Тема 2. Дефектоскопия и толщинометрия строительных конструкций. Исследование и оценка прочностных характеристик и химического состава материалов строительных конструкций.

2.1. Назначение и область применения дефектоскопии и толщинометрии.

Дефектоскопия

Дефектоскопи́я (от лат. defectus — недостаток и ...скопия) – комплекс методов и средств неразрушающего контроля материалов и изделий с целью обнаружения дефектов. Дефектоскопия включает: разработку методов и аппаратуру (дефектоскопы и др.); составление методик контроля; обработку показаний дефектоскопов.

Неразрушающий контроль, к которому относят и проверку дефектоскопом, позволяет оценить состояние конкретного изделия или элемента конструкции на месте и без проведения испытаний. Инструмент незаменим в таких отраслях:

- строительство;

- машиностроение;

- производство металлопроката;

- энергетика;

- научно-исследовательские работы;

- химия;

- горная промышленность и т.д.

Вследствие несовершенства технологии изготовления или в результате эксплуатации в тяжёлых условиях в изделиях появляются различные дефекты – нарушения сплошности или однородности материала, отклонения от заданного химического состава или структуры, а также от заданных размеров. Дефекты изменяют физические свойства материала (плотность, электропроводность, магнитные, упругие свойства и др.). В основе существующих методов дефектоскопии лежит исследование физических свойств материалов при воздействии на них рентгеновских, инфракрасных, ультрафиолетовых и гамма-лучей, радиоволн, ультразвуковых колебаний, магнитного и электростатического полей и др.

Дефектоскопия – равноправное и неотъемлемое звено технологических процессов, позволяющее повысить надёжность выпускаемой продукции. Однако методы дефектоскопии не являются абсолютными, т.к. на результаты контроля влияет множество случайных факторов. Об отсутствии дефектов в изделии можно говорить только с той или иной степенью вероятности. Надёжности контроля способствует его автоматизация, совершенствование методик, а также рациональное сочетание нескольких методов. Годность изделий определяется на основании норм браковки, разрабатываемых при их конструировании и составлении технологии изготовления. Нормы браковки различны для разных типов изделий, для однотипных изделий, работающих в различных условиях, и даже для различных зон одного изделия, если они подвергаются различному механическому, термическому или химическому воздействию.

Применение дефектоскопии в процессе производства и эксплуатации изделий даёт большой экономический эффект за счёт сокращения времени, затрачиваемого на обработку заготовок с внутренними дефектами, экономии металла и др. Кроме того, дефектоскопия играет значительную роль в предотвращении разрушений конструкций, способствуя увеличению их надёжности и долговечности.

Толщинометрия

Толщинометрия – это метод исследования толщины и целостности материалов. Существуют ультразвуковой, магнитный, механический, вихретоковый и электромагнитно-акустический методы исследования. Чтобы выбрать оптимальный метод и, соответственно, прибор (толщиномер) для контроля толщины и целостности материала необходимо учесть множество факторов.

При толщинометрии длина участка контроля, на котором определяют отклонение толщины, всегда больше размеров дефекта.

Дефектоскопия и толщинометрия строительных материалов и конструкций принципиально не отличаются от таковых для контроля изделий из металлов. Однако положение усложняется существенной неоднородностью бетона и сходных с ним строительных материалов, приводящей к большому затуханию упругих волн и высокому уровню структурных шумов, затрудняющих контроль и снижающих его чувствительность.

Для проведения толщинометрии используются типовые преобразователи и образцы для настройки, входящие в комплект прибора. Толщину измеряют не менее чем в трех точках контролируемого элемента; в каждой точке - три замера, за результат принимают среднее арифметическое значение.

Отличия дефектоскопии от толщинометрии обусловлены различиями в характере решаемых ими задач.

Проведение работ по толщинометрии является одним из основных этапов диагностирования, поскольку полученные данные лежат в основе расчетов на прочность и определения ресурса оборудования.  

Анализ данных по толщинометрии позволяет оптимизировать периодичность проведения контроля, число и места измерений, а в целом своевременно проведенная профилактическая толщинометрия - избежать аварий, связанных с порывом изношенных участков труб, других элементов котлоагрегатов, что повышает надежность и безопасность их работы и экономически целесообразно.

Рациональна и производительна УЗ толщинометрия металлоконструкций различного назначения. Перед ее проведением дефектоскописту следует установить основные данные по эксплуатации объекта, первоначальную и минимально допустимую толщину металла контролируемых конструкций, определяемую из расчета на прочность и возможно зафиксированную в документации на оборудование. Периодичность контроля металлоконструкций объектов должна устанавливаться НТД с учетом скорости коррозионного износа.

В наиболее распространенных методах толщинометрии сигнал, являющийся основой для градуировки индикаторного прибора в значениях геометрической толщины, является функцией двух переменных: геометрической толщины и диэлектрической проницаемости материала контролируемого изделия. Поэтому точность измерения толщины определяется степенью однородности материала: чем более однороден материал, тем выше точность измерения толщины.  

Далее неразрушающими методами выполняют толщинометрию и дефектоскопию элементов и участков объекта, выявленных на предварительном этапе диагностирования и уточненных при визуальном контроле. При необходимости производят исследование структуры, определение химического состава и механических свойств материалов.