Методы оценки технического состояния конструкций

Аннотация

Статья посвящена оценке технического состояния конструкций, с помощью методов разрушающего и неразрушающего контроля. Рассмотрены основные особенности цели и задачи методов оценки. Проведено сравнение методов оценки технического состояния конструкций. Материалы данной статьи будут полезны специалистам в области строительства.

Ключевые слова: оценка технического состояния, техническое освидетельствование объекта, методы разрушающего и неразрушающего контроля.

Annotation

The article is devoted to the assessment of the technical condition of structures, using methods of destructive and non-destructive testing. The main features of the purpose and objectives of the assessment methods are considered. Methods for evaluating the technical condition of structures are compared. The materials of this article will be useful to specialists in the field of construction.

Key words: assessment of the technical condition, technical inspection of the object, methods of destructive and non-destructive testing.

Основная часть

Согласно СП 13-102-2003 оценка технического состояния - это нахождение дефектов в строительных конструкциях или зданиях, с целью их квалификации, локализации и дальнейшим устранением. Это достигается при сравнении параметров исследуемого объекта, со значениями этих параметров установленных проектом или нормативным документом [5].

Определение технического состояния имеет большое значение при эксплуатации объекта. От того на сколько соответствует техническое состояние исследуемого объекта с техническим состоянием при возведении объекта, настолько определяются сроки дальнейшей эксплуатации конструкций.

Для того чтобы определить техническое состояние объектов существуют следующие виды разрушающего и неразрушающего контроля:

* магнитный - метод в основе которого лежит анализ

взаимодействия магнитного поля с объектом исследования. Чаще всего используется для обнаружения дефектов в ферромагнитных металлах (никель, железо, кобальт и ряд сплавов на их основе);

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. определение толщины неферромагнитных покрытий на ферромагнитном основании (магнитная толщинометрия);

2. дефектоскопия поверхностей материала и подповерхностных участков, (закалочных, шлифовочных, усталостныех трещин, волосовин, расслоения, не проварки стыковых сварных соединений, закатов и т.д.);

3. получения информации о магнитной проницаемости и ее изменении в зависимости от напряженности магнитного поля (индуктивный метод).

4. магнитное определение физических и химических свойств материала (структуроскопия) [4, с. 168].

• электрический - данный метод основан на фиксировании параметров электрического поля, который взаимодействует с исследуемым объектом, или который образуется непосредственно в объекте исследования в результате внешнего взаимодействия;

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. Определять глубину несплошностей на металлических поверхностях, обнаруженных ранее с помощью других методов неразрушающего контроля;

2. Контролировать и оценивать целостность изоляционных покрытий посредством применения электроемкостной и электроискровой разновидностей;

3. Выявлять сквозные пробои изоляции;

4. Сортировка металлов по маркам с помощью электрохимического, электроиндуктивного или термоэлектрического метода.

• вихретоковый - основан на анализе взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, находящиеся в исследуемом объекте;

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. анализ данных полученных при контроле качества электропроводящих объектов: металлов, сплавов, графита, полупроводников и т. д.;

2. для обнаружения дефектов на поверхности материалов (дефектоскопия и дефектометрия);

3. анализ размеров объектов контроля и параметров вибраций (толщинометрия и виброметрия);

4. структуроскопия

5. поиск и обнаружение электропроводящих объектов (металлоискатели) [1, с. 68].

• радиоволновой - данный метод основан на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом;

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. для проверки однородности, габаритов и формы изделий из пластика, резины, композитных материалов;

2. для обнаружения в исследуемом объекте неоднородности, посторонние включения, некачественные клеевые и сварные соединения;

• тепловой - основан на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов, вызванных дефектами. Основной характеристикой в данном методе контроля является распределения температуры на поверхности объекта, благодаря чему можно определить внутреннюю структуру исследуемого объекта, особенности теплопередачи внутри объекта, наличие скрытых внутренних дефектов и режиме работы объекта;

• оптический - данный метод основан на регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом; Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. проверка проходимости вентиляционных каналов в составе производственных конструкций;

2. визуализация скрытых полостей в материалах и оборудовании;

3. обследование сооружений, конструкций и зданий;

4. проверка трубопроводного, сантехнического и иного специального оборудования.

• радиационный - основан на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. Кроме того, в зависимости от излучения применяемое к исследуемому объекту, меняется определения процесса контроля (рентгеновский, нейтронный и т.д.);

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. Выявление нарушений однородности таких как: непровары, раковины, прожоги, подрезы, трещины;

2. Проверка состояния и взаимного расположения изделий в процессе осмотра объекта, при подготовке к реконструкции;

3. Контроль параметров объектов, недоступных для визуального осмотра, на любом этапе жизненного цикла: изготовление, сборка, монтаж, эксплуатация и ремонт;

4. Проведение экспертизы промышленной безопасности.

• акустический (ультразвуковой) - данный метод основан на излучении и фиксации звуковых волн, возбуждаемых или возникающих в исследуемом объекте. Если диапазон звуковых волн выше 20 кГц, то данный метод контроля называется ультразвуковой;

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. выявляет внутренние скрытые дефекты типа нарушения сплошности, расслоения, непроклепы, непропаи;

2. применяется для измерения толщины изделия (иногда применяют для обнаружения зоны коррозионного поражения, непропаев, расслоений в тонких местах из металлов);

3. обнаруживает и регистрирует только развивающиеся трещины или способные к развитию под действием механической нагрузки;

4. контроль клеевых, сварных и паяных соединений, имеющих тонкую обшивку, приклеенную или припаянную к элементам жесткости;

5. применяется для обнаружения глубинных дефектов.

• проникающими веществами - данный метод основан на проникновении веществ в полость дефектов исследуемого объекта. В случае поиска сквозных дефектов, метод изменяется на «течеискание»;

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. позволяет контролировать объекты любых размеров и форм, изготовленные из различных материалов;

2. применяют при дефектоскопии сварных швов;

3. применяют при поиске мелких дефектов на поверхности металла.

• виброакустический - основан на анализе полученных параметров виброакустического сигнала, возникающего при работе исследуемого объекта;

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. неуравновешенность;

2. ослабление соединений и опор;

3. отсутствие соосности;

4. параллельность и геометрические изменения линии вала;

• визуально измерительный (ВИК) - выявление внешних дефектов в исследуемом объекте;

Данный метод необходим для выполнения следующих задач:

1. определение геометрических размеров объекта;

2. выявления дефектов на поверхности объекта.

• отрыв со скалыванием - основан на связи прочности бетона со значением усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства;

Данный метод позволяет сразу же, на месте, оценить прочность бетонной конструкции, как в промежуточном возрасте, так и при достижении проектного возраста бетона.

• скалывании ребра - основан на связи прочности бетона со значением усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции [3, с. 167-170].

Так же как и метод отрыва со скалыванием позволяет, на месте, оценить прочность бетонной конструкции, как в промежуточном возрасте, так и при достижении проектного возраста бетона.

Электрические, магнитоэлектрические, магнитные и вихревые методы позволяют проводить контроль свойств проводящих сред, чаще всего, на поверхности исследуемого объекта и в подповерхностном слое [2, с. 40].

Как видно из приведенного списка выше, виды контроля сильно различаются задачами, которые они выполняют. Однако мы также видим, что есть методы контроля, которые дублируют выполнения задач, такие методы контроля дополняют друг друга и помогают провести полное и качественное техническое освидетельствование объекта.

Основная цель использования различных видов разрушающего и неразрушающего контроля в промышленности является надежное выявление опасных дефектов. Поэтому выбор конкретных методов контроля определяется эффективностью обнаружения такого брака.

Основные нововведения применимые к методам разрушающего и неразрушающего контроля являются применением более точных и удобных устройств. Каких-то кардинальных изменений в самом процессе проведения контроля не имеется, так как наука достаточно новая и в последнее время существует лишь значимые открытия в области радиологии и акустического контроля.

Выводы

Обоснования проведения работ по контролю исследуемого объекта, их объем, состав и характер зависит непосредственно от поставленных заказчиком и проектной сметой задач. Причины, на основании которых проводят разрушающий и неразрушающий контроль, следующие:

S присутствие дефектов и повреждений конструкций (например, вследствие силовых, коррозионных, температурных или иных воздействий, в том числе неравномерных просадок фундаментов), которые снижают прочностные, деформативные характеристики объекта исследования и ухудшают прочностные параметры здания в целом;

S в случаях повышения эксплуатационных нагрузок и воздействий на объект при перепланировке, модернизации и увеличение этажности здания;

S реконструкция зданий даже в случаях, если нет дополнительных теоретических нагрузок;

S в случаях, если существуют различия конструкции от его проекта, которые снижают фактическую несущую способность и эксплуатационные качества объекта;

S отсутствие какой-либо проектно-технической и исполнительной документации;

S в случаях, если произошло изменение функционального назначения зданий и сооружений;

S возобновление прерванного строительства зданий и сооружений при отсутствии консервации или по истечении трех лет после прекращения строительства при выполнении консервации;

S деформации грунта, на котором установлена конструкция;

S необходимость контроля и оценки состояния конструкций зданий, расположенных вблизи от вновь строящихся сооружений;

S необходимость оценки состояния строительных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, стихийных бедствий природного характера или техногенных аварий;

S необходимость определения пригодности производственных и общественных зданий для нормальной эксплуатации, а также жилых зданий для проживания в них.

строительство технический конструкция контроль

Использованные источники