конструкции и капитальном ремонте зданий и сооружений, а также при изготовлении строительных конструкций.

Визуально-измерительный контроль качества является достаточно эффективным методом проверки и перепроверки качества строительно-монтажных работ, устройства строительных конструкций, в том числе сварных соединений (швов) и соответственно строительства в целом зданий и сооружений. Также является достаточно эффективным методом для оформления актов о завершении строительства зданий и сооружений, актов о вводе зданий и сооружений в эксплуатац ю, а также для оформления других технических актов при

СПракт ческ е работы с применением неразрушающего визуальнозмер тельного контроля качества предусматривают вы-

строительстве здан й сооружений.

цийных конструкц й, а менно:

полнен е работ по в зуальному и измерительному контролю сборных

и монол тных бетонных и железобетонных строительных конструк- , а также каменных, армокаменных и металлических строитель-

Сборных тельных конструкцийА.

1. монолитных етонных и железобетонных фундаментов, в том ч сле ростверков и свайных оснований.

2. и монолитных етонных и железобетонных строи-

3. Каменных и армокаменных строительных конструкций.

4. Металлических строительных конструкций.

Работы по организацииДнеразрушающего визуальноизмерительного контроля качества сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций, а также каменных, армокаменных и металлических строительных конструкций выполняются также с учетом требований и рекомендаций следующей норма- тивно-технической и нормативно-технологическойИдокументации, а

именно: 57, 58, 60-67, 226, 227, 233, 241243, 246-272, 273-308, 309384.

Практическая работа № 2 АКУСТИЧЕСКИЙ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

Общие положения, правила и контроль выполнения, а также требования к результатам работ по неразрушающему акустическому контролю качества определяются нормативными документами, в том числе требованиями государственных стандартов [69], [70], [72], [73], [74], [75].

22

Требования по неразрушающему контролю качества строительных конструкций, и в целом зданий, сооружений определяются сводами правил [10], [14]. При этом качество конструкционного материала определяется безотказностью его работы. С этой точки зрения отказ означает разрушение, ограниченное повреждение, потерю герметичности или накопление чрезмерных деформаций.

СВажнейшими показателями качества конструкционного материала являются характеристики сопротивления деформированию и разрушению.

В части акуст ческого неразрушающего контроля качества применяется понят е метода акустической эмиссии, что является процес- риаловсом излучен я распространяющихся в материале волн возмущений, вызванных д нам ческой локальной перестройкой структуры матепод действ ем внутренних напряжений, приводящих к изменению кр сталл ческой решетки материалов или движению микро- и

макро дефектовбА.

Акуст ко-эм сс онный метод контроля качества предусмат-

ривает основные тре ования к нему в том, что акустико-эмиссионный метод основан на рег страции и анализе акустических волн, возникающих в процессе пластической деформации и разрушения (роста трещин) контролируемых строительных конструкций, и соответственно в целом зданий, сооружений. Это позволяет формировать адекватную систему классификации дефектов и критерии оценки состояния строительных конструкций, основанныеДна реальном влиянии дефекта на строительные конструкции, и в целом на здания, сооружения. Другим источником акустико-эмиссионного метода контроля качества является истечение рабочего тела (жидкости или газа) через сквозные отверстия в контролируемом объекте.

-акустико-эмиссионный метод контроляИкачества обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности;

-акустико-эмиссионный метод контроля качества обладает весьма высокой степенью чувствительности к растущим дефектам, что позволяет выявить, в рабочих условиях, приращение трещины порядка долей мм. При развитии дефекта, когда его размеры приближаются к критическому значению, амплитуда акустико-эмиссионных сигналов и темп их генерации резко увеличивается, что приводит к

23

значительному возрастанию вероятности обнаружения такого источника акустико-эмиссионным методом контроля качества.

Акустико-эмиссионный метод контроля качества может быть использован для контроля строительных конструкций при их изготовлении, в процессе приемочных испытаний, а также при периодических технических обследованиях и в процессе эксплуатации строительных конструкций, и соответственно в целом зданий, сооружений.

Целью акустико-эмиссионного метода контроля качества является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источн ками акуст ческой эмиссии, связанными с несплошностя-

онного контроля качества должны быть, при наличии техниче-

Акуст ко-эм сс онный метод контроля качества может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний и предотвращения разрушения изделия (строительных конструкций).

Акустико-эмиссионный контроль качества позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках и фланцевых соединениях.

Акустико-эмиссионный контрольДлятехнического состояния обследуемых строительных конструкций, и в целом зданий, сооружений, проводится только при создании в строительной конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале строительных конструкций работу акустико-эмиссионных источников. этого строительные конструкции подвергаются нагружению силой, давлением, температурным полем и т.д. Выбор вида нагрузки определяется строительной конструкцией и условиями его работы, характером испытаний и приводится в "Программе работ по акустикоэмиссионному контролю объектов".

-акустико-эмиссионный метод контроля качества рекомендуется использовать для контроля промышленных объектов по следующим схемам, представляющим собой, как правило, варианты сочетания с другими методами неразрушающего контроля качества;

-проводят контроль качества одним или несколькими методами

неразрушающего контроля. При обнаружении недопустимых (по

24

нормам регламентируемых методов контроля) дефектов или при возникновении сомнения в достоверности применяемых методов неразрушающего контроля проводят контроль строительных конструкций, и в целом зданий, сооружений с использованием метода акустикоэмиссионного контроля качества.

Окончательное решение о допуске строительных конструкций, и Св целом зданий, сооружений в эксплуатацию или ремонте обнаруженных дефектов принимают по результатам проведенного акустико-

эмиссионного контроля качества.

В случае нал ч я в строительных конструкциях дефекта, выявленного одн м з методов неразрушающего контроля, акустико- ниторэмисс онный метод контроля качества используют для слежения (мо-

нга) за разв т ем этого дефекта.

Акуст ко-эм сс онный метод контроля качества может быть использован для оценки остаточного ресурса и решения вопроса относительнобАвозможности дальнейшей эксплуатации строительных конструкц й, в целом зданий, сооружений. Оценка ресурса производится с спользован ем специально разработанных методик, согласованных в установленном порядке. При этом достоверность результатов зависит от о ъема и качества априорной информации о моделях развития повреждений и состояния материала строительных конструкций, и соответственно в целом зданий, сооружений.

Для оценки результатов акустико-эмиссионного контроля рекомендуется выявленные и идентифицированныеДисточники акустикоэмиссионного метода контроля качества разделять на четыре класса:

- источник I класса - пассивный источник;

- источник II класса - активный источник;

- источник III класса - критически активный источник;

- источник IV класса - катастрофическиИактивный источник.

В качестве преимуществ акустико-эмиссионного контроля

качества, по сравнению с традиционными методами неразрушающего контроля, отмечается следующее:

- имеет низкую трудоемкость подготовительных работ и контроля, в десятки или сотни раз меньше, чем для других методов неразрушающего контроля (минимальное снятие изоляции, минимальная зачистка поверхности);

- метод не требует сплошного сканирования поверхности, т.е. позволяет устанавливать датчики на исследуемом объекте локально (площадь поверхности для установки датчика акустико-эмиссионного контроля от 10 см2 до 150 см2), что значительно снижает производственные затраты;

25

- по объему контроля акустико-эмиссионный контроль является глобальным, т.к. путем установки нескольких датчиков выполняется контроль всех строительных конструкций, и в целом зданий, сооружений, с определением мест возникновения и развития дефектов (режим локации). Это позволяет использовать данный метод для контроля недоступных поверхностей, а также осуществлять непрерывный контроль (мониторинг) зданий и сооружений во время функционирования и перейти от периодических технических освидетельствований к эксплуатации зданий и сооружений по их фактическому техническому состоян ю;

вительно опасных дефектов, и осуществляет их классификацию не по размерам, а по степени опасности. Это означает, в частности, что некоторые, например округлые дефекты, размер которых превышает браковочный уровень традиционных методов неразрушающего контроля, при использовании акустико-эмиссионного контроля качества могут попасть в класс неопасныхД, поскольку существуют и не развиваются во время работы зданий и сооружений. Это позволяет обоснованно отменить остановку работы зданий и сооружений, и отменить ремонтные работы, которые в ряде случаев только снижают надежность строительных конструкций, и в целом зданий, сооружений;

- акустико-эмиссионный метод обладает универсальностью по отношению к выбору диагностируемых строительных конструкций, и в целом зданий, сооружений, т.е. может быть использован без ограничений для диагностики любых строительных конструкций, и в целом зданий и сооружений, где может быть обеспечено изменение давле-

26

-высокаябАточность и скорость исследования, а также низкая стоимость ультразвукового контроляДкачества;

-безопасность проведения исследования для человека, в отличие, к примеру, от рентгеновской дефектоскопии;

-высокая мобильность исследования, вследствие применения портативных ультразвуковых дефектоскопов;

-возможность проведения ультразвуковогоИконтроля качества, в отдельных случаях, на действующих зданиях и сооружениях, т.е. на время проведения ультразвукового контроля качества не требуется

выведения контролируемых строительных конструкций, и в целом зданий, сооружений, из эксплуатации;звукаультразвуковыхматериалахзвукаПараметры выявленных дефектов определяются с помощью

оружения, не повреждается.

К основным недостаткам ультразвукового контроля качества относятся:

- при ультразвуковой дефектоскопии невозможно дать точный ответ на вопрос о реальных размерах дефекта, т.к. размер дефекта оп-

27

ределяется его отражательной способностью и поэтому по результатам контроля дается эквивалентный размер дефекта.

К недостаткам ультразвукового контроля качества относятся: - в случаях, если имеются в строительной конструкции 2-а реальных дефекта одного размера и одной формы и расположенные на одной глубине, но один из дефектов заполнен воздухом, а другой дефект заполнен шлаком, поэтому они будут давать отраженные импульсы различной амплитуды, и соответственно будут оценены как дефекты, имеющие различные размеры. Следует отметить, что неко-

ло, невозможно однозначно охарактеризовать дефект (шлаковое включен е, вольфрамовое включение и другие включения);

- меются трудности исследования при ультразвуковом контроле качества металловАс крупнозернистой структурой, из-за большого рассеивания и сильного затухания ультразвуковых волн;

- трудоемкий процесс подготовки поверхности металлических строительных конструкций к ультразвуковому контролю качества (ввод ультразвуковых волн в металлическиеДконструкции). А именно выполнение очистки поверхности металлических строительных конструкций от загрязнений, отслаивающейся окалины, ржавчины, брызг расплавленного металла и других работ. Создание необходимой шероховатости поверхности строительных конструкций не менее Rz 40, и волнистости поверхности не более 0,015, тИ.к. даже небольшой воздушный зазор между пьезоэлектропреобразователем и металлической строительной конструкцией может стать неодолимой преградой для распространения ультразвуковых волн;

- требуется необходимость нанесения на контролируемый участок металлической строительной конструкции, после его зачистки непосредственно перед выполнением ультразвукового контроля качества, контактных жидкостей (специальные гели, глицерин, машинное масло, и другие типы масел), для обеспечения стабильного акустического контакта.

Практические работы с применением акустического нераз-

рушающего контроля качества предусматривают выполнение работ по данному контролю качества сборных и монолитных бетонных и

28

железобетонных строительных конструкций, а также металлических строительных конструкций, а именно:

1. Сборных и монолитных бетонных и железобетонных фундаментов, в том числе ростверков и свайных оснований.

2. борных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций.

3. Металлических строительных конструкций.

Работы по организации акустического неразрушающего контроля качества сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций, а также металлических строительных

241-243, 246-272, 309-384.

бАПрактическая работа № 3

ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЙ НЕР ЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

Общие положения, правила и контроль выполнения, а также требования к результатам ра от по виброакустическому неразрушающему контролю качества определяются нормативными документами, в том числе требованиямиДгосударственных стандартов [85], [86], [87], рукододящего документа[91] и стандартов организаций

[93], [95].

Виброакустический неразрушающий контроль качества основан на регистрации и анализе параметров виброакустических сигналов (колебаний), возникающих при работеИконтролируемых строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений. В числе методов неразрушающего контроля одним из самых современных является вибродиагностический неразрушающий контроль.

Виброакустическая диагностика оборудования (вибродиагно-

стика) представляет собой техническую диагностику, основанную на измерении и анализе вибрации строительных конструкций, и в целом зданий и сооружений, диагностирования. Этот метод необходим для того, чтобы осуществлять мониторинг за состоянием оборудования, не останавливая его работу и не прерывая производственный процесс. Любая вибрация является колебаниями и представляет собой совокупность различных частот. Если осуществлять замеры и изучить ам-

29

плитуды этих частот, то можно узнать, в каком состоянии находится оборудование. При этом для сбора подобной информации нужна специальная высокочувствительная аппаратура.

Вибродиагностический метод неразрушающего контроля ис-

пользуется при контроле работы оборудования, в конструкции которых есть гидрооборудование, колесно-редукторные блоки и т.д. Это Смогут быть турбоагрегаты тепловых электростанций, газовые турбины, гидротурбины и гидрогенераторы, при этом необходимо прово-

дить вибродиагностику фундаментов турбин и т.п.

помощью в бродиагностического метода контроля выявляют дисбаланс ротора, дефекты электродвигателей, такие как неравномер- нияный воздушный зазор между статором и ротором, ослабление креплеобмоток статора пр. Данный метод определяет отсутствие соосности валов, дефекты приводных муфт, дефекты подшипников

-в ходебАпервого этапа описывается вибрационный процесс, в процессе которого сопровождается работа оборудования и проводится контрольное измерение параметров вибрации;

-на втором этапе выявляются и описываются признаки, которые характеризуют состояние техническогоДустройства, вибрации которого были определены. Описанные признаки и полученные результаты измерений сравниваются с данными, которые должны быть у механизма согласно ГОСТ или технической документации;

-на третьем, завершающем этапе принимается решение, может ли контролируемые строительные конструкцииИ, и в целом здания, сооружения использоваться дальше, или необходим ремонт строительных конструкций или необходимо их усиливать.

Выбор диагностических параметров вибрации зависит от ти-

пов исследуемых механизмов, амплитудного и частотного диапазона измеряемых колебаний, а именно:

-в низкочастотном диапазоне осуществляются замеры параметров виброперемещения;

-в среднечастотном диапазоне осуществляются замеры параметров виброскорости;

-в высокочастотном диапазоне осуществляются замеры пара-

метров виброускорения.3скольжен я качен я, ременных и зубчатых передач, дефекты ком-прессоровляет

30

При этом виброперемещение представляет интерес в тех случаях, когда необходимо знать относительное смещение строительных конструкций, и в целом зданий и сооружений или их деформацию. Если исследуется эффективность вибрационных машин, а также воздействие вибраций на организм человека, то изучается скорость вибрации, поскольку именно она определяет импульс силы и кинетическую энергию. При оценке надежности строительных конструкций, и в целом зданий, сооружений основным измеряемым параметром яв-

Сизмерен я параметров относительной вибрации на основе использо- измеренвания опт ческ х рад оволновых и других электромагнитных полей.

ляется виброускорение.

В бесконтактных змерителях реализуют кинематический метод

На большее пр менение в бесконтактной вибродиагностике нашли опт ческ е методы и средства измерения параметров вибрации, которые по спосо у выделения информации об измеряемом параметре делятбАна ампл тудные и частотные. К амплитудным методам й относят фотоэлектронные, дифракционные и интерференционные методы змерения, а также методы с использованием про-

странственной модуляц и светового потока.

Измерение параметров ви рации, основанное на измерении частоты излучения оптического квантового генератора, отраженного от строительных конструкций, проводят измерительными устройствами, действие которых основано на использовании эффекта опплера.

При этом преобразователиДзначений вибрации в электрический сигнал делят на два класса:

- генераторные, преобразующие энергию механических колебаний в электрическую;

- параметрические, преобразующие механические колебания в изменение параметров электрических цепейИ, например, индуктивности, емкости, активного сопротивления, частоты или сдвига фаз и т.д.

Для вибродиагностики оборудования машин и механизмов используют в основном пьезоэлектрические и электродинамические преобразователи, относящиеся к генераторным, а также индуктивные, вихретоковые и емкостные, относящиеся к параметрическим.

Пьезоэлектрические преобразователи применяют для выполнения измерений параметров абсолютных колебаний не вращающихся частей механизмов, а также строительных конструкций.

При этом пьезоэлектрические преобразователи обладают высокими метрологическими свойствами, широким амплитудным и частотным диапазоном, высокой надежностью и сравнительно низкой стоимостью работ по неразрушающему контролю качества.

31

Основными недостатками пьезоэлектрических преобразователей является высокое выходное сопротивление и низкая помехозащищенность, при этом в меньшей степени эти недостатки свойственны пьезорезистивным преобразователям, относящимся к классу параметрических преобразователей.

Применение методов виброакустической диагностики, обеспечивающих неразрушающий контроль качества изготовления и ремонта машинного оборудования без его демонтажа, упрощает технологию контроля качества, экономит рабочее время, снижает стоимость оборудован я. При этом проведение диагностических мероприятий

длевает срок служ ы строительных конструкций, и в целом зданий и сооружен й, что уменьшает стоимость их эксплуатации за счет экономии денежных средствА.

неразрушающий контроль качества применяется в промышленном строительстве, а именно:

1. В тепловой энергетике для выполнения работ по:

- вибродиагностике турбоагрегатовДтепловых электростанций различной мощности (включая 800 МВт) с приведением их к норма- тивно-техническим требованиям;

- вибродиагностике тепловых расширений турбин; - вибродиагностике деформаций цилиндров низкого давления

паровых турбин, а также определение аномалийИ, вызывающих вибрации на подшипниках цилиндров низкого давления;

- диагностике "кручения" ригелей фундаментов турбин; - определению маневренных характеристик агрегата, улучшение

режимов пусков и остановов агрегата; - вибрационной диагностике турбоагрегатов (валопроводы, ро-

торы турбин, опоры, фундаменты, роторы и статоры генераторов); - динамической балансировке валопроводов в собственных

подшипниках и отдельных роторов на балансировочных станках с устранением сложных форм неуравновешенности;

- проведению сложных вибрационных исследований с применением модального анализа статорных систем (статоры турбоагрегатов, гидроагрегатов, сосудов, поверхностей нагрева и трубных систем).

32

В атомной энергетике для выполнения работ по контролю вибрации на турбоагрегатах атомных электростанций мощностью до

1000 МВт.

2. В гидроэнергетике для выполнения работ по комплексной вибрационной диагностике гидротурбин и гидрогенераторов.

В газовой промышленности для выполнения работ по вибродиагностике газовых турбин.

3. В химической, нефтехимической и металлургической про-

мышленности для выполнения работ по вибродиагностике различного роторного оборудован я.

лансировки роторов в со ственных опорах, диагностики состояния ков;

- экспертные с стемы оценки состояния оборудования; - стац онарные системы непрерывного контроля вибрации и

защиты; - стендовые комплексы диагностики подшипников и электро-

двигателей.

Также применяются следующие анализаторы вибрации: - виброанализаторы; Д - переносные виброметры (измерители вибрации); - сканирующие виброметры; - стационарные виброметры; - модульные виброметры.

Практические работы с применениемИвиброакустического неразрушающего контроля качества предусматривает выполнение работ по данному контролю качества сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций, а также металлических строительных конструкций, а именно:

1.Сборных и монолитных бетонных и железобетонных фундаментов, в том числе ростверков и свайных оснований.

2.Сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций.

3.Металлических строительных конструкций.

Работы по организации виброакустического неразрушающего контроля качества сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций, а также металлических строительных

33

конструкций выполняются также с учетом требований и рекомендаций следующей нормативно-технической и нормативнотехнологической документации, а именно: 88-90, 92, 94, 96, 97, 226, 227, 233, 241-243, 246-272, 309-384.

Практическая работа № 4

СВИХРЕТОКОВЫЙ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

Общие положения, правила и контроль выполнения, а также требован я к результатам работ по вихретоковому неразрушающему

контролю качества определяются нормативными документами, в том анализечисле требован ями государственных стандартов [98], [99], [100] и руководящего документа [103].

В хретоковый неразрушающий контроль качества основан на вза модейств я электромагнитного поля вихретокового преобразователябАс электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контрол руемых конструкциях, и соответственно в целом в зданиях

и сооружен ях.

В в хретоковом методе контроля качества используется эффект воздействия вихревых токов, возбуждаемых в проводящих строительных конструкциях, и соответственно в целом в зданиях и сооружениях, на электрические параметры преобразователя.

Вихретоковый метод контроля качества применяется только для контроля качества изделий из электропроводящих материалов.

При этом вихревые токи возбуждаютДв строительных конструкциях, и в целом в зданиях и сооружениях, с помощью преобразователей в виде катушки индуктивности, питаемой переменным или импульсным током. Воздействие переменного тока от генераторной катушки приводит к возникновению противодействующихИвихревых токов в толще металлических конструкций (металла), и соответственно в целом зданий и сооружений.

Классификация вихретокового неразрушающего контроля качества определена по следующим характеристикам:

1. По характеру взаимодействия физических полей с контролируемыми строительными конструкциями, и соответственно в целом со зданиями и сооружениями:

- прошедшего излучение; - отраженного излучения;

2. По первичному информативному параметру:

-амплитудный;

-фазовый;

34

-частотный;

-спектральный;

-многочастотный;

3. По способу получения первичной информации:

-трансформаторный;

-параметрический.

Методы вихретокового неразрушающего контроля качества указаны в табл. 3.

35

Приборы для выполнения работ по вихретоковому неразрушающему контролю качества строительных конструкций, и в целом зданий сооружен й, а именно:

фектоскоп с функц ональными возможностями для решения всего

ток) вихретоковые преобразователиДделятся на абсолютные и дифференциальные. Выходной сигнал абсолютного вихретокового преобразователя определяется абсолютным значением параметров строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений, а дифференциального вихретокового преобразователя приращениями этих параметров.

Основные технические характеристики дефектоскопов:

Типы преобразователей по способу соединения катушек (обмо- И

Толщинометры - это приборы для измерения толщины контрольных строительных конструкций и покрытий на них, в частности прибор МВП-2М - это экспертный инструмент для решения различных задач вихретокового (электромагнитно-индукционного) метода контроля качества, при этом решение конкретных задач зависит от подключенного к нему преобразователя.

36

- накладные вихретоковые преобразователи располагают вблизи поверхности деталей, изделий и строительных конструкций, они имеют одну или несколько измерительных обмоток;

- Проходные вихретоковые преобразователи делятся на наружные, внутренние и погружные. Отличительная особенность проходных вихретоковых преобразователей в том, что в процессе контроля качества они проходят либо снаружи деталей, изделий и строитель-

Сных конструкций, охватывая их, либо внутри деталей, изделий и строительных конструкций, либо погружаются в жидкий контрольный объект.

При этом накладными вихретоковыми преобразователями кон- рукциитролируют в основном детали, изделия и строительные конструкции с плоскими поверхностями и детали, изделия и строительные констсложной формы. Эти преобразователи применяются также, когда требуется о еспечить локальность и высокую чувствительность

контроля качествабА.

Наружными проходными вихретоковыми преобразователями контрол руют л нейно-протяженные материалы, изделия и строительные конструкц (металлическую проволоку, прутки, трубы и т.д.). Наружные проходные вихретоковые преобразователи применяются и при массовом контроле качества мелких изделий и деталей для строительных конструкций.

Внутренними проходными вихретоковыми преобразователями контролируют внутренние поверхности труб, а также стенки отверстий в различных деталях, изделияхДи строительных конструкциях.

Комбинированные преобразователи представляют собой комбинацию накладных и проходных вихретоковых преобразователей.

При этом в трансформаторных вихретоковых преобразователях, имеющих как минимум две обмотки (возбуждающую и измерительную), параметры контрольных деталей, изделийИи строительных конструкций преобразуются в напряжение измерительной обмотки.

В параметрических вихретоковых преобразователях, имеющих, как правило, одну обмотку, - в комплексное сопротивление.

Преимущество параметрических вихретоковых преобразователей заключается в их простоте, а недостаток, который в трансформаторных вихретоковых преобразователях выражен значительно слабее, от выходного сигнала зависящего от температуры преобразователя.

Преимущества вихретоковых преобразователей:

- электрическая природа сигнала и быстродействие позволяет легко автоматизировать вихретоковый контроль качества;

39

- значительная скорость и простота вихретокового неразрушающего контроля качества;

- отсутствие необходимости электрического и даже механического контакта вихретокового преобразователя с контролируемыми строительными конструкциями, и соответственно в целом зданиями и сооружениями;

- возможность контроля слоев металла небольшой толщины, а Стакже быстро движущихся изделий и строительных конструкций.

Недостатки вихретоковых преобразователей:

- нет возможности проводить вихретоковый контроль вблизи источн ка магн тных волн;

- неточность определения толщин шероховатых поверхностей изделийзаключения, стро тельных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружен й;

- в хретоковый контроль качества осуществляется только элек-

-в настоящбАй момент вихретоковый метод неразрушающего контроля качества является одним из самых точных методов контроля, в том числе технической диагностики, толщинометрии и дефектоскопии. Высокая точность вихретокового метода контроля возможна только благодаря высокоточным приборам вихретокового контроля,

основанным на вихретоковых преобразователях контроля. Современный вихретоковый неразрушающийДконтроль качества позволяет диагностировать самые разные электропроводящие материалы (металлы, сплавы, графит, полупроводники), а также изделия, строительные конструкции, и соответственно в целом здания и сооружения;

-при помощи вихретокового метода контроля обнаруживают несплошности, измеряют точные размеры, выявляютИвибрации, определяют физико-механические характеристики и состояние изделий, строительных конструкций, и в целом зданий и сооружений. В настоящее время данный метод контроля позволяет выполнять техническую диагностику изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений.

К преимуществам вихретокового неразрушающего контроля

качества относятся, прежде всего, высокая чувствительность к микроскопическим дефектам, которые находятся на поверхности либо в непосредственной близости от исследуемого участка металлических строительных конструкций, и в челом зданий и сооружений. Вихретоковый неразрушающий контроль качества эффективен в случаях,

40

когда между исследуемыми изделиями, строительными конструкциями и вихретоковым преобразователем есть небольшой зазор (от нескольких долей миллиметра до нескольких миллиметров);

- вихретоковый метод неразрушающего контроля качества привлекателен еще и сравнительно высокой скоростью проведения диагностики, даже если изделие и строительные конструкции имеют сложную геометрию, или находятся в труднодоступном месте для контроля. В данных случаях вихретоковый метод контроля качества возможен и эффективен.

Практ ческ е работу с применением вихретокового неразрушающего контроля качества предусматривают выполнение работ по данному контролю качества сборных и монолитных бетонных и

Работы по орган зации вихретокового неразрушающего контроля качества с орных и монолитных бетонных и железобетонных

Общие положения, правила и контроль выполнения, а также требования к результатам работ магнитного неразрушающего контроля качества определяются нормативными документами, в том числе требованиями: государственных стандартов [105], [106], [107], [108],

[109]и стандартов организаций [117], [118].

Внастоящее время широко применяются различные физические методы и средства неразрушающего контроля качества металлов, металлических изделий и металлических строительных конструкций, и в целом зданий и сооружений, позволяющие осуществлять проверку

41

качества строительной продукции без нарушения ее пригодности к использованию по назначению.

При этом все дефекты, как известно, вызывают изменение физических характеристик металлов и сплавов, а именно плотности, электропроводности, магнитной проницаемости, упругих свойств и т. д.

И соответственно основными задачами магнитного неразрушающего контроля качества определяются 3-и направления:

- контроль сплошности – это дефектоскопия; - оценка физико-механических свойств – это структуроскопия; - змерен е размеров – это толщинометрия.

При этом по способу получения первичной информации различают следующ е методы магнитного неразрушающего контроля:

позволяют решать все названные выше задачи магнитного контроля качества металл ческ й изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений.

Часто применяемые типы магнитных преобразователей - это феррозондовые, гальваномагнитные и индукционные преобразователи, при этом:

- магнитный порошок является не магнитным преобразователем, в общепринятом смысле, а является индикаторным материалом;

- магнитная лента также не является преобразователем в общепринятом смысле, а является индикаторным материалом;

- магнитооптический - это новый тип магнитного преобразователя для осуществления магнитного неразрушающего контроля качества металлических изделий и строительных конструкций.

Магнитопорошковый метод нашел наибольшее применение среди других методов магнитного контроля качества благодаря легкости и простоты получения требуемого результата. Примерно 80% всех контролируемых деталей, изделий и строительных конструкций из ферромагнитных материалов проходят магнитный контроль качества именно этим методом. Высокая универсальность, чувствительность, относительно низкая трудоемкость магнитопорошкового метода кон-

42

троля и ее простота обеспечили ему довольно широкое применение в промышленности, строительной сфере и на транспорте.

Для обнаружения магнитного поля рассеяния на контролируемые зоны деталей, изделий и строительных конструкций наносится магнитный порошок. Нанесение магнитного порошка на контролируемую поверхность деталей, изделий и строительных конструкций осуществляется двумя методами («сухим» или «мокрым»).

Свзвеси ферромагн тных частиц в нетоксичных жидких средах (трансформаторное масло, смесь керосина с трансформаторным маслом, раствор ант корроз онных веществ в обыкновенной воде).

В случае «сухого» метода для обнаружения дефектов после намагничивания наносится ферромагнитный порошок. При использо-

вании «мокрого» метода контроля на намагниченную деталь, изделие или стро тельную конструкцию наносится магнитная суспензия, т.е.

Магн тное поле рассеяния обнаруживается тем, что на ферро-

сок или цепочексоб, полностью передавая структуру дефекта изделия или строительной конструкцииА. Полоски из магнитных частичек по своим размерам о ычно превышают ширину дефекта, поэтому этот метод контроля идеален для выявления даже маленьких трещин, надрывов, волосовины и других мелких дефектов.

част цы порошка действуют пондеромоторные силы этого поля, которые стремятся затянуть эти частицы в места наибольшей

Магнитографический методДнеразрушающего контроля качества основан на обнаружении магнитных полейИрассеяния, возникающих в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий, деталей и строительных конструкций. При этом поля рассея-

Магнитно-порошковый метод нашел широкое применение на заводах промышленности, строительной индустрии, а также на ремонтных предприятиях и в эксплуатационных подразделениях при

технической эксплуатации зданий и сооружений.

ния от дефектов фиксируются в виде магнитных отпечатков на эластичном магнитном носителе (магнитной ленте), которая плотно прижата к поверхности контролируемого сварного шва строительной конструкции.

Процесс магнитного неразрушающего контроля качества состоит из 2-х основных операций:

- намагничивание изделий и строительных конструкций специальными устройствами, при этом поля дефектов записываются на магнитную ленту;

43

- воспроизведение или считывание записи с магнитной ленты, осуществляемого магнитографическим дефектоскопом.

Магнитографическим методом контролируются стыковые сварные соединения стали толщиной от 4 до15 мм, которые выполнены автоматической сваркой под флюсом. Сварные швы, которые выполнены вручную, могут контролироваться магнитографическим методом только при отсутствии на их поверхности грубой чешуйчатости и значительных наплывов.

Магнитографическим методом лучше всего обнаруживаются тонкие продольные трещины и узкие непровары глубиной 10% и более толщ ны сварного шва. Значительно хуже определяются широкие непровары ли од ночные поры и шлаковые включения после сварки

сложных поверхностяхспособностьв узких зазорах.

Недостатки магнитопорошковогоАнеразрушающего метода контроля качества следующие:

- необходимость вторичного преобразования информации, регистрируются только составляющие магнитных полей вдоль поверхно-

сти магнитной ленты;

Магнитоферрозондовый методДнеразрушающего контроля ка-

- сложность размагничивания и хранения магнитной ленты, не-

обходимость предотвращать воздействие внешних магнитных полей.

чества основан на использовании феррозондов в качестве первичных преобразователей. Обладая высокой чувствительностьюИферрозонды способны обнаруживать поверхностные дефекты глубиной около 0,1 мм и дефекты глубиной 0,1—0,5 мм, которые расположены на глубине до 10 мм. Метод феррозондов позволяет создавать полностью автоматизированные установки, обладающие достаточно высокой производительностью работ.

К достоинствам магнитоферрозондового метода контроля качества необходимо отнести следующее:

- использование статических магнитных полей, которые сравнительно глубоко проникают в контролируемые изделия и строительные конструкции, что позволяет обнаруживать как поверхностные, так и дефекты расположенные на глубине залегания до 40 мм;

44

- измерение градиента не в материале детали, изделия и строительных конструкций, а над их поверхностями. Это значительно снижает требования к качеству поверхности, при этом шероховатость на литых деталях может превышать Rz320, а при контроле сварных швов по валику усиления шероховатости могут достигать Rz1500. Также зазор между преобразователем и контролируемой поверхностью изделий и строительных конструкций, обусловленный наличием загрязне-

СНедостатки магн тоферрозондового метода контроля обусловлены следующ ми тре ованиями:

ний, может достигать 4 мм;

- высокую чувствительность, особенно к усталостным трещинам (выявляются усталостные трещины с шириной раскрытия от 1 мкм и глуб ной от 50 мкм). По этому показателю феррозондовый ме-

тод пр бл жается к магнитопорошковому методу контроля.

струкцвающихй) намагн ч устройств, а также приборов для изме-

- жестк ми тре ованиями к намагничиванию контролируемых

оборудован с помощью специальныхАнастроечных образцов с моделями дефектов.

деталей, здел й строительных конструкций, что требует создания

уникальных (для каждого типа деталей, изделий и строительных кон-

рения магн тных полей (полемеров) и соответствующего метроло-

При этом градиент над каждым дефектом должен находиться в пределах малого допуска и соответственно для контроля градиента на настроечном образце требуется приборДдля измерения градиента напряженности магнитного поля (градиентометр) и соответствующее метрологическое оборудование.

Индукционный метод магнитного неразрушающего контроля качества основан на регистрации магнитных полей контрольных деталей, изделий, строительных конструкций,Ии в целом зданий и сооружений индукционными преобразователями.

Метод индукционного магнитного контроля пригоден для контроля качества изделий и строительных конструкций с постоянным по длине сечением прутков, труб, рельс, канатов и т.п.

На практике используется множество приборов (дефектоскопов), основанных на индукционном методе магнитного контроля.

Индукционный метод магнитного контроля качества может использоваться для контроля сварных труб, перемещающихся относительно индукционной головки.

45

При этом индукционная катушка наматывается на сердечнике из металла с высокой магнитной проницаемостью и вместе они составляют магнитную индукционную головку.

Индукционный метод отличается повышенной надежностью и может работать в сильных магнитных полях, при этом требуется перемещение магнитной головки с постоянной скоростью вдоль направления магнитного поля, а также необходимо, чтобы щель рабочего зазора в индукционном сердечнике была перпендикулярна к направлению движения магнитной головки. Данный метод рационально применять при большой длине сварных швов.

ущественным недостатком индукционного метода магнитного

специальной зовании магнбАтного потока, рассеиваемого в местах расположения де-

фектов сварных швов, а также для наведения электродвижущей силы в магн тной катушке, передвигаемой вдоль свариваемых

кромок здел й стро тельных конструкций.

Работа ндукц онного метода основывается в наведении и усилении индукционного тока и подаче его на телефон и сигнальную лам-

пу или специальный магнитоэлектрический прибор. При этом по звуку,

а также по отклонению стрелки прибора или зажиганию специальной лампы определяют расположение дефекта.

типа МД-138 обнаруживает поверхностныеДдефекты глубиной более 0,20 мм, а также под поверхностные дефекты металлических труб, изделий и строительных конструкций.

Индукционный магнитный контроль качества изделий, строительных конструкций, и в целом зданий и сооружений производят

дефектоскопом типа МД-138.

Особенностью данного дефектоскопа является использование

бесконтактной поперечной системы намагничивания. Дефектоскоп И

Для контроля качества холоднокатанных и холоднотянутых металлических труб предусмотрены индукционные дефектоскопы типа ДК, а для контроля холоднокатанных металлических полос для изготовления строительных изделий и конструкций предусмотрены дефектоскопы типа МД.

Также на основе феррозондовых магнитных преобразователях созданы установки УФКТ-1М и МД-10Ф, которые применяются для контроля качества ферромагнитных металлических изделий и строительных конструкций. С помощью данных установок выявляются во-

46

лосяные трещины и раковины в стенках металлических труб, а также в изделиях и строительных конструкциях.

Практические работы с применением магнитного неразрушающего контроля качества предусматривают выполнение работ по данному контролю качества сборных и монолитных железобетонных строительных конструкций, а также металлических строительных конструкций, а именно:

струкц й.

именно а : 110бА-116, 119, 226, 227, 233, 241-243, 246-272, 309-384.

3. Металл ческ х строительных конструкций.

Работы по орган зации магнитного неразрушающего контроля

качества сборных монолитных железобетонных строительных конструкц й, а также металлических строительных конструкций выполняются также с учетом тре ований и рекомендаций следующей нор- мативно-техн ческой нормативно-технологической документации,

Практическая работа № 6 ОПТИЧЕСКИЙ НЕР ЗРУШ ЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

Общие положения, правила и контроль выполнения, а также

требования к результатам работ по оптическому неразрушающему контролю качества определяются нормативными документами, в том числе требованиями государственных стандартов [120], [121].

Оптическое излучение или свет образует электромагнитное излучение с длиной волны 10-3 - 103 мкм, в котором принято выделять ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра с дли-

нами волн соответственно: 10-3 ... 0,38; 0,38 ... 0,78 и 0,78 ... 103 мкм.

Основными информационными параметрами деталей, изделий и строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений, которые определены оптическим контролем, являются их спектральные и интегральные фотометрические характеристики, в общем случае зависят от строения вещества, его температуры, физи-

47

ческого (агрегатного) состояния, микрорельефа, угла падения излучения, степени его поляризации, длины волны и т.д.

При этом к числу дефектов, обнаруживаемых неразрушающими методами оптического контроля качества, относятся пустоты (нарушения сплошности), расслоения, поры, трещины, включения инородных тел, внутренние напряжения, изменение структуры материалов и их физико-химических свойств, отклонения от заданной геометрической формы и т.д.

помощью методов оптического контроля качества выявляются

рукции, соответственнобАв целом на здания и сооружения (объекты контроля) определяется по следующим признакам:

1. По характеру взаимодействия оптического излучения с контролируемыми деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом со зданиями и сооружениями (объекты контроля) методы оптического неразрушающего контроля качества классифицируются на:

нован на регистрации параметровДоптического излучения (эмиссии), генерируемого объектами контроля при постороннем воздействии возбуждение;

- метод собственного оптического излучения, который основан на регистрации параметров собственного излучения (эмиссии) объек-

тов контроля;

- метод прошедшего оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения, прошедшего сквозь объекты контроля;

- метод индуцированного оптического излучения, который ос- И

- метод поглощенного оптического излучения, который основан на анализе параметров поглощения оптического излучения объектами контроля;

- метод отраженного оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения, отраженного от объектов контроля;

48

- метод рассеянного оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения, рассеянного от объектов контроля;

- метод люминесцентного оптического излучения, который основан на регистрации люминесцентного излучения объекта контроля и на анализе параметров люминесценции. При этом люминесцентный метод является частным случаем метода рассеянного оптического из-

Случения.

2. По первичному информативному физическому параметру контрол руемых деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений (объекты контроля) мето-

импульсовды опт ческого неразрушающего контроля качества классифицируются на:

- ампл тудный метод оптического излучения, который основан на рег страц мощности или интенсивности оптического излучения

после его взанабегамодейств я с о ъектом контроля или иных энергетических характер ст к, а именно мощности потока, энергии световых

, освещенности поверхности объекта, яркости объекта; - фазовый метод оптического излучения, который основан на ре-

-поляризационныйАметод оптического излучения, который основан на регистрации поляризационных характеристик оптического излучения после его взаимодействияДс объектом контроля, а именно ориентации линейной поляризации, направления вращения циркулярной поляризации, коэффициента эллиптичности и ориентации осей эллиптически поляризованной волны, параметров Стокса;

-геометрический метод оптического излучения, который основан на регистрации направления распространенияИоптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а именно разности углов распространения световых волн или угла отклонения световой волны;

-спектральный метод оптического излучения, который основан на регистрации и анализе спектральных характеристик оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а именно спектров (сплошных, фрагментированных, дискретных), спектральных величин, характеризующих разные шкалы (длины волны, опти-

ческой частоты, энергии световых квантов, разности частот и энер- гий);гистрац фазовых параметров оптического излучения после его

49

- временной метод оптического излучения, который основан на регистрации временных характеристик оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а именно времени прохождения оптического излучения через объект контроля, времени задержки, времени нарастания или спада;

- пространственный метод оптического излучения, который основан на регистрации пространственных характеристик оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а также физических характеристик оптического излучения как функции одной двух или трех коорд нат, это соответственно методы с одномерным (1D), двумерным (2D), трехмерным (3D) разрешением.

деталями, здел ями, строительными конструкциями, и соответственно в целом здан ями и сооружениями (объектами контроля):

3. По способу получения первичной информации контролируе-

приборов устройств и А;

щим пам:

3.1. По спосо у в зуального наблюдения за контролируемыми

а) в зуальный метод, который основан на наблюдении и анализе объектов контроля глазами оператора без использования оптических

б) визуально-оптический метод, который основан на наблюдении и анализе объектов контроля с помощью оптических устройств и приборов, в данном методе имеетДместо непрерывный ход лучей между глазами оператора и объектами контроля. При этом визуальный и визуально-оптический методы объединяют под общим названием, а именно прямой визуальный контроль;

-телевизионный метод, который основан на визуальном анализе изображения контролируемых объектов, регистрируемого оптикоэлектронными устройствами, а также средствами фото- и видеотехники, по основному оптическому явлению (эффекту), сопровождающему взаимодействие оптического излучения с объектами контроля;

-дифракционный метод оптического излучения, который основан на анализе дифракционной картины, получаемой при взаимодействии когерентного оптического излучения с объектами контроля;

-интерференционный метод оптического излучения, который основан на анализе интерференционной картины, получаемой при взаимодействии когерентных волн, опорной и модулированной объ-

ектами контроля. При этом есть частные случаи, а именно голографический метод и методы оптической когерентной томографии;И

50

- рефракционный (рефрактометрический) метод оптического излучения, который основан на анализе параметров оптического излучения после его преломления объектами контроля;

- фазово-контрастный метод оптического излучения, который основан на трансформации разности фаз оптического излучения в различие интенсивности и визуализацию или фото регистрацию данного контраста.

3.2. По виду зондирующего оптического излучения за контролируемыми деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом зданиями и сооружениями (объектами контроля) имеют следующую классификацию:

- когерентный метод оптического излучения, который основан

ли

излучен я, который основан на измерении параметров оптического

импульснопериодического оптического излучения; - модуляционный метод оптического излучения.

объекты

3.3. По спосо у о ра отки (преобразования) оптического излучения после его взаимодействия с деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом со зданиями и сооружениями (объектами контроля) имеют следующую классификацию:

-метод фильтрации оптического излучения, который основан на анализе изображения объектов контроля с помощью оптического фильтра. При этом в зависимости от типа фильтра метод фильтрации оптического излучения может осуществлять функции спектральной фильтрации объектов контроля или пространственной (угловой) фильтрации изображения объектов контроля, что определяет его как метод согласованной пространственной фильтрации;

-стробоскопический метод оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения в определенные отдельные интервалы времени после его взаимодействия с объектами;

-многоканальный метод оптического излучения;

-дифференциальный метод оптического излучения;

-корреляционный метод оптического излучения.ДИ

51

4. По способу воздействия на детали, изделия, строительные конструкции, и соответственно в целом на здания и сооружения (объекты контроля) оптический неразрушающий контроль качества имеет следующую классификацию:

- фотохимический метод оптического излучения, который основан на анализе параметров фотохимических процессов, возникающих при взаимодействии оптического излучения с объектами контроля;

52

Таблица 8

Си бА Д И

55

Преимущественная область применения оптического кон-

троля качества это промышленные здания и сооружения, эксплуатация которых осуществляется в более сложных условиях. При этом определение остаточного ресурса деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений (объектов контроля), по результатам оптического контроля качества, в условиях изношенности объектов контроля приобретает все большее

С- для контроля геометрии строительных конструкций; - для контроля геометрии шахтных стволов и штреков; - для контроля а разивного износа тросов;

значение.

Оптический неразрушающий контроль качества применяется в

следующ х отраслях:

1) в стро тельстве:

инженерных ектах;- для трубконтроля геометрии проката металла (арматурной стали,

- для определен я степени запыленности и задымленности; - для определен я засоров в вентиляционных каналах и в других

с стемах, в металлургии и других промышленных объ-

проволоки, металл ческих листов, , прутков, профилей и т.д.); - для определения качества внутренней поверхности труб; 2) в химической промышленности:

-для выполнения спектрального анализа;

-для контроля структуры пластмасс и полимеров;

-для колориметрического контроля качества растворов;

3)в стекольном производстве:

-для контроля геометрии стеклянных листов и труб,

-для обнаружения инородных включений;

-для выполнения гранулометрического анализа;

4)в авиастроении:

-для контроля качества внутренних полостей двигателей в лакокрасочной промышленности;

-для контроля качества цвета, блеска и т.д.АИ

Типы приборов, которые применяются при оптическом неразрушающем контроле качества деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно зданий и сооружений:

- эндоскоп – это оптический прибор, который имеет осветительную систему предназначенную для осмотра внутренних поверхностей деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно зданий и сооружений (объекта контроля);

56

- оптический компаратор – это оптический прибор, который предназначен для одновременного наблюдения за деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно за зданиями и сооружениями (объектами контроля), и контрольными образцами;

- субтрактивный видеоанализатор – это оптический прибор для формирования разностного изображения объектов контроля и контрольных образцов;

- оптический дисдрометр – это оптический прибор для анализа объемного распределения микрочастиц в контролируемой среде;

- в деобороскоп - это современный диагностический прибор, который предназначен для осмотра недоступных и опасных мест в

Компараторы применяются оптические и механические для контроля качества деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно зданий и сооружений, при этом:

- оптические компараторы состоят из штанги, установочных винтов и измерительного микроскопа. При этом в зависимости от

57

степени увеличения микроскопа замер деформации с помощью оптических компараторов может производиться с точностью от 0,01 до

0,001 мм; - механический компаратор оптической механической системы

контроля состоит из: трубчатого корпуса, внутри которого расположен подвижный стержень, закрепленный с помощью плоских пружин, двух конических опорных ножек для опирания прибора; индикатора и двух ручек для переноски прибора. Подвижный стержень выполнен из сплава железа и никеля и обладает малым коэффициентом линейного расш рен я.

Компараторы устанавливаются на детали, изделия и строитель-

металла, обладающего незначительным коэффициентом линейного

Схема компаратора типа КД-2: а – установка компаратора; б – расчетная схема; 1 – корпус прибора; 2 – стержень; 3 – индикатор; 4 – упор; 5 – ручки для переноса и установки прибора; 6 и 7 – конические опорные ножки; 8 – эта-

лон; 9 – исследуемый объект контроля

58

Достоинствами компаратора являются простота обращения и простота конструкции прибора, а также простота получения хорошо сохраняющихся базисных точек, которые создаются путем сверления неглубоких отверстий диаметром 0,4-0,8 мм.

Видеоскоп типа testo 318-V предназначен для дистанционного обследования скрытых от человеческого глаза участков объектов контроля. Обследование осуществляется с помощью наружной видеокамеры, расположенной на конце измерительного наконечника диаметром 11 мм. Вывод изображения и подсветка обеспечиваются сенсором передачи цветных изображений и 2-х точечной светодиодной лампой, управляемой с помощью кулисного переключателя. При этом

59

В качестве заключение можно сказать следующее, что оптический неразрушающий контроль основан на наблюдении или регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с объектами контроля. При этом это взаимодействие связано с поглощением, отражением, рассеиванием, дисперсией, поляризацией и другими оптическими эффектами.

Данный метод применяется для измерения геометрических параметров деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом контроля состояния поверхности объектов контроля и обнаружен я поверхностных дефектов.

напряжен я прозрачных о ъектов контроля.

Недостатками опт ческих методов контроля качества являются: - узкий диапазонАконтролируемых параметров; - жесткие тре ования к состоянию окружающей среды и чистоте

поверхности изделия.

Благодаря разноо разию приборов и методов оптического контроля качества, он сейчас является часто используемым методом технической диагностики и мониторинга строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений.

данному контролю качества сборныхДи монолитных железобетонных строительных конструкций, а также металлических строительных конструкций, а именно:

Практические работы с применением оптического неразру-

шающего контроля качества предусматривают выполнение работ по

1. Сборных и монолитных железобетонных фундаментов, в том

числе ростверков и свайных оснований.

2. Металлических строительных конструкций.

И

Работы по организации оптического неразрушающего контроля качества сборных и монолитных железобетонных строительных конструкций, а также металлических строительных конструкций выполняются также с учетом требований и рекомендаций следующей нор- мативно-технической и нормативно-технологической документации,

а именно: 122, 226, 227, 233, 241-243, 246-272, 309-384.

60

Практическая работа № 7

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Общие положения, правила и контроль выполнения, а также

СНеразрушающ й контроль качества проникающими веществами включает основные в ды работ, которые связаны с нанесением пенетранта, удален ем злишка пенетранта и нанесением проявителя с

требования к результатам работ по неразрушающему контролю качества проникающими веществами определяются нормативными документами, в том ч сле требованиями государственных стандартов

[124], [125], [128].

последующей рег страцией рисунков визуальным способом.

или с проявителем на основе неводного раствораИдля специального применения (отслаивающейся проявитель). Для удаления избытка проникающей жидкости применяются гидрофильный эмульгатор и вода как для предварительной так и для окончательной промывки или вода и растворитель.

Порядок выполнения работ при применении метода проникающего неразрушающего контроля качества изделий, строительных

61

конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений, а именно:

- необходимо очистить несплошности контрольных изделий и строительных конструкций от загрязнений и их высушить;

- на испытуемой участок контрольных изделий и строительных конструкций необходимо нанести выбранную проникающую жидкость на несплошности изделий и строительных конструкций;

С- необходимо удалить избыток проникающей жидкости с поверхности контрольных изделий и строительных конструкций;

- нанести прояв тель на поверхность проникающей жидкости; - про звести осмотр несплошностей после окончательного при-

менензделияхя метода прон кающего неразрушающего контроля; - по результатам применения метода проникающего неразру-

шающего контроля качества нео ходимо составить протокол осмотра несплошностей на строительных конструкциях;

после пр менен я метода проникающего неразрушающего контроля качества.

При пр менен метода проникающего неразрушающего контроля качества здел й и строительных конструкций необходимо соблюдать следующие тре ования к источникам света:

- окончательнаябАочистка изделий и строительных конструкций

-проникающий неразрушающий контроль необходимо выполнять при дневном свете или при искусственном белом свете;

-необходимо из егать света, который попадает в глаза контролера прямо или косвенно от источника света;

-перед использованием источника света ему необходимо дать время для стабилизации;

-необходимо равномерно освещать испытуемую (контрольную) поверхность, следует избегать отблесков и отражений источников света.

Протокол контроля несплошностей при применении метода проникающего неразрушающего контроля качества предусматривает:

-сведения о контролируемых изделиях и строительных конструкциях (наименование, размеры, материал, состояние поверхности, стадия изготовления);

-цель проникающего неразрушающего контроля качества;

-обозначение применяемой системы проникающих жидкостей,

суказанием наименования изготовителя и состава веществ, а также номера партии;

-применение инструкции по контролю за качеством выполнения данного метода проникающего неразрушающего контроля;И

62

- оформление отклонений от инструкции по контролю за качеством выполнения данного метода проникающего неразрушающего контроля качества;

- оформление результатов контроля, в том числе описание обнаруженных дефектов изделий и строительных конструкций;

- место контроля и дата контроля, а также фамилия оператора по выполнению данного метода проникающего неразрушающего кон- Строля качества несплошностей изделий и строительных конструкций. Также указывается фамилия и сертификация, а также оформляется подп сь ответственного за контроль качества при выполнении

данного метода прон кающего неразрушающего контроля.

рым пр менен метод проникающего неразрушающего контроля каче-

ства, необход мо следующие требования:

выполнитьПри оформлен протокола осмотра несплошностей, по кото-

- зготовлен е эскизов несплошностей; - фотографработрован е несплошностей; - фотокоп рован е несплошностей; - в деосъемка несплошностей.

При этом рекомендовано применение клеящей ленты и исполь-

-рекомендуетсяАиз егать длительного или повторяющегося контакта веществ с кожей или слизистойДоболочкой;

-рабочие участки должны хорошо вентилироваться и располагаться вдали от источников тепла, искр и открытого огня (пламени);

-при использовании источников ультрафиолетового излучения

вглаза операторов, минуя фильтры, не должно попадать такое прямое излучение; И

-фильтры ультрафиолетового излучения необходимо содержать

вхорошем состоянии, независимо от того, встроены они в лампу или являются отдельными компонентами;

При этом необходимо соблюдать все существующие законы и правила по сохранению здоровья, обеспечению безопасности и защите окружающей среды при изготовлении, перевозке, хранении и применении указанных выше веществ, для выполнения проникающего

неразрушающего контроля качества изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений.зование отсла ваемого проявителя.

63

Практические работы с применением неразрушающего контроля качества проникающими веществами предусматривают вы-

полнение работ по данному контролю качества сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций, а также каменных, армокаменных и металлических строительных конструкций, а именно:

1. борных и монолитных бетонных и железобетонных фунда-

проникающ ми веществами с орных и монолитных бетонных и железобетонных стро тельных конструкций, а также каменных, армо-

127, 226, 227, 233, 241-243, 246-272, 273-308, 309-384.

Практическая работа № 8

РАДИАЦИОННЫЙ НЕР ЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

Общие положения, правилаДи контроль выполнения, а также требования к результатам работ по радиационному неразрушающему контролю качества определяются нормативными документами, в том числе требованиями государственных стандартом [130], [132], рекомендаций [135] и методических указаний [136].И

Согласно требованиям государственного стандарта [129] метод неразрушающего радиационного контроля включает в себя регистрацию и анализ взаимодействующего со строительными конструкциями, и соответственно в целом со зданиями и сооружениями проникающего ионизирующего излучения. При этом наименование «радиационный» может быть заменено на название «рентгеновский», «нейтронный» и другие, в зависимости от типа ионизирующего излучения. Работа большинства методов радиационного неразрушающего контроля основывается на том, что в местах дефектов возрастает плотность потока ионизирующего излучения. Наибольшее распростране-

64

ние получили следующие методы радиационного неразрушающего контроля:

-рентгенография;

-рентгеноскопия;

-гамма-контроль.

И соответственно для радиационного неразрушающего контроля чаще всего используются гамма- и рентгеновское излучение.

Методы радиационного неразрушающего контроля используют-

- результатыбАизмерений и погрешность прибора индицируются непрерывно, с момента начала измерений и до конца измерений, и постоянно уточняются;

- высокочувствительный дозиметр гамма-излучения; - удобный при ор для ра оты при проведении радиационных

обследований деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений;

Прибор также удобен для Доценки радиационной обстановки, в связи с наличием звукового сигнала с частотой, пропорциональной

- при достижении необходимой погрешности процесс измерения

данным прибором можно прервать;

мощности дозы гамма-излучения.

излучения ДКГ-03Д «ГРАЧ», следующая:

- используется в ядерной отрасли и отрасли атомной энергетики;

65

- используется в радиохимическом производстве и при эксплуатации источников ионизирующего излучения;

- используется в различных специализированных пунктах контроля материалов, изделий, строительных конструкций и т.п.;

- используется в санитарно-эпидемиологических и экологических службах контроля, в том числе для контроля строительных материалов, деталей, изделий, строительных конструкций, и соответст-

гаммазлучен я; - непрерывное змерение гамма-излучения с постоянным уточ-

щелчками- незав с мый перезапуск для измерений мощности дозы и дозы

- быстрый автоматический перезапуск прибора при изменении мощности дозы гамма-излучения;

Бета-2М. Питание прибора обеспечивается напряжениемИв 4-ре ватт, которое создается встроенным высоковольтным адаптером;

- обработка полученных данных процессором и вывод результатов анализа на жидкокристаллический дисплей;

- осуществление постоянной диагностики, непрерывное уточнение результатов и обновление данных.

При этом зафиксировав нарушение норм радиационного фона прибор (дозиметр) подает специальные звуковые сигналы.

66

Основные технические характеристики прибора (дозиметра) ДКГ-03Д «ГРАЧ» следующие:

- детектор (газоразрядный счетчик), который по чувствительности эквивалентен 3 шт. типа СБМ-20;

- диапазон измерения мощности дозы Н*(10) от 0,1 мкЗв/ч до 1,0 мкЗв/ч и дозы Н*(10) от 1,0 мкЗв до 100 Зв;

- диапазон энергий гамма-излучения от 0,05 МэВ до 3,0 МэВ; - пределы допускаемой основной относительной погрешности

измерения равны [15+2,5/Н*(10)]%, при этом Н*(10) измеренное значение в мкЗв/ч (мкЗв);

- чувств тельность данного прибора равна 20000 имп/мкЗв; - энергет ческая зависимость чувствительности относительно

равнои5 сек; - д апазон температур для работы данного прибора (дозиметра)

ключен е головного телефона;

- время выхода данного при ора (дозиметра) на рабочий режим

равен от +20 град. С до +50 град. С; - влажность для ра оты данного прибора (дозиметра) при +25

ДКГ-03Д «ГРАЧ», а также сумкаДдля прибора, руководство по эксплуатации прибора с гарантийными талонами и сертификатом о поверке прибора (дозиметра) и 2-а элемента питания по 1,5 В типа АА.

Практические работы с применением радиационного нераз-

рушающего контроля качества предусматривают выполнение работ по данному контролю качества сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций, а также металлических

1.Сборных и монолитных бетонных и железобетонных фундаментов, в том числе ростверков и свайных оснований.

2.Сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций.

3.Металлических строительных конструкций.

67

Работы по организации радиационного неразрушающего контроля качества сборных и монолитных бетонных и железобетонных строительных конструкций, а также металлических строительных конструкций выполняются также с учетом требований и рекомендаций следующей нормативно-технической и нормативнотехнологической документации, а именно: 131, 133, 134, 226, 227, 233, 241-243, 246-272, 309-384.

СПрактическая работа № 9

РАДИОВОЛНОВОЙ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ числе КОНТРОЛЬ

Общ е положен я, правила и контроль выполнения, а также требован я к результатам ра от по радиоволновому неразрушающему

контролю качествабАопределяются нормативными документами, в том

требован ями государственных стандартов [138], [139], [142],

[143] руководящ х докуменов [144], [145], [146].

Рад оволновой неразрушающий контроль качества основан на анализе вза модейств я электромагнитного излучения радиоволнового диапазона с изделиями, строительными конструкциями, и соответ-

ственно в целом со зданиями и сооружениями (объектами контроля).

Радиоволновой неразрушающий контроль качества предусматривает контроль надежности ( езопасности) объектов контроля и контроля основных рабочих свойств и параметров объектов контроля в

целом или отдельных элементов и узлов объектов контроля.

При этом термины радиоволнового неразрушающего контроля,

68

69

70

71

72

Радиоволновой метод термобумаг

выведен я объектов контроля из работы либо их демонтажа, и не тре-

ТакжебАдля осуществления радиоволнового неразрушающего контроля, в зависимости от типа контроля, применяются следующие приборы, а именно: Д

качества, как прав ло, применяется радиоволновой дефектоскоп, который предназначен для о наружения, регистрации и определения размеров и (или) координат дефектов типа нарушений сплошности и неоднородности в о ъекте контроля.

- радиоволновой толщиномер, который предназначен для измерения толщин в целом объектов контроля или их элементов;

- радиоволновой структуроскоп, который предназначен для ка-

чественного определения параметров, характеризующих структуру И

объектов контроля; - радиоволновой плотномер, который предназначен для измере-

ния плотности или пористости радиопрозрачных веществ, материалов и изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений;

- радиоволновой преобразователь, это часть прибора радиоволнового неразрушающего контроля, который служит для генерации, излучения и (или) приема радиоволн с последующим преобразованием в электрический заряд.

При этом основной задачей неразрушающего является сокращение затрат на техническое обслуживание объектов контроля, а также на уменьшение потерь от простоя объектов контроля в результате от-

73

казов деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений.

В качестве радиоволновых средств неразрушающего контроля применяется следующее оборудование:

- датчики с чувствительным элементом, в которых контролируемая величина преобразуется в информативный параметр;

- генераторы сверхвысоких частот, которые являются источни- Сками электромагнитных колебаний;

- вторичные преобразователи, которые предназначены для формирован я с гналов регистрации и управления.

Особенностью радиоволнового неразрушающего контроля каче- ниченства является рег страция изменения параметров электромагнитных колебан й сверхвысок х частот, которые взаимодействуют с объектом контроля ( сследования). При этом диапазон длин волн, преимущественно спользуемый в радиоволновом контроле качества, огра-

тельная аппаратура в 8 мм и 30 мм диапазонах радиоволнового электромагн тного злучен я.

При этом рад оволновой контроль качества применяется для решен я основных задач неразрушающего контроля качества, а именно:

1 - 100бАмм. Как правило, применяется радиоволновая измери-

-толщинометрии;

-дефектоскопии;

-структуроскопии;

-интроскопии, т.е. контроля внутреннего строения объектов контроля.

В данных случаях используется аппаратура, как правило, которая работает на основе стандартных или модернизированных элементов сверхвысоких частот.

При этом радиоволновым методом осуществляется контроль изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений из материалов, где радиоволны не очень сильно затухают, а именно:

-диэлектрики (пластмассы, керамика, стекловолокно);

-магнитодиэлектрики (ферриты);

-полупроводники;

-тонкостенные металлические объекты контроля.И

В связи с тем, что излучения волн сверхвысоких частот относятся к области радиоволн, которые с момента своего открытия использовались для передачи информации, применение данных для целей

74

неразрушающего контроля качества потребовало создания теории их взаимодействия с объектами контроля.

При этом в данной теории были учтены результаты, которые были получены в радиосвязи для волновых систем с распределенными параметрами импедансным методом. В данных волновых системах радиоволновой тракт «источник излучения - объекты контроля - приемник излучения» были заменены моделью в виде длинной линии, с

Стакими же волновыми сопротивлениями и размерами, как в реальной системе радиоволнового контроля качества объектов контроля.

В данном случае дефекты в виде расслоения, заменяются в модели плоскопараллельным слоем такой же толщины, как дефекты. При этом ампл туда с гнала от дефектов уменьшается пропорцио- системенально площади, которые занимают дефекты относительно площади контрол руемой зоны на о ъектах контроля.

Во всех случаях сследования получаемые оценки сигналов в

будутобъектовпр л женные и при этом не исключено появление больш х ош бок. Поэтому рекомендуется пользоваться расчетным

методом для определен я относительных значений величин, а именно изменен я ампл туд с гналов при малых изменениях параметров ис-

-амплитудныйАметод контроля качества. При этом контролируемая величина непосредственно связана с напряженностью поля (мощностью) отраженного, прошедшегоДили рассеянного излучения. Техническая реализация амплитудного метода контроля качества проста, однако невысокая помехоустойчивость ограничивает его применение;

-фазовый и амплитудно-фазовый методы контроля качества дают более надежные результаты, в связи сИболее высокой помехоустойчивостью. Данные методы основаны на выделении полезной информации, заключенной в изменениях амплитуды и фазы волны;

-геометрический или временный методы контроля качества применяются для измерения длины волны в случаях, если толщина объектов контроля превышает длину волны используемого зондирующего излучения. При этом в геометрическом методе контроля контролируемый параметр длины волны связан с отклонением положений отраженного луча в плоскости регистрации относительно вы-

бранной системы координат, а во временном методе связан с измене- нием задержки сигнала во времени;следуемых контроля или условий контроля качества.

75

- метод самосравнения используется для повышения разрешающей способности дефектоскопии. Данный метод выполняется с помощью 2-х комплектов излучающих и приемных устройств, которые максимально приближены друг к другу. В данном методе результирующий сигнал определяется разностью амплитуд и фаз сигналов приемников каждого канала. При этом наличие дефектов приводит к изменению условий распространения волны в одном канале и появ-

Сления разностного сигнала. В том числе анализ динамики изменения сигнала, при периодическом прохождении дефектов через зону контроля рад оволнового дефектоскопа, позволяет снизить порог его чувств тельности;

- метод отраженного излучения позволяет обнаружить дефекты типа нарушен я сплошности. Данный метод прозвучиванием определяет коорд наты сплошности, их размеры и ориентацию, это проис- в результате прозвучивания объектов контроля, и приёма отра-

темы (резонанснойобъектовчастоты, до ротности, числа возбуждаемых типов колебаний и т. д.). ДаннымАметодом осуществляется контроль разме-

женного от дефектов эхо сигналов.

- резонансный метод радиоволнового контроля качества основан

ров, электромагнитных свойств, деформации. Реже данный метод применяется для о наружения зоны коррозионного поражения, непропаев и расслоений в тонких местах объектов контроля из метал-

именно: Д - при пассивных методах контроля качества предполагается соб-

лов. Чаще резонансный метод контроля качества используется для контроля уровня жидкостей в резервуарах и параметров движения различных объектов контроля.

При этом в зависимости от источника излучения методы радио-

волнового контроля качества разделяются на активные и пассивные, а И

ственное излучение как самих контролируемых объектов, так и сред, расположенных за объектами контроля, в сверхвысоких частотдиапазонах;

- при активных методах контроля используются, как правило, маломощные источники сверхвысоких частот-излучений, с интенсивностью излучения равной 1 Вт.

Данные методы радиоволнового неразрушающего контроля качества в настоящее время еще редко используются.

76

По расположению датчиков относительно объектов контроля различаются 3-и основных варианта радиоволнового неразрушающего контроля качества, а именно:

- одностороннее расположение датчиков; - двухстороннее расположение датчиков;

- расположение датчиков под прямым углом оптических осей

77

78