Особенности и преимущества технологии неразрушающего контроля
Диагностические методы неразрушающего контроля в последнее время приобретают все большее распространение. Они как правило используются при исследовании конструктивных элементов зданий и сооружений. В результате этого обследования нет никакой необходимости брать для анализа материал и осуществлять с ним испытания в специальных лабораториях – все делается на месте исследуемого объекта. При реализации многих технологических процессов взятие образцов для проведения с ним испытаний зачастую связано с определенными трудностями, в том числе с остановкой производства. В этом контексте методологии неразрушающего контроля имеют без сомнения существенные преимущества перед другими аналогичными функциональности технологиями с точки зрения экономической целесообразности.
Для того, чтобы оценить характеристики обследуемой конструкции, необходимо провести диагностическую процедуру анализа прочности элементов объекта. В соответствии с нормативным регламентом, а именно пособия по проектированию металлических элементов, обследование конструкций на прочность разрешается без вырезания из них образцов.
Специалисты, проведя испытания на многих твердомерах, особенное внимание остановили на одном из них – МЕТ-УД. Он определяет прочностные характеристики различных металлов, а также сплавов на основании адаптированных и стандартизированных Российской Федерации шкал, таких, как Шора (HSD), Роквелла (HRA, HRB, HRC), Виккерса (HV) и Бриннеля (HB). Также эксперты отмечают достоинства устройства с аналогичной функциональностью ТЭМП-2 и ТЭМП-4.
Но при всех очевидных преимуществах использования этого метода, в нем присутствуют и недостатки, которые не позволяют зачастую его применять при обследовании многих объектов. К ним относится большая зависимость подобных аппаратов от температурных режимов среды, где находится исследуемая конструкция. Дело в том, что данные приборы перестают работать при низких температурах. Именно поэтому их стараются держать в теплом контейнере, если конечно есть такая возможность. Так, например, при обследовании трубопровода в северных условия и вечной мерзлоте грунта зачастую это сделать невозможно.
Данные аппараты, как правило, снабжены дополнительными батареями питания – они продлевают его срок действия.
Специалисты в этой сфере полагают, что наиболее эффективным является использование динамического прибора, который основан на применении воздействия на обследуемую металлическую поверхность своеобразного шарика – индентора. Здесь необходима специальная подготовка исследуемого элемента, но не такая скрупулезная как при ультразвуковой диагностики, где необходима чистота и отсутствие шероховатости на металлической поверхности обследуемого объекта. Исходя из этих достоинств подобный динамический метод широко используется в полевых условиях. Он обладает гораздо меньшим разбросом показателей, обработка которых в сложных и экстремальных условиях значительно легче.
Измерение прочности материала осуществляется на основании различных шкал, но большее распространение получила шкала по Бриннелю. Чтобы получить результат, который является в максимальной степени корректным, необходимо провести контрольные измерения в 5 и более местах на одном шлифе. Причем это делается на достаточном расстоянии друг от друга в двух точках металлической конструкции, которая должна быть желательно однотипной.
Результатом этого процесса является определение показателя –сопротивление (временное) растягивающим способностям стали углеродистого типа (перлитный класс) посредством расчета твердости по одной из шкал, например, Рокквела или Бриннеля.
Для определения нормативных значений временного сопротивления используется специальное методическое пособие – «Определение свойств металла»
Специалисты, имеющие опыт проведения подобных исследовательских технологий, отмечают, что в нормативном регламенте, используемого для обработки полученных данных имеются некоторые разночтения и противоречия. Так, например, подобные явления наблюдаются в приложениях к СНиПам, выпущенных в 1988 и 1990 годах.
Используя соответствующие нормативные документы можно определить предельный уровень текучести в нормативном его значении. Для этого необходимо найти производную значения временного сопротивления и коэффициента прочности
Для того, чтобы зафиксировать расчетное временное сопротивление несущей конструкции необходимо значение (нормативное) предельной текучести обследуемого элемента разделить на коэффициент, определяющий надежность материала. Причем этот показатель определяется в зависимости от возраста металлической конструкции: до 1932 года он составляет 1,2 (причем это касается и металла, имеющего предельное значение текучести меньше 215 Мпа), с 1933 года по 1982 год -1,1 (в том числе, по отношению к металлу со значением предельного уровня текучести ниже 380Мпа), а если конструкция произведена после 1982 года (предел текучести стали выше 380 Мпа), то коэффициент будет находиться на уровне 1,15.
Существует еще один методологический подход расчета сопротивления стали, основанный на пределе текучести конструкции – это метод М.С. Дрозда. Подобная технология использует новое число твердости. Это не какое –то условное напряжение, а модуль, делающий металл прочным при воздействии на него индентора сферического типа.
Тем не менее, данные диагностические технологии, предусматривающие расчёт сопротивления металла на основании предела его текучести, обладают определенной условностью. Более того, точность результата, полученного по этому методу, во многом зависит от квалификации и профессиональной подготовки специалиста, проводящего обследование. Эти факторы могут существенно влиять на окончательную картину обследуемого объекта.
Несмотря на это подобные диагностические исследования сопротивления конструкции, полученные расчетным путем по предельной текучести, являются основными в комплексной оценке состояния конструкции, и ее фактического износа. Именно поэтому данное диагностическое направление необходимо развивать и совершенствовать.