Линейный коэффициент ослабления для бетона

Обновлено: 24.04.2024

1.1. Радиационные методы дефектоскопии следует применять для обнаружения в объектах контроля дефектов: нарушений сплошности и однородности материала, внутренней конфигурации и взаимного расположения объектов контроля, не доступных для технического осмотра при их изготовлении, сборке, ремонте и эксплуатации.

1.2. Выбор метода или комплекса методов и средств контроля следует проводить в соответствии с требованиями стандартов, технических условий и рабочих чертежей, утвержденных в установленном порядке, на конкретный объект контроля, а также с учетом требований настоящего стандарта, технических характеристик средств контроля, конструктивных особенностей объектов контроля, технологии их изготовления, размеров выявляемых дефектов и производительности контроля.

1.3. Радиационные методы неразрушающего контроля следует указывать в стандартах и технических условиях на объекты контроля.

1.4. Виды дефектов, выявляемых радиационными методами при контроле объектов, указаны в табл. 1.

Чувствительность контроля сварных соединений - по ГОСТ 3242-79, ГОСТ 7512-82 и ГОСТ 23055-78; паяных соединений - по ГОСТ 24715-81.

Слитки и отливки

Трещины, раковины, поры, рыхлоты, металлические и неметаллические включения, неслитины, ликвации

Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением

Трещины, непровары, поры, раковины, металлические и неметаллические включения, утяжины, превышения проплава, подрезы, прожоги, смешения кромок

Сварные соединения, выполненные точечной и роликовой сваркой

Трещины, поры, металлические и неметаллические включения, выплески, непровары (непровары определяют по отсутствию темного и светлого колец на изображении сварной точки при резко выраженной неоднородности литой зоны или при применении контрастирующих материалов)

Трещины, непропаи, раковины, поры, металлические и неметаллические включения

Трещины в головке заклепки или основном материале, зазоры между телом заклепки и основным материалом, изменение формы тела заклепки

Сборочные единицы и детали, железобетонные изделия и конструкции и т.п.

Трещины, раковины, коррозия, отклонения размеров, зазоры, перекосы, разрушение и отсутствие внутренних элементов изделия, отклонения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматуры и т.п.

2.1. Радиографический метод

2.1.1. Напряжение на рентгеновской трубке, радиоактивный источник излучения, энергию ускоренных электронов бетатрона следует выбирать в зависимости от толщины и плотности просвечиваемого материала по табл. 2 - 4.

Область применения радиографического метода дефектоскопии при использовании рентгеновских аппаратов

Толщина просвечиваемого материала, мм

Напряжение на рентгеновской трубке, кВ, не более

Сплав на основе

Неметаллический материал со средним атомным номером (плотность, r /см 3 )

Стандарт распространяется на тяжелый и мелкозернистый бетон, легкий конструкционный и конструкционно-теплоизоляционный бетон монолитных бетонных и железобетонных конструкций и устанавливает правила контроля и оценки прочности бетона на сжатие путем применения неразрушающих методов определения прочности, в том числе при осуществлении строительного надзора.

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
СО 100 % ГОСУДАРСТВЕННЫМ КАПИТАЛОМ

«КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО
БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

БЕТОНЫ.
ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ
БЕТОНА МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ
И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ
С УЧЕТОМ ОДНОРОДНОСТ И

Москва 2009 г.

Предисловие

Цели и задачи разработки, а также использование стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЁН ОАО «Конструкторско-технологическое бюро бетона и железобетона». (Генеральный директор канд. техн. наук А.Н. Давидюк, гл. инженер Е.С. Фискинд, зав. отделом Н.В. Волков, Мосгосстройнадзор канд. техн. наук В.В. Курилин)

2. РЕЦЕНЗЕНТ канд. техн. наук М.И. Бруссер

3. РЕКОМЕНДОВАН К ПРИМЕНЕНИЮ Научно-техническим Советом ОАО «КТБ ЖБ» (протокол № 8 от 28 июля 2008 г.).

4. УТВЕРЖДЁН И ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО «КТБ ЖБ» от 30 сентября 2008 г. № 46-к.

5. ВВЕДЁН впервые

Контроль прочности бетона является одним из основных критериев определения качества строительства в целом. ГОСТ 18105 , на основе которого разработан настоящий стандарт, был создан более 20 лет назад и, в основном, был ориентирован на правила контроля прочности сборного бетона и железобетона. Данная разработка приближена к реалиям сегодняшнего дня - контролю и оценке прочности бетона монолитных конструкций с учетом однородности этого материала.

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

БЕТОНЫ.
ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА
МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ С УЧЕТОМ ОДНОРОДНОСТИ

CONCRETE.
RULES OF CONTROL AND ASSESMENT OF CONCRETE STRENGTH FOR
CAST-IN-SITU CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE STRUCTURES BY
NON-DESTRUCTIVE METHODS TAKING INTO ACCOUNT HOMOGENEITY

Настоящий стандарт распространяется на тяжелый и мелкозернистый бетон, легкий конструкционный и конструкционно-теплоизоляционный бетон монолитных бетонных и железобетонных конструкций и устанавливает правила контроля и оценки прочности бетона на сжатие путем применения неразрушающих методов определения прочности, в том числе при осуществлении строительного надзора.

В настоящем стандарте использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности.

ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.

СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.

МДС 62-1.2000 Методические рекомендации по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами.

СТО 36554501-009- 2007 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

СТО 36554501-011-2008 Контроль качества высокопрочных тяжелых и мелкозернистых бетонов в монолитных конструкциях.

СТО 02495307-005 -2003 Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием.

Анализируемый период - период времени, за который вычисляют средний по партиям коэффициент вариации прочности, характеризующий однородность бетона, для назначения требуемой прочности в течение последующего контролируемого периода.

Партия конструкций - часть конструкции, одна или несколько конструкций, бетонируемых в течение одних суток из бетонной смеси одного номинального состава.

Контролируемый участок - участок конструкции, на котором производят определение прочности бетона неразрушающими методами.

Захватка - объем бетона части монолитной конструкции в составе партии, уложенный при непрерывном бетонировании в течение не более одних суток.

Прямой неразрушающий метод - метод определения прочности бетона , основанный на связи прочности бетона в конструкции с усилием, необходимым для разрушения определенного технической характеристикой прибора объема бетона этой конструкции.

Косвенный неразрушающий метод - метод определения прочности бетона в конструкции, основанный на корреляционной связи прочности бетона с её косвенной характеристикой.

Градуировочная зависимость - зависимость, связывающая косвенную характеристику прочности бетона с прочностью бетона, определенной методом отрыва со скалыванием или разрушающим методом.

Коэффициент совпадения - коэффициент, используемый для корректировки («привязки») ранее установленной или универсальной градуировочной зависимости к бетону контролируемого объекта.

4.1. Определение прочности бетона в конструкциях следует производить механическими методами неразрушающего контроля по ГОСТ 22690 или ультразвуковым методом по ГОСТ 17624 с использованием предварительно экспериментально установленных градуировочных зависимостей косвенных характеристик прочности бетона от его прочности на сжатие, либо по эмпирическим формулам для прямых неразрушающих методов определения прочности бетона.

Правила, требования и методику построения градуировочных зависимостей следует принимать по ГОСТ 22690 , ГОСТ 17624 и СТО 36554501-009-2007 .

4.2. В случаях, когда построение градуировочной зависимости невозможно, допускается определение прочности бетона по имеющейся универсальной градуировочной зависимости или по градуировочной зависимости, установленной для бетона, отличающегося от испытываемого (составом, возрастом, условиями твердения) с уточнением этих зависимостей по результатам параллельных испытаний бетона одних и тех же участков конструкций косвенными неразрушающими методами и разрушающими методами, не менее трех вырезанных или выбуренных образцов по ГОСТ 10180 , или прямыми неразрушающими методами, не менее трех испытаний по ГОСТ 22690 .

4.3. К прямым неразрушающим методам определения прочности бетона относятся методы отрыва со скалыванием и скалывания ребра ( ГОСТ 22690 ).

4.4. К косвенным неразрушающим методам определения прочности бетона относятся:

- метод упругого отскока;

- метод пластической деформации;

- метод ударного импульса.

4.5. Оценка прочности бетона и установление его условного класса по прочности на сжатие должна производиться с применением статистических методов по ГОСТ 18105 и в соответствии с настоящим стандартом.

5.1. Контроль прочности бетона в конструкциях должен проводиться для каждой партии конструкций.

5.2. Контроль бетона в партии конструкций проводится для оценки нормируемых видов прочности (промежуточной, в проектном возрасте) и может быть выборочным или сплошным.

5.3. Выборочный контроль прочности бетона проводится в соответствии с требованиями ППР и технологических регламентов в промежуточном возрасте.

5.4. Сплошной контроль прочности бетона проводится в проектном возрасте.

5.5. При проведении выборочного контроля проверяется не менее одной конструкции из партии однородных конструкций или часть конструкции в случае, когда её бетонирование производилось более одних суток.

5.6. Число и расположение контролируемых участков в конструкциях следует назначать с учетом:

- задач контроля (определение фактической прочности или условного класса прочности бетона, выявление участков пониженной прочности и др.);

- вида конструкций (колонны, балки, плиты и др.);

- размещения захваток и порядка бетонирования;

- вида применяемого неразрушающего метода.

5.8. Число контролируемых участков назначается не менее:

- для стен и перекрытий - 3 участков на захватку;

- для колонн и пилонов - 6 участков на каждую конструкцию;

- для горизонтальных линейных конструкций - 1 участок на 4 м длины.

5.9. При определении класса бетона партии конструкций, измеряя прочность бетона косвенными неразрушающими методами, общее число контролируемых участков должно быть не менее:

- 15 при средней прочности бетона до 20 МПа;

- 20 при средней прочности бетона до 30 МПа;

- 25 при средней прочности бетона выше 30 МПа.

5.10. При определении класса бетона партии конструкций с применением прямых неразрушающих методов общее число контролируемых участков должно быть не менее:

- 6 для метода отрыва со скалыванием;

- 9 для метода скалывания ребра.

5.11. Число измерений, выполняемых на каждом контролируемом участке, принимают по действующим стандартам на методы неразрушающего контроля ( ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624 ).

В качестве единичного значения прочности бетона контролируемого участка принимают среднее значение измерений прочности на данном участке.

6.1 Однородность прочности бетона в конструкциях характеризуется средним партионным коэффициентом вариации V_m .

Статистическую оценку прочности бетона с учетом его однородности производят по результатам определения прочности неразрушающими методами по пункту 4.1 . настоящего стандарта, при этом использование установленной градуировочной зависимости допустимо при коэффициенте корреляции градуировочной зависимости r ≥ 0,7 и коэффициенте вариации установленной градуировочной зависимости V ≤ 15 %.

6.1.1. Коэффициент вариации установленной градуировочной зависимости вычисляется по формуле

где - средняя прочность бетона образцов, использованных для построения градуировочной зависимости;

S _Т.Н.М - средняя квадратическая ошибка построенной градуировочной зависимости, вычисляемая по формуле

где n - число серий образцов, использованных для построения градуировочной зависимости;

R_i _.ф и R_i _.н - значения прочности бетона i серии образцов, определенные, соответственно, по ГОСТ 10180 и по градуировочной зависимости.

где - средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости метода отрыва со скалыванием, принимаемая равной 0,04 от средней прочности бетона участков, использованных при построении градуировочной зависимости анкерным устройством с глубиной заделки 48 мм; 0,05 от средней прочности при анкере глубиной 35 мм; 0,06 от средней прочности при анкере глубиной 30 мм и 0,07 от средней прочности при анкере глубиной 20 мм.

6.1.3. Коэффициент корреляции градуировочной зависимости r вычисляется по формуле

6.2. При контроле прочности бетона прямыми неразрушающими методами в партии конструкций в случае, когда за единичное значение прочности принимается прочность бетона на контролируемом участке, среднее квадратическое отклонение S_m прочности бетона в партии вычисляют по формуле

где R_i - прочность бетона отдельного участка конструкции;

R_m - средняя прочность бетона в партии конструкций;

n - число контролируемых участков.

В тех случаях, когда в качестве единичной прочности бетона принята средняя прочность бетона конструкции, вычисленная как среднее арифметическое значение прочности контролируемых участков конструкций, среднее квадратическое отклонение прочности бетона партии конструкций S_m вычисляют с учетом средних квадратических отклонений градуировочной зависимости по формуле

где S _т - средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости метода отрыва со скалыванием (по пункту 6.1.2);

Р - число контролируемых участков конструкции;

n - число проконтролированных конструкций в партии.

6.3. При контроле прочности бетона косвенными неразрушающими методами среднее квадратическое отклонение определяется следующими формулами.

В случае, когда за единичное значение прочности принимается прочность бетона на контролируемом участке, среднее квадратическое отклонение прочности бетона партии S_m определяется по формуле

где S _Н.М - среднее квадратическое отклонение прочности бетона, полученное по данным испытаний неразрушающими методами;

n - количество участков испытаний в конструкции;

r - коэффициент корреляции градуировочной зависимости.

Количество участков испытаний принимают по пункту 5.7.

В тех случаях, когда в качестве единичной прочности бетона принята средняя прочность бетона конструкции, среднее квадратическое отклонение прочности бетона в партии конструкций S _т определяется по формуле

P - число участков испытаний в конструкции, которое принимают:

4 ≤ Р Р ≥ 6 при .

7.1. При контроле прочности бетона конструкций оценке подлежат нормируемые в проектной и технологической документации прочности бетона в проектном и промежуточном возрасте.

7.2. Контроль и оценка прочности бетона в конструкциях осуществляется в следующих случаях:

- при операционном контроле прочности бетона, уложенного на строительной площадке в конструкции;

- при обследовании конструкций и при осуществлении строительного надзора.

7.3. При осуществлении приемочного контроля бетонных и железобетонных конструкций необходимо обеспечить следующее соотношение фактической прочности бетона в конструкции и требуемой прочности:

где R_m - фактическая средняя прочность бетона в партии конструкций, определяемая по пункту 4.1. настоящего стандарта, МПа;

R_T - минимально допустимое значение прочности бетона в партии конструкций, соответствующее ее однородности, МПа,

где К_Т - коэффициент требуемой прочности бетона, принимаемый по табл. 2 ГОСТ 18105 в зависимости от коэффициента вариации V_m данной партии конструкций при n ≥ 30, или по формуле

где t_α - коэффициент Стьюдента, принимаемый по приложению 1 настоящего стандарта;

n - количество единичных значений прочности.

Формулу (10) используют в случаях, когда за единичное значение принимают среднюю прочность бетона конструкции, а формулу (11) - когда за единичное значение принимают прочность бетона контролируемого участка конструкции.

Коэффициент вариации V_m рассчитывают по формуле

где S_m - среднее квадратическое отклонение прочности бетона в партии конструкций, или его величину принимают равным указанному в документе предприятия-изготовителя о качестве бетонной смеси, из которой изготовлена данная партия конструкций. При этом предприятие-изготовитель несет полную ответственность за достоверность представленных данных.

При контроле прочности бетона в промежуточном возрасте оценивается соответствие фактического условного класса бетона на момент испытания, нормируемой проектом величине. В этом случае условный класс бетона по прочности на сжатие определяют по формуле

где R_m - фактическая средняя прочность бетона, МПа, в партии конструкций по результатам испытаний неразрушающими методами;

К_Т - коэффициент требуемой прочности, принимаемый по таб. 2 ГОСТ 18105 в зависимости от коэффициента вариации прочности бетона данной партии конструкций V_m .

Коэффициент вариации прочности бетона V_m рассчитывают по формуле 12, либо принимают по документу о качестве бетонной смеси предприятия-изготовителя.

В случае, когда за единичное значение прочности принимают прочность бетона, контролируемого участка конструкции, коэффициент К_Тумножают на 0,95.

При количестве участков испытаний бетона в партии менее 15, условный класс бетона рассчитывают по формуле

где t_α - коэффициент Стьюдента, принимаемый по приложению 1 настоящего стандарта.

В случае, когда за единичное значение прочности принимают прочность бетона контролируемого участка конструкции, правую часть формулы делят на 0,95.

Таким же образом, как и при контроле прочности бетона конструкций в промежуточном возрасте, допускается проводить оценку соответствия фактического класса бетона по прочности на сжатие - проектному классу.

7.4. При обследовании и осуществлении строительного надзора за прочностью бетона в конструкциях условный класс прочности бетона следует определять по формуле

где R_m - фактическая средняя прочность бетона конструкции или группы конструкций;

t_α - коэффициент Стьюдента, принимаемый по приложению 1 настоящего стандарта в зависимости от числа испытаний;

V - коэффициент вариации прочности бетона, который определяется по формуле

где S_m - среднее квадратическое отклонение прочности;

R_m - фактическая средняя прочность бетона конструкции или группы конструкций.

В случае, если установленная градуировочная зависимость или градуировочная зависимость, уточненная в соответствии с приложением 9 ГОСТ 22690 , отсутствуют, условный класс бетона по прочности на сжатие определяют без статистической оценки, принимая его равным 0,8 · R_m , но не более минимального значения прочности бетона отдельного участка.

Стандарт устанавливает область применения радиационных (радиографического, электрорадиографического, радиоскопического и радиометрического) методов дефектоскопии продукции с использованием излучения рентгеновских аппаратов, излучения закрытых радиоактивных источников и тормозного излучения бетатронов.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ

МЕТОДЫ ДЕФЕКТОСКОПИИ РАДИАЦИОННЫЕ

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

ГОСТ 20426-82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Контроль неразрушающий

МЕТОДЫ ДЕФЕКТОСКОПИИ РАДИАЦИОННЫЕ

Область применения

Non-destructive testing. Methods of defectoscopy radiation.
Field of application

ГОСТ
20426-82

Взамен
ГОСТ 20426-75

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 5 февраля 1982 г. № 484 срок введения установлен

с 01.07.1983 г.

до 01.07.1988 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает область применения радиационных (радиографического, электрорадиографического, радиоскопического и радиометрического) методов дефектоскопии продукции с использованием излучения рентгеновских аппаратов, излучения закрытых радиоактивных источников на основе 60 Co, 137 Cs, 192 Jr, 75 Se, 170 Tm и тормозного излучения бетатронов.

Классификация методов контроля - по ГОСТ 18353-79 .

1.4. Виды дефектов, выявляемых радиационными методами при контроле объектов, указаны в табл. 1.

Чувствительность контроля сварных соединений - по ГОСТ 3242-79 , ГОСТ 7512-82 и ГОСТ 23055-78 ; паяных соединений - по ГОСТ 24715-81 .

Слитки и отливки

Трещины, раковины, поры, рыхлоты, металлические и неметаллические включения, неслитины, ликвации

Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением

Сварные соединения, выполненные точечной и роликовой сваркой

Трещины, непропаи, раковины, поры, металлические и неметаллические включения

Сборочные единицы и детали, железобетонные изделия и конструкции и т.п.

2.1. Радиографический метод

Область применения радиографического метода дефектоскопии при использовании рентгеновских аппаратов

Напряжение на рентгеновской трубке, кВ, не более

Сплав на основе

Неметаллический материал со средним атомным номером (плотность, г/см 3 )

Область применения радиографического метода при использовании гамма-дефектоскопов

Закрытый радиоактивный источник

Область применения электрорадиографического метода дефектоскопии при использовании бетатронов

Энергия ускоренных электронов, МэВ

2.1.2. При радиографическом методе неразрушающего контроля в зависимости от энергии излучения, требуемой чувствительности и производительности контроля должны быть использованы следующие преобразователи излучения:

радиографическая пленка без усиливающих экранов;

радиографическая пленка в различных комбинациях с усиливающими металлическими и флуоресцирующими экранами;

2.2. Электрорадиографический метод

2.2.1. Напряжение на рентгеновской трубке следует выбирать в зависимости от толщины и плотности просвечиваемого материала по табл. 5.

Область применения электрорадиографического метода дефектоскопии при использовании рентгеновских аппаратов

Напряжение на рентгеновской трубке, кВ, не более

Сплав на основе

Неметаллический материал со средним атомным номером (плотность, г/см 3 )

2.2.2. При электрорадиографическом методе неразрушающего контроля следует использовать электрорадиографические пластины. Перенос изображения на бумагу или другой носитель осуществляют с помощью проявляющего порошка, создающего изображение на электрорадиографической пластине.

2.3. Радиоскопический метод

2.3.1. Напряжение на рентгеновской трубке, энергию ускоренных бетатрона, преобразователь излучения следует выбирать в зависимости от толщины и плотности просвечиваемого материала по табл. 6.

2.3.2. При радиоскопическом методе неразрушающего контроля необходимо использовать следующие преобразователи излучения:

рентгеновский электронно-оптический преобразователь (РЭОП);

рентгено-телевизионную установку с флуоресцирующим экраном или сцинтилляционным монокристаллом, или РЭОП, или сцинтилляционным монокристаллом и электронно-оптическим усилителем яркости изображения, или рентгеновидиконом;

сцинтилляционный монокристалл с электронно-оптическим преобразователем (ЭОП).

2.4. Радиометрический метод

2.4.1. Источники излучения следует выбирать в зависимости от толщины и плотности просвечиваемого материала по табл. 7.

В рентгеновских аппаратах, используемых при радиометрическом методе, необходимо предусмотреть стабилизацию высокого напряжения.

2.4.2. При радиометрическом методе неразрушающего контроля необходимо использовать следующие преобразователи излучения:

Область применения радиоскопического метода

Преобразователь излучения при контроле

Напряжение на рентгеновской трубке и энергия ускоренных электронов

Сплав на основе

Неметаллический материал со средним атомным номером (плотность, г/см 3 )

сварных и клепаных соединений и изделий

Отливок, паяных и клепаных соединений и изделий

Рентгенотелевизионная установка с рентгеновидиконом, РЭОП

Рентгенотелевизионная установка с рентгеновидиконом, РЭОП, флуороскопический экран

РЭОП, рентгенотелевизионная установка со сцинтилляционным монокристаллом или флуоресцирующим экраном

РЭОП, рентгенотелевизионная установка с флуоресцирующим экраном или сцинтилляционным монокристаллом, сцинтилляционный монокристалл с ЭОП

Рентгенотелевизионная установка с РЭОП или сцинтилляционным монокристаллом

Рентгенотелевизионная установка с РЭОП, флуоресцирующим экраном или сцинтилляционным монокристаллом

Рентгенотелевизионная установка со сцинтилляционным монокристаллом

Рентгенотелевизионная установка со сцинтилляционным монокристаллом или РЭОП

Рентгенотелевизионная установка со сцинтилляционным монокристаллом и электронно-оптическим усилителем яркости изображения

Область применения радиометрического метода

Рентгеновские аппараты напряжением от 40 до 1000 кВ

Радиоактивные источники из 170 Tm, 75 Se, 192 Jr, 137 Cs, 60 Co

Бетатроны с энергией ускоренных электронов от 6 до 35 МэВ

2.5. При контроле объектов из материалов, не указанных в табл. 2 - 7, и сплавов, легированных ванадием, хромом, цирконием и другими элементами, источник и энергию излучения следует определять расчетным путем (см. приложения 1 и 2) или экспериментально.

Значения толщин, которые являются промежуточными между значениями, приведенными в табл. 2 и 5, следует определять методом линейной интерполяции.

Область применения радиационных методов неразрушающего контроля железобетонных изделий и конструкций - по ГОСТ 17625 -72 и ГОСТ 17623 -78.

При разрушающем радиационном контроле многобарьерных конструкций, применении компенсаторов и выравнивающих фильтров необходимо учитывать суммарную толщину материала, проходимого излучением при просвечивании.

2.6. Режимы неразрушающего радиационного контроля конкретного объекта зависят от чувствительности к излучению, контрастной чувствительности и разрешающей способности применяемого преобразователя излучения, интенсивности излучения источника, геометрических параметров схем просвечивания. Эти режимы должны быть оптимальными по чувствительности и производительности контроля.

2.7. Допускается использовать другие источники энергии и преобразователи излучения при условии обеспечения чувствительности контроля, требуемой стандартами, техническими условиями и рабочими чертежами, утвержденными в установленном порядке, на конкретный объект контроля.

2.8. Технология и режимы контроля должны быть установлены в технологической документации, разработанной в соответствии с ГОСТ 3.1102-81 и ГОСТ 3.1502 -74.

1. Для материала, не приведенного в табл. 2 - 7 настоящего стандарта, значение толщины, соответствующее приведенному в этих таблицах значению напряжения на рентгеновской трубке или энергии ускоренных электронов, определяют по формуле

где E _эфф - эффективная энергия излучения;

m ( E _эфф ) - линейный коэффициент ослабления излучения (см. приложение 2);

m _т ( E _эфф ) - линейный коэффициент ослабления лучения;

d - толщина просвечиваемого материала, не приведенного в табл. 2 - 7 настоящего стандарта;

d _т - контролируемая толщина просвечиваемого материала, приведенного в табл. 2 - 7 настоящего стандарта.

Эффективная энергия Е_эфф для излучения рентгеновских аппаратов напряжением до 1000 кВ вдали от скачков фотоэлектрического поглощения в килоэлектроновольтах численно равна 2/3 максимального напряжения на рентгеновской трубке в киловольтах.

Эффективная энергия для тормозного излучения бетатронов равна:

при Е £ 10 МэВ, (2)

при Е > 10 МэВ, (3)

где Е - энергия электронов, ускоренных в бетатронах.

2. Толщину материала, не приведенного в табл. 3 и 7 настоящего стандарта и подвергаемого просвечиванию излучением радиоактивных источников, следует определять по формуле

где d и ρ - толщина и плотность материала, не приведенного в табл. 3 и 7 соответственно;

d _т и ρ _т - толщина и плотность материала, приведенного в табл. 3 и 7, соответственно.

3. В формулах (1) и (4) в качестве d _т следует использовать толщину такого материала, выбранного по табл. 2 - 7, средний атомный номер которого является ближайшим к среднему атомному номеру материала объекта контроля или в случае сложных веществ к атомному номеру химического элемента, массовая доля которого является основной.

4. Линейный коэффициент ослабления для сложных веществ следует определять по формуле

где μ₁, μ₂, . μ _n - линейные коэффициенты ослабления излучения 1, 2-м, . n -м элементом, входящим в состав сложного вещества;

ρ ₁ , ρ ₂ , . ρ _n - плотность 1, 2-го, . п-го элемента, входящего в состав сложного вещества;

η ₁ , η ₂ , . η_n - относительная массовая доля 1, 2-го, . n -го элемента, входящего в состав сложного вещества;

ρ - плотность сложного вещества.

Массовые (μ / ρ) и линейные (μ) коэффициенты ослабления для различных элементов

Глава 6
ПРОХОЖДЕНИЕ И ОБРАЗОВАНИЕ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В БЕТОНАХ
8.1. ПРОХОЖДЕНИЕ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИИ ЧЕРЕЗ БЕТОНЫ
Защита от гамма-излучения широко исследовалась как теоретически, так и экспериментально. Поэтому рассчитать бетонную защиту нетрудно, если известны основные факторы: интенсивность и энергия источников гамма-квантов, защитные свойства бетона и уровень, до которого необходимо снизить поток гамма-излучения.
Ослабление гамма-квантов в бетонах происходит приблизительно экспоненциально. Коэффициент ослабления [1] зависит от энергии гамма-квантов (рис. 6.1). Кривые на рис. 6.1 рассчитаны для следующих материалов: 1 — бетон с дробью, плотность 5300 кг/м3, 79,5 вес.% Fe; 2—обычный бетон, плотность 2350 кг/м3, состав (вес.%): Са — 8,6; Si — 35,8; Fe — 1,2; A1 — 2,0; Na — 0,33; Η — 0,63; С — 0,4; О — 51,1; 3 — баритовый бетон, плотность 3100 кг/м3, состав (вес.%): Ва 35,8; Са — 7,4; S — 9,0; Si — 8,9; Fe — 1,5; Η — 0,44; С — 1,1; О — 35,4; 4 — свинец, плотность 11400 кг/м3; 5 — железо, плотность 7800 кг/м3.

Таблица 6.1
Длина релаксации гамма-квантов, см

* Химические составы бетонов даны в табл. 5.4.
Для некоторых бетонов в табл. 6.1 приведены значения длины релаксации, рассчитанные как l/μ.

Рис. 6.2. Спектры гамма-излучения реакторов трех типов:

Рис. 6.1. Зависимость толщины слоя десятикратного ослабления χ1/10 от энергии гамма- квантов для основных защитных материалов
оплошные линии показывают зависимость абсолютного значения интенсивности гамма-излучения от энергии гамма- квантов для реактора в Ок-Ридже, причем 1 — на границе активной зоны; 2 — за слоем воды 97 см; 3 — то же, 147 см; 4 — то же, 207 см; кривая 5 — спектр гамма-излучения на поверхности активной зоны кипящего реактора в Лос-Аламосе США (кривая 5 нормирована к кривой 1 в области энергий 1—3 Мэв). Спектр гамма-излучения реактора на быстрых нейтронах в Лос-Аламосе почти совпадает с кривой 5.

Значения λ для бетонов рассчитаны [2] по элементарному химическому составу и коэффициентам ослабления μ для отдельных элементов, данных в работе [3, 4].
Несмотря на различие физических характеристик реакторов, формы кривых энергетических спектров гамма-излучения очень похожи и грубо могут быть представлены экспонентой, убывающей по мере увеличения энергии (см. раздел 2.1), так что гамма- квантов с энергией 1 Мэв приблизительно в 100 раз больше, чем гамма-квантов с энергией 7 Мэв (рис. 6.2). Как видно из рис. 6.2, большая часть энергии, уносимой гамма-квантами, попадает в защиту в виде мягкого гамма-излучения.
Наличие стальных экранов, корпуса реактора и других конструкционных элементов существенно меняет спектр гамма- излучения, падающего на бетонную защиту. Из этих экранов выходит жесткое гамма-излучение, которое образуется вследствие захвата тепловых и надтепловых нейтронов железом и часто определяет толщину защиты. Источник захватного гамма-излучения из стали в случае больших реакторов можно представить в виде плоского изотропного.
Если разбить спектр гамма-излучения на группы по энергиям, то мощность дозы гамма-излучения можно определить по формуле [2]
(6.1)
где Ф0t; — поток гамма-излучения для каждой группы Ei; Рi — доза на один гамма-квант с энергией Е [5].
В этой формуле, справедливой для больших толщин μχ > 1 и энергии гамма-квантов 4—8 Мэd, фактор накопления принят

а ослабление без учета накопления при μχ > 1 описывается функцией
(6.2)
Методика определения факторов накопления изложена в разд. 3.3. К сожалению, в работах по физике защиты [1, 5—7] не приводятся факторы накопления для бетонов.
Расчет факторов накопления гамма-излучения в толстых защитах был упрощен Тэйлором [8]. Его метод основан на том, что рассчитываемый фактор накопления для точечного изотропного источника можно аппроксимировать функцией
(6.3)
где μ0 — коэффициент поглощения первичных гамма-квантов с энергией Е0; A, α, β — функции Е0, выбранные таким образом,
что В (μ0, х), подсчитанные по этому выражению, совпадают с В (μ0, х), подсчитанными методом моментов, для области значений μχ от 1 до 20 и Во от 0,5 до 10 Мэе с точностью 5%.
Этот метод позволяет выбрать А, а и β для данного материала таким образом, что они не зависят от μ0x. В работе [7 ] даны рассчитанные по формуле (6.3) значения A, а и β для обычного бетона плотностью 2300 кг/м3 (табл. 6.2).
Таблица 6.2
Значения коэффициентов А, α, β*

Материалы, составляющие бетоны, и сами бетоны представляют собой смесь окислов легких элементов и элементов со средним атомным весом. В зависимости от точности химического анализа в большинстве материалов можно различить от 5 до 15 элементов. Такие элементы, как водород, кислород, алюминий, кремний, кальций, железо, присутствуют почти во всех бетонах. В некоторых бетонах в очень ограниченных количествах можно обнаружить калин, натрий, магний, марганец, углерод, фосфор, серу, а также бор, барий, титан, хром. Микроскопические сечения взаимодействия нейтронов для отдельных элементов уже обсуждались раньше в третьей и четвертой главах. Здесь основное внимание будет уделено защитным параметрам материалов или бетонов, которые представляют собой сложные вещества.

Бетон плотностью 2300 кг /м3, широко распространенный в обычном строительстве, в основном состоит из 50% кислорода, 30% кремния и 10% кальция. Остальные 10% распределяются между элементами: Н, S, Na, К, Fe. По мере увеличения плотности бетона часть кислорода замещается железом, барием или хромом, в зависимости от того, какие используют заполнители. Например, гематитово-стальной бетон плотностью 4600 кг 1м3 содержит 10% кислорода и 70% железа.
Бетоны в основном состоят из четырех технологических компонентов: цемента, воды, мелкого и крупного заполнителей (см. разд. 1.2). Бетоны с добавками могут состоять из пяти или шести компонентов. Вода является непременной составляющей всех типов бетона, остальные компоненты представлены материалами, приведенными в приложении I. Количество видов бетона, используемого для защиты от ядерных излучений, может значительно превосходить число материалов, поскольку возможны самые различные их сочетания и весовые содержания. Поэтому желательно иметь защитные параметры для отдельных материалов. Основные параметры, используемые в расчетах защиты от нейтронов, были вычислены для наиболее распространенных материалов: цементов, заполнителей добавок и т. п. (см. приложение V).
Зная эти параметры и весовое содержание технологического компонента в бетоне, можно довольно просто вычислить параметры
для бетона по формуле
(5.13)
где 2б — макроскопическое сечение взаимодействия нейтронов для бетонов с N компонентами; Ση — макроскопическое сечение взаимодействия нейтронов для n-го компонента, соответствующее его концентрации в единице объема бетона.
Такой способ подсчета облегчает определение защитных параметров бетона, поскольку основная часть работы уже выполнена и протабулирована. Кроме того, знание защитных характеристик материалов позволяет более обоснованно проектировать составы бетонов с учетом взаимосвязи технологических и защитных свойств.
Для расчетов ослабления потоков нейтронов с энергиями выше 10 Мэв, которые возникают при работе мощных ускорителей, надо знать микроскопические сечения взаимодействия нейтронов для отдельных элементов, входящих в состав бетонов. В четвертой главе приведены формулы для расчетов сечений и таблица. В ней даны сечения взаимодействия нейтронов высокой энергии.

Сечения взаимодействия нейтронов более чувствительны к изменениям в химическом составе бетонов, чем коэффициенты ослабления гамма-квантов. Однако бетоны из-за своего сложного химического состава допускают перераспределение элементов. При этом изменения основных защитных параметров не превышают 5—10%. Так, при замене Са на Si (в обоих случаях плотность бетона и количество водорода сохраняются), меняется только на 2%. Достаточно глубокий анализ, проведенный в работе [10] и авторами настоящей книги, позволил выявить довольно простые закономерности между составом бетонов и их защитными параметрами.
Сечения выведения быстрых нейтронов спектра деления, необходимые для ориентировочных расчетов защиты ядерных реакторов, зависят как от плотности бетонов, так и от содержания воды. В работе [16] показано, что, комбинируя материалы, можно получить бетоны постоянной плотности, но с различным содержанием воды. Сечения выведения для таких бетонов изменяются в соответствии с прямыми 1 на рис. 5.11. Прямая 1 представляет собой геометрическое место точек, каждая из которых характеризует технологический состав бетона сразу после его приготовления, т. е. расчетное весовое количество цемента, воды, мелкого и крупного заполнителя на 1 м3 бетона.
Известно, что количество воды в бетоне уменьшается со временем и с повышением температуры. Следовательно, сечения выведения быстрых нейтронов зависят и от этих условий. Для того чтобы определить сечение выведения нейтронов для эксплуатационного периода, необходимо знать количественную потерю воды в различных бетонах (см. приложение IV).
Прямые 3 характеризуют изменение сечений выведения нейтронов в зависимости от потери воды. Чтобы понять номограмму на рис. 5.11, необходимо помнить, что бетон представляет собой пористый материал, допускающий получение различного количества связанной воды при постоянной плотности. Постоянная плотность бетона получается при замещении легких элементов тяжелыми, а количество связанной воды при этом может расти. Именно поэтому сечение выведения увеличивается в соответствии с прямыми 1. Когда же бетон теряет воду, то количество остальных элементов остается неизменным, бетон уменьшается в весе, поэтому уменьшение сечения выведения следует не в соответствии с прямыми 1, а по прямым 3.

Для примера определим сечения выведения гидратного бетона при температуре 200° С. Состав бетона 1Б-1 приведен в приложении II.

Рис. 5.11. Номограмма для расчета сечения выведения быстрых нейтронов спектра деления в бетонах: 1 — изменение сечения выведения в бетонах постоянной плотности; 2 — то же, связанного о лотерей воды и уменьшением веса бетона; 3 — баритовый бетон (q = 3600 кг/м2); 4 — хромитовый бетон (Q = 3460 кг/м3).

Читайте также: