Дефектоскопія будівельних матеріалів та конструкцій

Размещено на http://allbest.ru

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України «КПІ»

Приладобудівний факультет

Неруйнівний контроль

Реферат

на тему:

Дефектоскопія будівельних матеріалів та конструкцій

Студента группи: ПК-41

Горейко Андрiй В'ячеславович

Викладач:Лашко Олена Вікторівна

Київ - 2014



Зміст

Вступ

1. Характерні дефекти

1.1 Дефекти у залізобетонних конструкціях

1.2 Дефекти у металевих конструкцій

1.3 Дефекти у дерев'яних конструкцій

1.4 Дефекти у склопластикових елементах

2. Дефектоскопія конструкцій

2.1 Дефектоскопія залізобетонних конструкцій

2.2 Корозія залізобетонних конструкцій

2.3 Дефектоскопія сталевих конструкцій

2.4 Дефектоскопія зварних з'єднань

3. Методи контролю

3.1 Електромагнітні методи

3.2 Товщинометрія.

4. Види дефектоскопiв

4.1 Імпульсні ультразвукові дефектоскопи

4.2 Імпедансні дефектоскопи

4.3 Резонансні дефектоскопи

4.4 Радіаційні дефектоскопи

Висновки

Література



Вступ

Сучасні технологічні процеси виготовлення продукції машинобудування в багатьох випадках супроводжуються проміжним контролем якості виробів. У зв'язку з цим важливого значення набувають неруйнівні методи контролю якості, які дозволяють не тільки виявляти дефекти на поверхні або в товщі виробів, а й визначати їх форму та розміри, а також просторове положення. Кожен з цих методів має певні переваги, що дозволяє з більшою точністю виявляти ті чи інші типи дефектів. Процеси утворення і росту дефектів ставлять під загрозу можливість безаварійної експлуатації рухомого складу. Забезпечення безпеки руху за рахунок своєчасного виявлення заводських і втомних дефектів у відповідальних елементах колії та рухомого складу приносить величезний економічний ефект і служить збереженню людських життів. Вирішення цієї проблеми досягається сучасними фізичними методами неруйнівного контролю. В даний час неруйнівний контроль являє собою самостійну галузь науки і техніки, що інтенсивно розвивається на стику фізичного матеріалознавства та технології . НК знаходить широке застосування в різних сферах виробництва і особливо на транспорті.

Дефектоскопія - неруйнівний контроль якості матеріалів і виробів з метою виявлення внутрішніх і прихованих дефектів металевих і неметалевих матеріалів і виробів та визначення місця їх розташування (без їх руйнування фізичними методами). Д. проводиться з допомогою і здійснюється при спорудженні трубопровідних та резервуарних конструкцій для виявлення внутрішніх дефектів у зварних з'єднаннях. Проводиться в польових умовах.



1. Характерні дефекти

Найбільш часто зустрічаються наступні дефекти:

1.1 Дефекти у залізобетонних конструкціях

У залізобетонних конструкціях - вихідні на поверхню і внутрішні тріщини і раковини, неправильне розташування арматурних стержнів, їх кількість і діаметр, недодержання проектної товщини захисного шару бетону;

1.2 Дефекти у металевих конструкцій

У металевих конструкцій - найпоширено дефекти у зварних швах. Зовнішні дефекти у виді підрізів, неповних швів, наплавлення на крайках можуть бути виявлені візуально та обмірювані за допомогою шаблонів.

Внутрішні дефекти - температурні тріщини, непровари, жужільні і газові включення виявляються тільки методами дефектоскопії;



1.3 Дефекти у дерев'яних конструкцій

У дерев'яних конструкцій найпоширено дефекти природних пороків - сучки, тріщини, косослої, а також наявність непроклію, повітряних включень, тріщин, розшаровування товщини клейового шва в клеєних дерев'яних конструкціях;



1.4 Дефекти у склопластикових елементах

У склопластикових елементах зовнішні дефекти проявляються у вигляді тріщин і раковин, які мало впливають на несучу здатність, однак їх необхідно знайти, щоб запобігти поступовій корозії поверхневого шару і поширення руйнування в глибину матеріалу



2. Дефектоскопія конструкцій

2.1 Дефектоскопія залізобетонних конструкцій

Просвічуючи рентгенівськими променями залізобетонні конструкції, можна визначити положення арматурних стержнів, їхній діаметр, товщину захисного шару і виявити наявність дефектів. Просторове розташування дефекту, його розміри, товщину захисного шару бетону і діаметр арматури можна установити, якщо зробити два знімки на одній і тій же плівці, зміщаючи джерело випромінювання

2.2 Корозія залізобетонних конструкцій

Залізобетонні конструкції постійно піддаються впливу зовнішнього середовища, в результаті якого виникає корозія матеріалу. За характером впливів розрізняють хімічну, електрохімічну і механічну корозію. Слід зазначити, що кордон між хімічною і електрохімічної корозією часто буває умовною і залежить від багатьох параметрів навколишнього середовища.

При хімічній корозії відбувається безпосереднє хімічну взаємодію між матеріалами конструкції і агресивним середовищем, не супроводжується виникненням електричного струму. Хімічна корозія може бути газової і рідкої, проте в обох випадках відсутні електроліти.

При електрохімічної корозії корозійні процеси протікають у водних розчинах електролітів, у вологих газах, в розплавлених солях і лугах. Характерним є виникнення електричних струмів як результату корозійного процесу, при цьому в арматурі і заставних деталях одночасно протікають окислювальний і відновний процеси.

Механічна корозія (деструкція) має місце в матеріалах неорганічного походження (цементний камінь, розчинна складова бетону, заповнювач) і викликається напруженнями усередині матеріалу, що досягають межі його міцності на розтяг. Внутрішні напруги в пористій структурі матеріалу виникають внаслідок різних причин, серед яких кристалізація солей, відкладення продуктів корозії, тиск льоду при замерзанні води в порах і капілярах. В композиційних матеріалах, характерним представником яких є бетон, внутрішні напруження в зоні контакту заповнювач - цементний камінь виникає при різких змінах температур в результаті різних коефіцієнтів лінійно-температурного Радіометричні методи

2.3 Дефектоскопія сталевих конструкцій

Визначення дефектів у виді пор, тріщин і сторонніх включень засновано на виявленні магнітних полів розсіювання, що виникають над дефектом Поля розсіювання фіксуються за допомогою магнітного порошку, феромагнітних стрічок, магнітних зондів. У першому випадку на поверхню досліджуваного елемента наносять тонкий шар металевих часток. При переміщенні електромагніта порошок утворить візерунок, що повторює форму дефекту. У випадку використання феромагнітної стрічки разом з електромагнітом по поверхні елемента переміщається магнітофонна голівка і на стрічці відтворюється запис дефектів. Розшифровка запису й аналіз дефектів проводиться на спеціальних магнітографах.

Оцінка напружених станів конструкцій, що експлуатуються, ґрунтується на тому, що під дією пружних механічних напружень у матеріалі відбувається зміна його магнітної проникненості на ділянці намагнічування.

2.4 Дефектоскопія зварних з'єднань

Про наявність дефектів судять по ступені ослаблення випромінювання на різних ділянках шва. При реєстрації, на фотоплівці дефекти виглядають у виді темних смуг і плям. Для оцінки розміру дефекту в напрямку просвічування застосовуються еталони чутливості, які представляють собою пластинку з канавками різної глибини виготовлену з того ж матеріалу, що і контрольована конструкція. Еталон укладається на конструкцію з боку джерела випромінювання поруч з досліджуваним швом. Порівнюючи на фотоплівці ступінь затемнення канавок і дефектів, судять про величину дефектів.

Гамма-випромінювання використовується для дефектоскопії зварних з'єднань, визначення положення та діаметра арматури, виміру товщини елементів. Дефектоскопи дозволяють просвічувати сталь товщиною до 120 мм, бетон - до 300 мм, пластмаси - до 600 мм.

Дефектоскопія зварних з'єднань принципово не відрізняється від дефектоскопії рентгенівськими променями.

Дефектоскопія конструкцій проводиться одним із двох способів. При наявності двостороннього доступу застосовується наскрізне прозвучування .

При однобічному доступі реєструється інтенсивність розсіяного матеріалом гамма-випромінювання. Другим способом можна виявити дефекти в композитних, шаруватих матеріалах, що мають різну щільність шарів, наприклад, за обшиваннями й облицюваннями.



3. Методи контролю

3.1 Електромагнітні методи

Електромагнітні методи дозволяють вимірити товщину елементів, виявляти дефекти у феромагнітних матеріалах, контролювати положення арматури і товщину захисного шару бетону, вимірювати товщину антикорозійних покрить на сталевих конструкціях, визначати міцність сталі, оцінювати рівень діючих у металевих елементах механічних напруг.

3.2 Товщинометрія.

За допомогою магнітних і електромагнітних приладів товщина елементів з феромагнітних матеріалів визначається з точністю до декількох відсотків. У приладах використовується залежність між товщиною елемента і величиною ослаблення магнітного потоку.

При доступі з двох сторін можна вимірювати товщину елементів і з неферомагнітних матеріалів.



4. Види дефектоскопiв

4.1 Імпульсні ультразвукові дефектоскопи

В імпульсних дефектоскопах використовуються луна-метод, тіньовий і дзеркально-тіньовий методи контролю.

· Ехо-метод заснований на посилці у виріб коротких імпульсів ультразвукових коливань і реєстрації інтенсивності і часу приходу луна сигналів, відбитих від несплошностей (дефектів). Для контролю виробу датчик еходефектоськопа сканує його поверхню. Метод дозволяє виявляти поверхневі і глибинні дефекти з різною орієнтуванням.

· При тіньовому методі ультразвукові коливання, зустрівши на своєму шляху дефект, відбиваються у зворотному напрямку. Про наявність дефекту судять по зменшенню енергії ультразвукових коливань або по зміні фази ультразвукових коливань, що огинають дефект. Метод широко застосовують для контролю зварних швів, рейок та ін

· Дзеркально-тіньовий метод використовують замість або на додаток до луна-методом для виявлення дефектів, що дають слабке віддзеркалення ультразвукових хвиль у напрямку роздільно-суміщеного перетворювача. Дефекти (наприклад, вертикальні тріщини), орієнтовані перпендикулярно поверхні, по якій переміщують перетворювач (поверхні вводу), дають дуже слабкий розсіяний і донний сигнали завдяки тому, що на їх поверхні поздовжня хвиля трансформується в головну, яка в свою чергу випромінює бічні хвилі, що забирають енергію. Приклад застосування дзеркально-тіньового методу - контроль рейок на вертикальні тріщини в шийці. За чутливості цей метод зазвичай в 10-100 разів гірше луна-методу.

При контролі зварних з'єднань необхідно забезпечувати ретельне прозвучу всього металу шва. Ультразвукові хвилі вводяться в шов через основний метал за допомогою похилих акустичних перетворювачів. При пошуку дефектів виробляють поздовжньо-поперечне переміщення (сканування) перетворювача вздовж шва, одночасно здійснюючи його обертальний рух.

Чутливість ультразвукового контролю визначається мінімальними розмірами виявляються дефектів або еталонних відбивачів (моделей дефектів). В якості еталонних відбивачів зазвичай використовують плоскодонні свердління, орієнтовані перпендикулярно напрямку прозвучування, а також бічні свердління або зарубки.

4.2 Імпедансні дефектоскопи

Принцип роботи заснований на визначенні відмінності повного механічного опору (імпедансу) дефектної ділянки в порівнянні з доброякісним, для чого контрольована поверхня сканується за допомогою двох п'єзоелементів, один з яких збуджує коливання в матеріалі, а інший сприймає коливання.

Імпедансні дефектоскопи призначені для виявлення дефектів, розшарувань, непроклея, пористості і порушення цілісності композитних матеріалів і стільникових структур в авіабудуванні, космічній, автомобільній та інших галузях промисловості



4.3 Резонансні дефектоскопи

Резонансний метод заснований на визначенні власних резонансних частот пружних коливань (частотою 1 -- 10 Мгц) при збудженні їх у виробі. Цим методом вимірюють товщину стінок металевих і деяких неметалічних виробів. При можливості вимірювання з одного боку похибка вимірювання -- близько 1%. Крім того, за допомогою резонансної дефектоскопії можна виявляти зони корозійного ураження. Варіантом резонансного методу є спектрально-акустична дефектоскопія.

4.4 Радіаційні дефектоскопи

У радіаційних дефектоскопах здійснюється опромінювання об'єктів рентгенівськими, б, в і г променями, а також нейтронами. Джерела випромінювань -- рентгенівські апарати, радіоактивні ізотопи, лінійні прискорювачі, бетатрони, мікротрони. Радіаційне зображення дефекту перетворять в радіографічний знімок (радіографія), електричний сигнал (радіометрія) або світлове зображення на вихідному екрані радіаційно-оптичного перетворювача або приладу (радіаційна інтроскопія, радіоскопія).

Перший радіаційний дефектоскоп був впроваджений в 1933 році на Балтійському суднобудівному заводі винахідником Л. В. Мисовським і використовувався для виявлення дефектів лиття в товстих металевих плитах до печей «Мігге-Перроя».

дефектоскоп залізобетонний корозія



Висновки

Незважаючи на багаторічні дослідження і великі успіхи в сфері неруйнівного дефектоскопічного контролю деталей і вузлів авіаційної техніки, багато проблем контролю залишаються до теперішнього часу невирішеними.

Для підвищення ефективності неруйнівного контролю на заводах і зменшення впливу людського фактора на

Виявлення дефектів доцільно проводити дослідження з розробки засобів автоматичного пошуку дефектів, що виявляються, наприклад, капілярними методами, методами обробки зображень індикаторних малюнків дефектів, реєстрації і протоколювання результатів контролю і їх зберігання в електронному вигляді.

Актуальною є задача розробки систем вбудованого дефектоскопічного контролю важкодоступних і високонавантажених елементів конструкції літаків в польоті.

Нові завдання в галузі контролю обумовлені також впровадженням на заводах сучасних технологічних операцій з виготовлення та ремонту деталей і вузлів, що впливають на ефективність контролю.

Внаслідок цього потрібно проводити дослідження з метою оцінки цього впливу, розробки рекомендацій по заміні методів контролю, впровадження дублюючих методів або зміни точок контролю в технологічних маршрутах виготовлення і ремонту деталей і вузлів. Є недоліки в забезпеченні дефектоскопічної апаратурою.

На деяких заводах і в експлуатуючих організаціях спостерігаються випадки застосування морально і технічно застарілих засобів контролю: ультразвукових, вихорострумових, магніто, акустичних імпедансних дефектоскопів і т.д.

З викладеного випливає, що методи неруйнівного дефектоскопічного контролю деталей і вузлів авіаційної техніки є суттєвим фактором підтримки надійності повітряних суден та забезпечення безпеки польотів.

Однак для підвищення ефективності контролю слід дотримуватися очевидних необхідних умов: продовження досліджень в цій сфері, розробки нових засобів контролю або модернізації відомих засобів і заміна застарілої апаратури



Література

1. Клюєв В. В. Прилади для неруйнівного контролю матеріалів і виробів - М.: Машинобудування, 1986

2. Випробувальна техніка: Довідник. У 2-х кн. / За заг. ред. В. В. Клюєва. - М.: Машинобудування, 1982

3. Неруйнуючі випробування: Довідник. У 2-х книгах / За ред. Р. Мак-Мастера. - Л.: Енергія, 1965

4. Гурвич А. К., Єрмолов І. Н. Ультразвукова дефектоскопія зварних швів - Київ: Технiка, 1972

5. Шрайбер Д. С. Ультразвукова дефектоскопія - М.: Металургія, 1965

6. Щербинский В. Г., Альошин Н. П. Ультразвуковий контроль зварних з'єднань будівельних конструкцій - М.: Стройиздат, 1976

7. Єрмолов І. М. Теорія і практика ультразвукового контролю - М.: Машинобудування, 1981

8. Єрмолов І. К., Альошин Н. П., Потапов А. І. Акустичні методи контролю - М.: Вища. школа, 1991

9. Гетьман А. Ф., Козин Ю. Н. Неруйнівний контроль і безпека експлуатації посудин і трубопроводів тиску - М.: Вища школа, 1997

10. Голяміна І. П. Маленька енциклопедія: ультразвук - М.: Радянська енциклопедія, 1979

11. Єрмолов І. Н., Альошин Н. П., Потапов А. І. Акустичні методи контролю: Практ. посібник / За ред. В. В. Сухорукова. - М.: Вища. шк., 1991

12. Фізична акустика під ред. У. Мезона. Том 1. Методи та прилади ультразвукових досліджень - М.: Мир, 1966

Размещено на Allbest.ru

...