Методы неразрушающего контроля бетона

Методы неразрушающего контроля бетона

Методы неразрушающего контроля качества бетона – это проверка прочности на сжатие и других характеристик материала. Испытания бетона проводятся на существующих конструкциях. Благодаря тестам можно получить результаты немедленно и узнать сведения о фактических свойствах бетонного сооружения.

Неразрушающий контроль бетона позволяет установить класс материала по прочности. Например, бетон B30 способен выдержать нагрузку до 400 кг на см2, В40 – до 500 кг на см2.

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля: особенности

Согласно ГОСТ Р 56512-2015 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Типовые технологические процессы», магнитопорошковый контроль (МПК) – метод контроля объектов, полуфабрикатов, узлов конструкций, изготовленных из магнитомягких и магнитотвердых сталей (ферромагнетиков).

Способы контроля – приложение магнитного поля и анализ остаточной намагниченности анализируемого объекта. В процессе магнитопорошкового контроля дополнительно используются магнитные индикаторы – особые порошки.

Почему МПК?

Востребованность и распространенность МПК обусловлена несколькими факторами, в том числе:

• простотой контрольных мероприятий;
• достаточно высокой точностью результатов;
• возможностью выявить микроскопические трещины, усталость сталей, прочие дефекты, не всегда поддающиеся визуальной диагностике.

Цели и задачи магнитопорошкового контроля

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля применяется для оценки состояния следующих объектов:

• полуфабрикаты;
• детали, узлы, элементы конструкций;
• клепаные, болтовые соединения;
• машины, механизмы;
• изделия из ферромагнитных (ферримагнитных) материалов.

МПК может проводиться не только в производственных условиях, но и в процессе ремонта, эксплуатации объектов контроля.

Дефекты (поверхностные и подповерхностные), поддающиеся выявлению посредством магнитопорошкового метода контроля:

• трещины (деформационные, закалочные, усталостные и т. п.);
• флокены, закаты;
• сварные дефекты (трещины, различные включения) и т. п.

Так, цели и задачи магнитопорошкового контроля сводятся к выявлению дефектов анализируемых объектов. Метод используется во множестве промышленных и производственных отраслей (машиностроение, самолетостроение, нефтегазовая сфера и пр.)

Особенности метода

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля дает возможность выявить не поддающиеся визуальному контролю слабо видимые дефекты, раскрытие которых составляет 0,001 мм; глубина – 0,01 мм; протяженность – 0,5 мм и крупнее.

Магнитопорошковый контроль может с успехом использоваться для диагностики объектов с немагнитным покрытием, например, со слоем краски или лака, меди и т. п. Такие объекты с толщиной покрытий до 50 мкм поддаются диагностике без ухудшения точности выявления дефектов.

Точность результатов магнитопорошкового контроля обусловлена:

• магнитными характеристики контролируемых объектов;
• размерами объектов;
• ориентацией выявляемых дефектов;
• способами нанесения порошков;
• доступностью зон контроля (в случае диагностики конструкций);
• уровнем упрочнения;
• свойствами индикаторов (порошков, аэрозолей и т. п.);
• толщиной покрытий, если они немагнитные;
• коагуляцией порошков и т. п.

Все из упомянутых факторов необходимо учитывать в процессе разработки технологий контроля объектов магнитопорошковым методом, в том числе при выборе индикаторов (порошков).

Возможно неточное выявление особенностей и характеристик дефектов магнитопорошковым методом в случаях, когда:

• плоскость дефекта лежит под углом менее 30о относительно поверхности объекта или направления магнитного потока;
• параметр шероховатости поверхности – Ra – превышает 10 мкм;
• объект покрыт нагаром, коррозийным слоем и т. д.

Стоит отметить и то, что магнитопорошковый метод – это разновидность индикаторного контроля. Иными словами, посредством использования индикаторов (порошков, аэрозолей и т. п.) невозможно определить ширину, глубину и размеры дефектов.

Не поддаются диагностике магнитопорошковым методом:

• объекты из цветных металлов;
• узлы и конструкции объектов, характеризующиеся магнитной неоднородностью;
• швы (сварные), если они выполнены немагнитными электродами.

Реализация магнитопорошкового контроля допустима при условии следования положениям инструкций и операционных карт. Их содержание (рекомендуемое) рассмотрено отраслевыми стандартами (упомянутый ГОСТ Р 56512-2015).

Аппаратура и средства МПК

Выбор аппаратуры и средств магнитопорошкового контроля зависит от задач его проведения, условий работы и прочих факторов.

• стационарные и портативные, в том числе специализированные дефектоскопы;
• приборы для замеров магнитного поля (далее – МП; допустимая погрешность приборов – не более 10%);
• индикаторы МП (порошки, аэрозоли, суспензии);
• размагничивающие устройства;
• приборы для оценки чувствительности порошков или аэрозолей;
• устройства для замеров облученности объекта контроля и др.

Выбор индикаторов и оборудования осуществляется с учетом необходимой чувствительности магнитопорошкового контроля, свойств объекта, местоположения диагностируемых дефектов, условий проведения контроля.

Способы МПК

По остаточной намагниченности (СОН). Способ предполагает намагничивание объекта с последующим нанесением порошка или аэрозоли. Далее проводится анализ индикаторных рисунков (спустя не менее трех часов). Оптимально использование СОН в отношении магнитотвердых объектов с коэрцитивной силой более 10 А/см (12 Э).

По приложенному полю (СПП). Предполагает нанесение индикатора до намагничивания или же в его процессе. Рисунки в таком случае удается получить практически сразу. Оптимально использование СПП в отношении магнитомягких материалов (коэрцитивная сила до 10 А/см).

Оформление документации

Результаты диагностических операций фиксируют в соответствующем акте или заключениисоставленном экспертом. В документе отражают содержание всех дефектов, приводят детальное описание допущенных нарушений. Форма акта или заключения должна соответствовать требованиям нормативов. Также, бригада дефектоскопистов отмечает результаты контроля в журнале сварки, необходимость ведения которого установлена законодательством для каждого объекта.

Выполненные записи в акте и журнале сопровождают детальными схемами, содержащими эскиз контролируемого соединения с отмеченными дефектами. Это позволяет идентифицировать нарушения, для последующего устранения.

В процессе контроля непосредственно на изделии рядом с каждым дефектом делают соответствующую отметку мелом.

По итогам контроля сварных швов и приемки объекта, формируют комплект документов. Кроме акта и журнала, сюда включают сертификаты на используемые материалы и оборудование, электроды, копии удостоверений сварщиков, экспертов, проводивших исследование качества выполненной сварки. Такие документы – не просто формальность. Надлежащим образом оформленные бумаги тщательно изучают представители государственных контролирующих органов при приемке объектов в эксплуатацию и в случае возможной последующей аварии на принятом объекте. Это позволяет установить причины чрезвычайного происшествия и наказать виновных.

Тщательный контроль качества сварки и сварных соединений особенно важен при изготовлении ответственных металлоконструкций, элементов грузоподъемных кранов, сосудов и трубопроводов, работающих под давлением, другого оборудования повышенной опасности. Поэтому от квалификации и внимательности экспертов во многом зависит дальнейшая безопасность эксплуатации производственных и строительных объектов.

Заключение

Для определения прочности бетона актуально использование разнообразных неразрушающих методов, которые дают возможность быстро и без серьезных финансовых затрат проверить все нужные значения и не разрушать изделие/конструкцию. Наиболее актуальными методиками сегодня считаются упругий отскок и пластическая деформация.

Все затраты на проверку составляют стоимость покупки прибора. Для проведения вышеуказанных исследований применяют склерометр Шмидта или молоток Кашкарова. Стоимость данных приборов не очень высока, а аренда обходится и того меньше.

При выборе того или иного метода проверки прочности бетона нужно тщательно изучить особенности анализа и интерпретации результата, свести все значения в таблицы и определить искомые значения.

Ультразвуковой прибор (моноблок)

Неразрушающий контроль бетона ультразвуковым методом занимает особое место – это самый распространённый метод контроля, который позволяет заглянуть внутрь бетона и увидеть различные внутренние дефекты: трещины, полости, каверны, крупные неоднородности структуры. Ультразвуковые измерения широко используют на всех этапах от производства элементов бетонных конструкций и возведения строительных объектов, до технической экспертизы при эксплуатации и реконструкции зданий и сооружений. Для решения подобных задач наша компания разработала три прибора – ПУЛЬСАР-2М, ПУЛЬСАР-2.1, ПУЛЬСАР-2.2.

Рентгеновский контроль

Этот метод обыкновенно используется для дефектоскопии крупных сварных металлических конструкций, подверженных коррозионному воздействию атмосферы: трубопроводов, опор и несущих и любых других металлических конструкций. Рентгеновские аппараты могут быть стационарные (кабельного и моноблочного типа), переносные или монтироваться на кроулеры. Кроулер – самоходный, дистанционно управляемый робот, несущий автономный рентгеновский комплекс. Он предназначен для контроля качества сварных соединений трубопроводов. Такой аппарат по команде извне перемещается в трубопроводе, останавливается и снимает рентгенограмму. Экспонирующее устройство кроулера работает полностью независимо. Одни рентгеновские аппараты требуют экспонирования и проявки специальной пленки, другие отражают информацию сразу в цифровом виде.

Среди аппаратуры рентгеновского контроля нужно назвать продукцию ЗАО «Синтез НДТ», входящую в группу предприятий «ЮНИТЕСТ». Стационарные аппараты серии «Витязь» изготовлены моноблоком, со стеклянной рентгеновской трубкой. Их стоимость относительно невысока. Серия «Бастион» – аппараты кабельного типа, в них используется металлокерамическая трубка, что обеспечивает надежность и длительный срок службы, но они более дороги. Как правило, стационарные аппараты используются для контроля материалов или готовой продукции, они отличаются от переносных высокой стабильностью параметров тока, напряжения и минимумом пульсаций. Переносные рентгеновские аппараты серии «РПД», того же производителя, предусматривают и варианты для работы в тяжелых климатических условиях, на Крайнем севере. В этом случае, блок питания и управления монтируется в металлическом корпусе, категория защиты — IP65. На кроулеры устанавливаются панорамные рентгеновские трубки серии СХТ. Они обеспечивают максимально возможную жесткость спектра излучения с высоким КПД, аппараты питаются от аккумуляторной батареи кроулера. Оборудование СХТ снабжено системой принудительного воздушного охлаждения анодов вентиляторами.

Сегодня не существует одного универсального метода, который позволял бы измерить все свойства металлического изделия разом. Поэтому методы контроля качества применяются в комплексе: на стадиях разработки и изготовления – разрушающие, в процессе эксплуатации – различные неразрушающие. Выбор конкретного способа контроля зависит не только от специфики и назначения металлической конструкции, но и от многочисленных внешних факторов, которые непременно учитываются специалистами.