9 Дефектоскопия металлических изделий

для контроля сварных швов рассматриваемых строительных конструкций применяют эхо-метод, теневой метод,. Эхо-метод (рис.1) основан на регистрации эхо-сигнала, отраженного от дефекта. Кроме преимущества одностороннего доступа он также имеет наибольшую чувствительность к выявлению внутренних дефектов, высокую точность определения координат дефектов. Этим методом контролируют около 90 % всех сварных соединений толщиной 4 мм и более.

Рис.1.Контроль эхо-методом: 1-генератор; 2-усилитель; 3-индикатор; 4-объект контроля (шов); 5-преобразователь Теневой метод (рис. 2) При теневом методе контроля о наличии дефекта судят по уменьшению амплитуды УЗ-колебаний, прошедших от излучателя к приемнику . Чем больше размер дефекта, тем меньше амплитуда прошедшего сигнала. Излучатель и приемник ультразвука располагают при этом соосно на проти-воположных поверхностях изделия. Теневой метод можно применять только при двустороннем доступе к изделию.

Рис. 2. Контроль теневым методом: 1 - генератор; 2,4- ПЭП(пьезо электрический приемник); 3 - шов; 5 - ЭЛТ; 6 – усилитель. Метод проникающих сред: При определении дефектов емкость заливают водой до краев. При наличии дефектов в сварных швах будут обнаружены потемнения. Для закрытых емкостей проводят нагнетание давления – на участках будут выявляться потемнения. Испытание керосином: Испытание керосином заключается в следующем. Сторону сварного соединения, окрашивают водной суспензией мела или каолина. После высыхания суспензии противоположную сторону соединения два-три раза тщательно смачивают керосином. При контроле нахлесточных соединений керосин подается в зазор нахлестки под избыточным давлением Если в соединении имеются неплотности, то на окрашенной мелом поверхности появляются темные или слегка желтоватые жирные пятна керосина. Продолжительность испытания от 15 мин до нескольких часов, в зависимости от толщины шва,. При таком способе контроля можно обнаружить не только сквозные, но и несквозные дефекты, выходящие на поверхность. Контроль цветным методом выполняют с помощью красящих и люминесцирующих жидкостей. В первом случае на очищенную поверхность сварного соединения 2-3 раза подряд наносят кисточкой или погружением красящую пробную жидкость, состоящую, например, из 80% керосина, 15% трансформаторного масла, 5% скипидара и 10 г красной. Жидкость проникает в сквозные и поверхностные дефекты. Через 6-15 мин красящая жидкость с контролируемой поверхности смывается, и шов протирается насухо. Затем на поверхность шва пневматическим краскораспылителем наносят тонкий слой проявителя - каолиновой или меловой суспензии. В местах с дефектами проявитель окрашивается в красный цвет. Указанным способом можно обнаружить трещины, поры и другие дефекты шириной 0,01 мм и глубиной от 0,3-0,4 мм и более. Пневматический метод испытания предусматривает подачу сжатого воздуха в изделие с заглушёнными отверстиями. Сварные соединения смачивают мыльным раствором или опускают в воду. Неплотности определяют по образующимся мыльным пузырькам или пузырькам воздуха. Смачивать сварные соединения мыльной водой или опускать сварное изделие в ванну с водой следует после создания необходимого давления воздуха в контролируемом сосуде.

11 Определение толщины ультразвуком Скорость распространения звуковой волны в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов, определяющих прочность и качество. Для измерения толщины различных материалов при одностороннем доступе к объекту контроля широко используются ультразвуковые средства. Принцип работы всех ультразвуковых толщиномеров заключается в измерении времени прохождения ультразвукового импульса очень высокой частоты через материал. Частота и составляет в целом от 1 до 20 миллионов циклов в секунду, Эти импульсы принимаются преобразователем, который преобразует электрическую энергию в механические колебания и наоборот. при контакте преобразователя с объектом необходима контактная среда: глицерин, вода или масло. Большинство ультразвуковых толщиномеров используют эхо-импульсный метод измерения. Эхо-импульсный метод заключается в том, что ультразвувуковые волны, преобразователям, проникают в объект, отражаясь от противоположной поверхности, возвращаются обратно на преобразователь. t = VT/2 Где :t = толщина объекта контроля V = скорость ультразвука в материале T = время прохождения, Толщиномер ультразвуковой УТ-93П, предназначен для измерения толщины изделий, при одностороннем доступе к ним. В толщиномере используется контактный способ путем прижатия преобразователя к поверхности контролируемого объекта.

УТ-93П при известном значении толщины может использоваться также для измерения скорости распространения продольных УЗК в диапазоне 4400...6400 м/с в материале изделий, имеющих толщины от 20 до 300 мм.

Прибор может применяться для измерения толщины стенки емкостей, труб, трубопроводов, а также толщины мостовых, корпусных, транспортных и других конструкций и изделий.

12. Какими способами можно определить прочностные характеристики жбк. Контроль качества материалов, изделий и конструкций может производиться 2мя методами: разрушающими и не разрушающими методами контроля.

Разрушающий связан с выявлением предельных несущих способностей изучаемых объектов, путем доведения их до разрушения. Он достаточно эффективен при проведении стандартных испытнаий, а также при испытании отдельных фрагментов конструкций. Но данный метод очень трудоемок. Поэтому последнее время широко внедряется и используется неразрушающие методы контроля, который позволяет не нарушать целостности исследуемой конструкции, определить требуемые фактические параметры. Неразруш методы позволяют выполнить 2 задачи: 1. Определить физико-механические параметры материалов ск. 2. Определить дефекты и повреждения ск. Классификация методов неразрушающего контроля: 1.Метод проникающих сред – основан на регистрации индикаторных жидкостей или газов, проникающих в объект. 2.Механические методы испытания- связаны с анализом местных разрушений. 3.Оптические методы- связаны с испытаниями моделей и конструкций в проходящем либо отраженном излучении. 4.Аккстические- связаны с определением параметров упругих колебаний с помощью ультразвуковой нагрузки. 5.Магнитные и электромагнитные- исследования с помощью магнитных и электромагнитных полей. 6.Радмационные методы испытания- с использованием нейтронов, радиоизотопов. 7.Тепловые методы испытания- основаны на излучении тепловых полей и теплового контраста объекта. 8. Радиоволновые методы испытания- построены на эффекте распространения высокочастотных и сверхвысокочастотных колебаний в изучаемых объектах. 9.Электрические методы- основаны на оценке электроемкости, электроиндуктивности и электросопротивления изучаемого объекта. Неразрушающий метод не нарушает эксплуатационных свойств исследуемых объектов, они позволяют выявить действительное состояние ск, установить соответствие реальных свойств их проектным значениям. Исследование прочностных характеристик бетона. Механический метод: 1.Метод пластических деформаций позволяет определить прочность бетона по величене отпечатка на бетонной поверхности (молоток Кашкарова, ПМ-2, ОП-1). 2.Метод упруго отскока- позволяет определить прочность бетона по величине отскока байка прибора. Чем больше отскок, тем больше прочность бетона (Молоток Шмидта). 3. Метод местных разрушений(наиболее совершенный) (ГОСТ 22690-88): А)метод отрыва (прибор DYNA), Б)метод отрыва со скалыванием (ОНИКС-ОР), В)метод скалывания ребра (ГПНС-4), Г)приборы импульсно- ударного действия (ОНИКС 2.4)-может определять прочность бетона, кирпича, раствора. После получения данных по прочности бетона необходимо провести статистическую обработку прочности бетона. Ультазвуковой метод: Прибор: Бетон-22. Определяет прочность и дефекты. Прочность бетона зависит от скорости прохождения звука. Перед проведением исследований, связанных с определением прочности бетона необходимо подготовить бетонную поверхность (очистить её от наплывов и грязи) Метод проникающих сред: для определения дефектов и повреждений. (Испытание водой, керасином с мелом, вакуумом). Водой: Для открытых емкостей- их заливают водой до уровня эксплуатационной отметки, после чего ведут наблюдением за их состоянием. Для закрытых емкостей- создается давление водой или воздухом и следят будет ли держаться давление или падать. Испытание струей воды: на проверяемый участок конструкции, а обратная сторона визуально осматривается и при наличии трещин- протечка.

Испытание керосином: проверяемый участок конструкции обильно смачивается керосином, а противоположная окрашивается меловым раствором. Акустический метод:

При испытании материалов используются ультразвуковые колебания. Бетон испытывают при частоте 20…200кГц. С помощью ультразвуковых исследований решаются задачи дефектоскопии, определение физико-математич характеристик бетона, их толшины. В комплекс любой ультазвуковой установки входят излучатель колебаний, приемник и регенерирующий аппарат. В нект случаях излучатель и приемник одновременно. Метод «сквозного прозвучивания», «Эхо метод»

15 Фактическое положение арматуры. Во время изготовления жб конструкций возможно смещение арматуры а следовательно и изменение величины защитного слоя бетона по сравнению с проектной. В случае уменьшения защитного слоя ухудшается коррозионная стойкость и снижается срок службы конструкции, а при увеличении защитного слоя при работе конструкции на изгиб снижается ее несущая способность. На долговечность железобетонной конструкции существенное влияние оказывает величина защитного слоя бетона и наличие на нем дефектов - раковин, пор, трещин и т.д. Защитный слой предохраняет арматуру от доступа влаги, кислорода, агрессивных веществ и газов. Для исследования защитного слоя ж/б конструкций в настоящее время применяются измерители защитного слоя, диаметра и положения арматуры - ИПА-МГ4, ПОИСК-2.3, электронный томограф - А1220, георадары - ОКО-2. Магнитный метод контроля регламентируется ГОСТ 22904-93. Основан на взаимодействии магнитного или электромагнитного поля прибора со стальной арматурой железобетонной конструкции. Этот метод позволяет установить величину защитного слоя, примерно оценить диаметр арматуры. Использование магнитного метода дает возможность уточнить соответствие исполнения ж/б конструкций проектным; восстановить утраченную проектную документацию; оценить взаимное расположение арматуры и трещин, выходящих на поверхность конструкции. Несомненным недостатком этого метода является невозможность проведения контроля через арматурную сетку, а также влияние на показания прибора сильного электромагнитного поля, создавать которое могут силовые трансформаторы.

13 Методы ультразвуковых испытаний. Эхо-метод (рис.1) основан на регистрации эхо-сигнала, отраженного от дефекта. Кроме преимущества одностороннего доступа он также имеет наибольшую чувствительность к выявлению внутренних дефектов. недостатки 1)низкую помехоустойчивость к наружным отражателям. Этим методом контролируют около 90 % всех сварных соединений.

Рис.1.Контроль, эхо-методом: 1-генератор; 2-усилитель; 3-индикатор; 4-объект контроля (шов); 5-преобразователь. Теневой метод (рис. 2) При теневом методе контроля о наличии дефекта судят по уменьшению амплитуды УЗ-колебаний, прошедших от излучателя к приемнику . Чем больше размер дефекта, тем меньше амплитуда прошедшего сигнала. Излучатель и приемник ультразвука располагают при этом соосно на проти-воположных поверхностях изделия. Теневой метод можно применять только при двустороннем доступе к изделию. Недостатками метода являются низкая чувствительность (в 10...20 раз) по сравнению с эхо-методом. преимущества: низкая зависимость амплитуды сигнала от ориентации дефекта, высокую помехоустойчивость.

Рис.2.Контроль теневым методом: 1 - генератор; 2,4- ПЭП(пьезо электрический приемник); 3 - шов; 5 - ЭЛТ; 6 – усилитель. Зеркально-теневой метод (рис.3). При зеркально-теневом методе признаком обнаружения дефекта служит ослабление амплитуды сигнала, отраженного от противоположной поверхности изделия. Преимущество являются односторонний доступ и более уверенное обнаружение дефектов. метод применяют при контроле сварных стыков арматуры.

Рис.3. Контроль зеркально-теневым методом: 1 - генератор; 2 - усилитель; 3 - ЭЛТ; 4 - ПЭП; 5 – шов. Эхо-зеркальный метод (рис. 4) - наиболее достоверен при обнаружении плоскостных вертикально ориентированных дефектов.  Он реализуется при прозвучивании шва двумя ПЭП, которые перемещаются по поверхности с одной стороны шва таким образом, чтобы фиксировать одним ПЭП сигнал, излученный другим ПЭП и дважды отразившийся от дефекта и противоположной поверхности изделия. Одно из основных преимуществ метода - возможность оценки формы дефектов размером 3 мм и более, которые отклонены в вертикальной плоскости. Метод применяют при контроле толстостенных изделий.

Рис.4. Контроль эхо- зеркальным методом: 1 - генератор; 2 — усилитель; 3 — ЭЛТ; 4 - ПЭП; 5 – шов.   Дельта-метод (рис. 5) Здесь используется ультразвуковая энергия, переизлученная дефектом. Падающая на дефект волна частично отражается зеркально и частично переизлучает волну, отражается от нее и улавливается прямым ПЭП. К недостаткам метода следует отнести необходимость зачистки шва, трудности при настройке чувствительности и оценке величины дефектов.

Рис.5. Контроль дельта- методом: 1-генератор; 2-усилитель; 3-ЭЛТ; 4-ПЭП; 5-шов.Для измерения толщины различных материалов при одностороннем доступе к объекту контроля широко используются ультразвуковые средства. Принцип работы всех ультразвуковых толщиномеров заключается в измерении времени прохождения ультразвукового импульса. Ультразвуковой метод применяют для определения прочности бетона: отпускной, передаточной. С помощью ультразвукового метода можно проводить ультразвуковую дефектоскопию.

26 Неразрушающие методы контроля. Методы: 1) Метод проникающих сред основан на проникновении индикаторных жидкостей и газов в исследуемом объекте. 2) Механические методы связаны с анализом местных разрушений при внедрение загрузочного органа в тело исследуемого объекта.

3) Оптические методы используются при испытании моделей строит. конструкций проходящими или отражен – излучением.

4) Акустические методы связаны с определением упругих колебаний с помощью ультразвуковой нагрузки. 5) Магнитные методы связаны с исследованием конструкций в магнитном излучении. 6) Радиационный метод связаны с использованием нейтронов, радиоизотопов. 7) Тепловые методы испытаний основан на излучении тепловых полей и теплового контраста.

8) Радиоволновые построены на эффекте распространения высокочастотных колебаний в исследуемых объектах. 9) Электрический метод – основан на электроиндукционным и электрическом сопротивлении исследуемого объекта. Неразрушающие методы не нарушают эксплуатационных свойств конструкции. Приборы неразрушающего контроля позволяют через какую-то косвенную характеристику(отпечаток, отскок,скорость звука) определить интересующий нас параметр. Неразрушающие методы решают два типа задач: 1) определение физико-механических свойств материалов строит констр. 2) определение дефектов и повреждений.

14 Теневой метод. Теневой метод ультразвукового контроля основан на возбуждении упругих колебаний в материале изделия и регистрации изменения амплитуды прошедших через изделие упругих колебаний. Метод требует двустороннего допуска к контролируемому объекту. Суть метода : преобразователь, подключенный к генератору ультразвуковых колебаний, располагают с одной стороны изделия, а преобразователь, принимающий прошедшие через изделие колебания,—с противоположной стороны. Если в изделии встречаются внутренние дефекты, то амплитуда уменьшится.

Зеркально-теневой метод ультразвукового контроля является разновидностью теневого метода и основан на анализе изменения амплитуды сигнала, отраженного от дна изделия. Метод имеет преимущество перед теневым—возможность использовать односторонний доступ к изделию. Теневой и зеркально-теневой методы выявляют трещины, непровары, поры. Для реализации теневого и зеркально-теневого методов применяют дефектоскопы общего назначения. Теневой метод (рис. 2) При теневом методе контроля о наличии дефекта судят по уменьшению амплитуды УЗ-колебаний, прошедших от излучателя к приемник . Чем больше размер дефекта, тем меньше амплитуда прошедшего сигнала. Излучатель и приемник ультразвука располагают при этом соосно на проти-воположных поверхностях изделия. Теневой метод можно применять только при двустороннем доступе к изделию. Недостатками метода невозможность точной оценки координат дефектов и более низкая чувствительность (в 10...20 раз) по сравнению с эхо-методом. К преимуществам следует отнести низкую зависимость амплитуды сигнала от ориентации дефекта, высокую помехоустойчивость и отсутствие мертвой зоны. Благодаря первому преимуществу этим методом уверенно обнаруживаются наклонные дефекты, не дающие прямого отражения при эхо-методе.

Рис.2. Контроль теневым методом: 1 - генератор; 2,4- ПЭП(пьезо электрический приемник); 3 - шов; 5 - ЭЛТ; 6 – усилитель.

17. Магнитные и электромагнитные методы. Сущность метода заключается в том, что магнитный поток, пересекающий тот или иной дефект, встречает большое магнитное сопротивление в виде прослойки воздуха или неферромагнитного включения, а силовые линии, искривляясь, выходят на поверхность, что обуславливает возникновение местных потоков рассеяния. Намагничивание производится с помощью электромагнитов с использованием индукционных токов, циркулярным намагничиванием. Порошковый метод является самым простым и наиболее доступным. В нем применяют мелкоразмолотые порошки – сурик, окалину, выбирая цвет порошка контрастным по отношению к цвету предварительно зачищенной проверяемой поверхности. Наносится порошок, над местами расположения дефектов порошок оседает в виде хорошо заметных скоплений. Четче выявляются поверхностные дефекты. Неровности сварных швов не мешают. Магнитографический метод широко применяется при контроле сварных швов металлических трубопроводов. Намагничивание производится соленоидами, охватывающими или всю трубу или часть ее периметра при больших диаметрах. Для расшифровки записи используют звуковые индикаторы или устройства для визуального наблюдения импульсов на экране электроннолучевой трубки и сопоставления их с импульсами от эталонированных дефектов. Имеются устройства, дающие и видимые изображения выявленных дефектов. Для контроля наиболее серьезных дефектов дополнительно просвечивается ионизирующими излучениями. Применение магнитоскопов. (Хренова и Назарова). Сигналы о наличии дефекта в производственных условиях преобразуются в звуковые, но могут быть использованы как показывающие так и регистрирующие приборы. Магнитные толщиномеры (толщина определяется с точностью до нескольких процентов), прибор Максимиова (Определение напряжений - метод, основанный на возникновении магнитной анизотропии под действием приложенных напряжений), прибор для проверки положения арматуры и толщины защитного слоя (состоит из 2х постоянных магнитов, в центральной части магнитного поля, кт расположен на оси небольшой магнит, соединенный со стрелкой- указателем. При приближении к арматуре напряженность магнитного поля в средней точки изменяется, что обуславливает возникновения магнитного момента, поворачивающего магнитик со стрелкой. Отклонение стрелки указывает на толщину защитного слоя бетона).

32 Порядок подготовки жб констр. склерометрическим методом. Механический (склерометрический): 1) метод упругого отскока(молоток Шмидта). 2) метод пластических деформаций(основан на статическом или динамическом воздействии штампа на поверхность бетона)(Молоток Кашкарова). 3) метод ударного импульса(Оникс2.5). Работа с молотком Шмидта: Следует избегать неровностей швов, гравийных гнезд и мест с повышенной пористостью. Перед испытанием следует удалить штукатурку или другое покрытие. Мелкие неровности следует шлифовать точильным камнем, прилагаемым к прибору. Для проведения испытания места должно быть не меньше 1 дм². Выполняем ударные испытания на 5-10 точках подготовленной поверхности. Потом происходит обработка результатов убирают очевидные промахи. При испытании методом упругого отскока расстояние от мест проведения испытания до арматуры должно быть не менее 50 мм. Испытание проводят в следующей последовательности: прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось перпендикулярно к испытываемой поверхности в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора; положение прибора при испытании конструкции относительно горизонтали рекомендуется принимать таким же, как при испытании образцов для установления градуировочной зависимости; при другом положении необходимо вносить поправку на показания в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

18 Радиационный метод основан на просвечивании контролируемой конструкции ионизирующим излучением и получении при этом информации о ее внутреннем строении с помощью преобразователя излучения. Просвечивание железобетонных конструкций производят при помощи излучения рентгеновских аппаратов, излучения закрытых радиоактивных источников на основе ⁶⁰Co, ¹³⁷Cs, ¹⁹²Ir, ¹⁷⁰Tm и тормозного излучения бетатронов. Классификация методов контроля - по ГОСТ 18353-79. В качестве преобразователя для регистрации результатов контроля применяют радиографическую пленку. Допускается применение других преобразователей (электрорадиографических пластин, газоразрядных или сцинтилляционных счетчиков), обеспечивающих получение информации о толщине защитного слоя бетона, размерах и расположении арматуры и закладных деталей с нормативной точностью. Оценку толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматуры и закладных деталей производят путем сравнения значений, полученных по результатам просвечивания ионизирующим излучением, с показателями, предусмотренными соответствующими стандартами, техническими условиями, чертежами железобетонных конструкций или результатами расчета.