метода в сторону ее увеличения.
Вихретоковые методы контроля
Вихретоковые методы неразрушающего контроля предполагают исследование взаимодействия электромагнитоного поля вихретокового преобразователя с наводимым в объекте контроля электромагнитным полем вихревых токов с частотой до 1 млн. Гц.
Этот метод служит для контроля объектов, изготовленных из проводников тока. Метод позволяет получить информацию о химическом составе и геометрическом размере изделия, о структуре материала, из которого объект изготовлен, и обнаружить дефекты, залегающие на поверхности или в под поверхностном слое (на глубине 2-3 мм). Наиболее часто используемый прибор этого метода - вихретоковый дефектоскоп.
Принцип контроля - следующий: катушка индуктивности возбуждает в объекте контроля вихревые токи, их регистрирует приемные измеритель, в роли которого выступает та же самая или другая катушка. Интенсивность распределения токов в контролируемом объекте дает возможность судить о размерах изделия, свойствах материала, наличии несполошностей.
Основными методами вихретокового контроля также являются метод рассеянного излучения, который построен на регистрации рассеянных волн или частиц, отраженных от дефекта, и эхо-метод, или метод отраженного излучения, базирующийся на регистрации отраженных от дефекта поля и волны.
На основе метода вихревых токов разработаны и широко применяются приборы для измерения толщины листов и покрытий, диаметра проволоки и прутков. Этот метод применяется для профилактического контроля лопаток турбин газотурбинных двигателей, сварных и литых узлов элементов конструкций и др.
Вибродиагностический метод контроля
Это один из самых современных методов неразрушающего контроля. Он дает возможность следить за состоянием оборудования, не останавливая работу и не прерывая производственный процесс. Вибродиагностический метод контроля базируется на анализе вибрации, которая возникает при работе оборудования. Поскольку любая вибрация - это колебания, она представляет собой совокупность различных частот, которые можно изучить, узнать их амплитуды и по этим показателям определить, в каком состоянии находится оборудование. Конечно, всю эту информацию собирают с помощью высокочувствительной аппаратуры.
Вибродиагностический метод используют при контроле работы оборудования, имеющего в конструкции подшипники качения, гидрооборудование, колесно-редукторные блоки. С помощью этого метода регулярно производят диагностику цилиндров низкого давления, паровых турбин, «кручения» ригелей фундаментов турбин, статорных систем и т.д. Вибродиагностика применяется в энергодобывающих компаниях, на железнодорожном и морском транспорте и в области жилищно-коммунального хозяйства.
Этот метод диагностики позволяет проводить вибрационный контроль и мониторинг вращающегося оборудования, осуществлять тестовую диагностику и центровку машин, балансировку машин на месте эксплуатации, диагностику механических передач, электрических машин, выявлять дефекты подшипников скольжения и качения, ременных и зубчатых передач, дефекты компрессоров, насосов и вентиляторов, этому способу диагностики под силу даже обнаружить дефекты смазки .
Электрический метод неразрушающего контроля
Электрические способы неразрушающего контроля построены на регистрации и анализе параметров электрического поля, взаимодействующего с проверяемым объектом или возникающего в результате воздействия извне. Информативные параметры для контроля в первую очередь, - это потенциал и емкость. Для контроля проводниковых материалов используют эквипотенциальный метод, контроль проводников и диэлектриков производят с помощью емкостного метода, химический состав материала можно определить с помощью термоэлектрического метода. Помимо перечисленных способов электрического неразрушающего контроля существуют методы электронной эмиссии, электроискровой, электростатического порошка, трибоэлектрический, термоэлектрический.
Электрические методы неразрушающего контроля дают возможность выявить раковины и другие дефекты в отливках, расслоения в металлических листах, различные дефекты сварных и паяных швов, трещины в металлических изделиях, растрескивания в эмалевых покрытиях и органическом стекле. Помимо этого электрические способы контроля используются для сортировки деталей, измерения толщин пленочных покрытий, проверки химического состава и определения степени термообработки металлических изделий.
Тепловой метод неразрушающего контроля
Тепловые методы неразрушающего контроля используют регистрацию тепловых полей, температуры или теплового контраста для анализа состояния изучаемого объекта. Ведь температурное поле есть следствие происходящих в объекте процессах теплопередачи. Особенности этих процессов зависят от наличия дефектов (как внутренних, так и наружных).
Параметр, который дает основную информацию о неблагополучии - разность температур между областями с дефектом и бездефектными областями исследуемого объекта. Температуру измеряют контактным и бесконтактным методом. Помимо измерения температур тепловые методы дают информацию о нарушениях сплошности, дефектах пайки многослойных соединений. Приборы, которые используются при осуществлении контроля - термоиндикаторы, пирометры, инфракрасные микроскопы и радиометры.
Тепловые методы контроля используются в основном в приборостроении для контроля радиоэлектронной аппаратуры.
Радиоволновые методы неразрушающего контроля
Радиоволновые методы неразрушающего контроля базируются на анализе изменения параметров электромагнитных колебаний, которые взаимодействуют с контролируемым объектом. Эти методы применяются для контроля диэлектриков, полупроводников, магнитодиэлектриков или тонкостенных объектов из металла - то есть тех объектов, которые изготовлены из материалов, не заглушающих радиоволны. Эти методы применяются для контроля качества и геометрических размеров изделий из стеклопластики и пластмассы, резины, термозащитных и теплоизоляционных материалов, фибры).
Радиоволновые методы неразрушающего контроля разделяют на несколько групп по характеру взаимодействия объекта с волной: прохождения, отражения и рассеивания; по параметру, который взят за основу при исследованиях: фазовые, геометрические, амплитудно-фазовые и поляризационные. Это весьма перспективные методы, пока не нашедшие должного применения в промышленности. Они дают возможность обнаружить непроклеи, расслоения, воздушные включения, трещины, неоднородности по плотности, напряжения, с их помощью можно измерять геометрические размеры и т.п.
Радиационные методы неразрушающего контроля
Эти методы включают в себя регистрацию и анализ взаимодействующего с объектом проникающего ионизирующего излучения. Название «радиационные» может меняться на «рентгеновские, «нейтронные» и другие в зависимости от вида ионизирующего излучения. Чаще всего для контроля используется гамма- и рентгеновское излучение. Работа большинства методов основывается на том, что в местах дефектов возрастает плотность потока излучения. Радиационные методы неразрушающего контроля используют при контроле качества сварных и паяных швов, литья, определения качества сборочных работ, выяснения состояния закрытых полостей агрегатов и т.п. Наиболее распространенные радиационные методы - это рентгенография, рентгеноскопия и гамма-контроль.
Оптические методы
Оптические методы неразрушающего контроля регистрируют и анализируют параметры, присущие взаимодействующему с объектом оптическому излучению. Эти методы дают возможность обнаруживать пустоты, поры, расслоения, трещины, инородные включения, геометрические отклонения и внутренние напряжения в объектах контроля.
Наружный оптический контроль применяют для обнаружения дефектов практически любого из материалов. Внутренние дефекты с помощью этого метода можно обнаружить только в прозрачных материалах. Также производится контроль диаметров и толщины с помощью оптического способа, базирующегося на явлении дифракции. Шероховатость и сферичность выявляют методы, основанные на явлении интерференции.
Преимущества оптических методов неразрушающего контроля в их простоте, применении несложного оборудования и относительно небольшой трудоемкости. Поэтому они нашли применение на различных стадиях изготовления деталей и элементов конструкций.
Оптические приборы обладают невысокой чувствительностью и достоверностью, поэтому используются только для определения достаточно крупных трещин, коррозионных и эрозионных повреждений, открытых раковин, забоин. Они применяются также для обнаружения течей, загрязнений, наличия посторонних предметов и т.д. В строительстве методы неразрушающего контроля используются при измерении различных строительных элементов, строительных конструкций зданий и сооружений на отдельных этапах выполнения и после всех работ, контроле оборудования, приспособлений и оснастки для изготовления и монтажа элементов, разбивочных сетей и их элементов. Неразрушающий контроль используется при производстве линейных измерений, геодезическом контроле качества выполнения строительно-монтажных работ, при определении прочности бетона методом ударного импульса или методом отрыва со скалыванием или скалыванием ребра, при определении защитного слоя бетона, при тепловизионном контроле качества устройства ограждающих конструкций и в других случаях.
Список литературы
1. Обследование и испытание сооружений. Лужин О.В.:-Стройиздат 1987
