Ультразвуковая дефектоскопия бетона метод сквозного прозвучивания

Обновлено: 02.05.2024

ГОСТ Р 55724-2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ. СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ

Non-destructive testing. Welded joints. Ultrasonic methods

Дата введения 2015-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным предприятием "Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии Федерального агентства железнодорожного транспорта" (НИИ мостов), Государственным научным центром РФ "Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ"), Федеральным государственным автономным учреждением "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при Московском государственном техническом университете им.Н.Э.Баумана"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 371 "Неразрушающий контроль"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы ультразвукового контроля стыковых, угловых, нахлесточных и тавровых соединений с полным проваром корня шва, выполненных дуговой, электрошлаковой, газовой, газопрессовой, электронно-лучевой, лазерной и стыковой сваркой оплавлением или их комбинациями, в сварных изделиях из металлов и сплавов для выявления следующих несплошностей: трещин, непроваров, пор, неметаллических и металлических включений.

Настоящий стандарт не регламентирует методы определения реальных размеров, типа и формы выявленных несплошностей (дефектов) и не распространяется на контроль антикоррозионных наплавок.

Необходимость проведения и объем ультразвукового контроля, типы и размеры несплошностей (дефектов), подлежащих обнаружению, устанавливаются в стандартах или конструкторской документации на продукцию.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.001 Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.003 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.003 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 2789 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 18353* Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов

ГОСТ 18576-96 Контроль неразрушающий. Рельсы железнодорожные. Методы ультразвуковые

ГОСТ Р 55725 Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые пьезоэлектрические. Общие технические требования

ГОСТ Р 55808 Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 А-развертка: Форма представления ультразвукового сигнала на экране ультразвукового прибора, при котором ось абсцисс представляет время, а ось ординат - амплитуду.

3.1.2 акустическая ось: Линия, соединяющая точки максимальной интенсивности акустического поля в дальней зоне преобразователя и ее продолжения в ближней зоне.

3.1.3 АРД-диаграмма: Графическое изображение зависимости амплитуды отраженного сигнала от глубины залегания плоскодонного искусственного отражателя с учетом его размера и типа преобразователя.

3.1.4 боковое цилиндрическое отверстие: Цилиндрический отражатель, расположенный параллельно поверхности ввода.

3.1.5 дефект: Каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям.

3.1.6 иммерсионный способ: Акустический контакт через слой жидкости, толщиной больше пространственной длительности акустического импульса для импульсного излучения или нескольких длин волн для непрерывного излучения.

3.1.7 контактный способ: Акустический контакт через слой вещества толщиной менее половины длины волны.

3.1.8 контролепригодность: Свойство объекта, характеризующее его пригодность к проведению диагностирования (контроля) заданными средствами диагностирования (контроля).

3.1.9 мера (калибровочный образец): Образец из материала определенного состава с заданными чистотой обработки поверхности, режимом термообработки, геометрической формой и размерами, предназначенный для калибровки (поверки) и определения параметров ультразвукового прибора неразрушающего контроля.

3.1.10 мертвая зона: Область, прилегающая к поверхности ввода, в пределах которой не регистрируются эхо-сигналы от несплошностей.

3.1.11 настроечный образец: Образец, изготовленный из материала, аналогичного материалу объекта контроля, содержащий определенные отражатели; используется для настройки амплитудной и (или) временной шкалы ультразвукового прибора.

3.1.12 несплошность: Нарушение однородности материала.

3.1.13 плоскодонный отражатель: Плоский отражатель, имеющий форму диска.

3.1.14 преобразователь: Электроакустическое устройство, имеющее в своем составе один или более активных элементов и предназначенное для излучения и (или) приема ультразвуковых волн.

3.1.15 стрела преобразователя: Расстояние от точки выхода луча наклонного преобразователя до его передней грани.

3.1.16 точка выхода луча: Точка пересечения акустической оси преобразователя с его рабочей поверхностью.

3.1.17 щелевой способ: Акустический контакт через слой жидкости, толщиной порядка длины волны.

3.1.18 электромагнитоакустический преобразователь; ЭМА-преобразователь: Преобразователь, принцип действия которого основан на явлении магнитной индукции (эффекте Лоренца) или магнитострикции материала объекта контроля, при котором электрические колебания преобразуются в звуковую энергию или наоборот.

3.1.19 SKH-диаграмма: Графическое изображение зависимости коэффициента выявляемости от глубины залегания плоскодонного искусственного отражателя с учетом его размера и типа преобразователя.

3.1.20 браковочный уровень чувствительности: Уровень чувствительности, при котором принимается решение об отнесении выявленной несплошности к классу "дефект".

3.1.21 дифракционный способ: Способ ультразвукового контроля методом отражений, использующий раздельные излучающий и приемный преобразователи и основанный на приеме и анализе амплитудных и/или временных характеристик сигналов волн, дифрагированных на несплошности.

3.1.22 контрольный уровень чувствительности (уровень фиксации): Уровень чувствительности, при котором производят регистрацию несплошностей и оценку их допустимости по условным размерам и количеству.

3.1.23 опорный сигнал: Сигнал от искусственного или естественного отражателя в образце из материала с заданными свойствами или сигнал, прошедший контролируемое изделие, который используют при определении и настройке опорного уровня чувствительности и/или измеряемых характеристик несплошности.

3.1.24 опорный уровень чувствительности: Уровень чувствительности, при котором опорный сигнал имеет заданную высоту на экране дефектоскопа.

Применительно к испытанию бетона ультразвуковой импульсный метод позволяет не только проводить дефектоскопию изделий, но и определять физико-механические характеристики бетонов.

Так как бетон является неоднородным материалом, то при его дефектоскопии возможно выявить лишь дефекты, размеры которых превышают характерный размер заполнителя. Наибольшее развитие получили два метода импульсной ультразвуковой дефектоскопии бетона: метод сквозного прозвучивания и метод продольного профилирования (метод годографа). Оба метода основаны на изменении скорости распространения ультразвука на дефектных участках.

При сквозном прозвучивании две противоположные поверхности объекта размечаются так, чтобы соответствующие точки, в которых устанавливаются излучатель 1 и приемник 2, располагались соосно (рис.1). Поверхность обычно размечают прямоугольной сеткой, узлы которой определяют трассы 3 прозвучивания. Проводя про- звучивацие в достаточно большом числе узлов можно построить изохроны (линии равных времен прохождения звука по толщине) или изоспиды (линии равных скоростей распространения звука).

Метод продольного профилирования (рис. 2) удобен тем, что при его использовании излучатель 1 и приемник 2 располагаются на одной поверхности изделия. Однако обнаружение дефектов возможно лишь в полосе толщиной 1—1,5λ,, где λ — длина волны, что составляет от 1 до 15 см.

При размещении излучателя и приемника на одной поверхности может быть решена задача о глубине у развития трещины, выходящей на поверхность (рис. 2). Для этого на равных расстояниях а перпендикулярно оси трещины устанавливают излучатель и приемник, после чего экспериментально определяют время t1 прохода импульса по трассе АВС. На ненарушенном участке бетона определяют скорость прохода ультразвука, для чего располагают излучатель и приемник на некотором расстоянии b, фиксируют время t₂ и находят скорость Соотношение, определяющее скорость прохождения звука по трассе АВС, будет выглядеть так: Приравнивая скорости, получим

Методы ультразвуковой дефектоскопии металлических конструкций.

Применительно к металлическим конструкциям с помощью ультразвука осуществляется контроль дефектов в металле и контроль качества сварных швов. На рис. 1, а показаны примеры использования теневого' метода. Сигнал от излучателя 1 и приемника 3 подается на экран осциллографа (рис. 1, б), причем при наличии дефектов 2 происходит снижение или полное исчезновение сигнала, воспроизводимого приемником.

Рис.1

Трассы прозвучивания конструкций могут иметь произвольное направление.

Рис. 2.

При невозможности одновременного доступа к двум соосным точкам на разных поверхностях изделия используется эхо-метод. В этом случае преобразователь 1 выполняет функции как излучателя, так и приемника. Этот метод позволяет как обнаружить наличие дефекта , так и определить толщину изделия Н и расстояния h до места расположения дефекта.

Можно также отметить существование зеркально-теневого метода, когда излучатель и приемник устанавливаются на одной и той же поверхности изделия в непосредственной близости. Такой подход позволяет при двух- и одностороннем прозвучивании использовать одну и ту же выпускаемую промышленностью аппаратуру.

При контроле качества сварных швов отмеченными методами обнаруживаются шлаковые включения, раковины, газовые поры, трещины и непровары. Для контроля стыковых соединений применяются призматические преобразователи с различными углами падения ультразвуковых волн а. Так как обычно в стыковых соединениях дефекты развиваются вдоль поверхностей свариваемых изделий, то в процессе контроля преобразователь перемещают вдоль шва по зигзагообразной линии.

При контроле сварных швов необходимо пользоваться эталонами — предварительно сваренными фрагментами соединений с искусственно сделанными дефектами. Отражение (эхо- метод) или ослабление (теневой метод) сигнала при наличии дефекта в конструкции сравнивается с эталонным.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры.

Ультразвуковой метод определения прочности

Concrete. Ultrasonic method of strength determination

_________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 17624-2012 с ГОСТ 17624-87 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ), подразделением ОАО "НИЦ "Строительство"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (приложение Е к протоколу от 18 декабря 2012 г. N 41)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством

Государственный комитет градостроительства и архитектуры

Агентство по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Министерство строительства и регионального развития

Министерство регионального развития

Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 1972-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 17624-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2017 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее - конструкции) и устанавливает ультразвуковой импульсный метод (далее - ультразвуковой метод) определения прочности бетона на сжатие. Контроль и оценку прочности бетона конструкций проводят по ГОСТ 18105.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

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

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

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 ультразвуковой метод определения прочности бетона: Неразрушающий метод определения прочности бетона, основанный на зависимости косвенной характеристики (показания прибора) от прочности бетона.

3.2 косвенная характеристика прочности (косвенный показатель): Скорость, время распространения ультразвука или другое показание прибора при измерении прочности бетона.

3.3 градуировочная зависимость: Графическая или аналитическая зависимость, связывающая косвенный показатель с прочностью бетона.

3.4 база прозвучивания: Расстояние между центрами рабочих поверхностей ультразвуковых преобразователей (излучателя и приемника), установленных на одну и ту же поверхность конструкции при поверхностном прозвучивании, и между центрами рабочих поверхностей преобразователей при сквозном прозвучивании.

3.5 коэффициент совпадения: Коэффициент, используемый для корректировки ранее построенной или универсальной градуировочной зависимости.

4 Общие положения

4.2 Ультразвуковые измерения в бетоне проводят методами сквозного или поверхностного прозвучивания в соответствии с приложением А. Определение прочности бетона монолитных конструкций проводят методом поверхностного прозвучивания. Сквозное прозвучивание конструкций допускается проводить при возможности измерения базы прозвучивания с учетом требований 6.19.

4.3 Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям косвенного показателя от прочности бетона (см. 3.2, 3.3).

4.4 Прочность бетона определяют на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.).

4.5 Испытания ультразвуковым методом проводят при положительной температуре бетона. Допускается проводить испытания конструкций ультразвуковым методом при отрицательной температуре бетона при условии, что градуировочная зависимость построена в соответствии с 6.10.

5 Средства испытаний

5.1 Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения времени и скорости распространения ультразвука в бетоне, аттестованными и поверенными в установленном порядке.

5.2 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплект прибора, не должен превышать значения

где - время распространения ультразвука, мкс.

5.3 При использовании нескольких приборов при контроле прочности бетона на одном строительном объекте их показания перед установлением градуировочной зависимости следует оттарировать на одном эталоне так, чтобы погрешность их показаний не превышала 0,5%.

5.4 При поверхностном прозвучивании размер базы должен быть не менее 120 и не более 200 мм.

5.5 Между поверхностью бетона и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт. Способ обеспечения контакта должен быть одинаковым при контроле бетона в конструкции и установлении градуировочной зависимости.

5.6 Не допускается применение ультразвуковых приборов, градуированных в единицах прочности бетона для непосредственного определения его прочности.

Косвенный показатель (показание прибора) применяют только после установления градуировочной зависимости "показания прибора - прочность бетона" или уточнения градуировочной зависимости, установленной в приборе в соответствии с требованиями настоящего стандарта по приложению Д.

6 Подготовка к испытанию

6.1 Подготовка к испытанию включает в себя проверку используемых приборов в соответствии с инструкциями по их эксплуатации и получение данных для построения градуировочных зависимостей в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

6.2 Для контроля прочности бетона при поверхностном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают на основании следующих данных:

- результатов параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690;

- результатов испытаний конструкций ультразвуковым методом и механических испытаний образцов-кернов, отобранных из тех же участков конструкций и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570;

- результатов испытаний ультразвуковым методом и механических испытаний одних и тех же стандартных бетонных образцов по ГОСТ 10180.

6.3 Для контроля прочности бетона при сквозном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают на основании следующих данных:

- результатов испытаний ультразвуковым методом участков конструкций и испытаний в соответствии с ГОСТ 28570 образцов-кернов, отобранных из тех же участков конструкций;

6.4 Градуировочные зависимости устанавливают отдельно по каждому виду нормируемой прочности, указанному в 4.1 для бетонов одного номинального состава. Допускается строить одну градуировочную зависимость для бетонов одного вида, отличающихся по номинальному составу и значению нормируемой прочности, но не более трех нормированных классов.

6.5 При построении градуировочной зависимости по результатам параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или испытаний образцов, отобранных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальным и максимальным косвенными показателями. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых значение косвенного показателя максимальное, минимальное и имеет промежуточные значения.

После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или отбирают из них образцы для испытания по ГОСТ 28570.

6.6 Возраст бетона отдельных участков не должен отличаться более чем на 25% среднего возраста бетона зоны конструкции или группы конструкций, подлежащей контролю. Возраст отдельных участков конструкции не учитывают, если градуировочную зависимость устанавливают для конструкций, возраст которых превышает два месяца.

6.7 На каждом участке определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Прозвучивание проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно к ней. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями (см. рисунок 1).

1 - положение прибора при испытании; 2 - расположение арматуры

Рисунок 1 - Расположение линии прозвучивания

Отклонение отдельных результатов измерений скорости или времени распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 2%. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитывают при вычислении среднеарифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

6.8 Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям косвенного показателя и прочности бетона. За единичное значение косвенного показателя принимают среднее значение косвенных показателей на участке. За единичное значение прочности бетона принимают прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

Ультразвуковой контроль прочности бетона – это неразрушающий метод определения прочностных характеристик материала, который основан на зависимости косвенной характеристики (показаний прибора) от прочности бетона. Косвенный показатель – это время и скорость распространения ультразвука или другие показания, которые получают при измерении прочностных характеристик. Косвенный показатель с прочностью материала связывает градуировочная зависимость (аналитическая или графическая).

Согласно ГОСТ 17624, контроль монолитных сооружений с помощью УЗК выполняется методом сквозного прозвучивания. Также опыт работы лаборатории ГУП НИИЖБ показал, что относительно монолитных конструкций возможно применение ультразвукового метода контроля способом поверхностного прозвучивания. База прозвучивания – это расстояние между центрами излучателя и приемника, т.е. ультразвуковых преобразователей, которые установлены при поверхностном прозвучивании на одну и ту же поверхность, либо между центрами ультразвуковых преобразователей при сквозном прозвучивании.

Особенности УЗК

УЗК применяют, чтобы определить прочность бетона в промежуточном и проектном (обычно 28 суток) возрасте, а также в возрасте, который превышает проектный при обследовании конструкций. Возраст устанавливается проектной документацией. При ультразвуковом контроле прочности бетона используют сквозное или поверхностное прозвучивание. При этом чаще применяют поверхностное прозвучивание. Сквозной способ используют, если есть возможность измерения базы с относительной погрешностью не более 0,5%.

Прочностные характеристики определяют по градуировочным зависимостям, установленным экспериментально, на участках конструкций, которые не имеют видимых повреждений, например, трещин, каверн, отслоений защитного слоя. Температура материала при этом не должна быть ниже -5 градусов.

Виды ультразвукового оборудования для дефектоскопии бетона

Испытание бетона выполняют приборами, которые измеряют время и скорость распространения ультразвука. Оборудование должно быть аттестовано и проверено в установленном порядке. Погрешность измерения времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплектацию прибора, не должна превышать +/-0,01t+0,1 (t – это время распространения ультразвукового излучения, мкс).

Если определение прочности бетона методом УЗК выполняется несколькими приборами на одном объекте, показания перед построением градуировочной зависимости оттаривают на одном эталоне таким образом, чтобы они не превышали 0,5%. Размер базы при поверхностном прозвучивании должен составлять 120-200 мм. Между поверхностью материала и рабочими поверхностями ультразвуковых приборов обеспечивается надежный акустический контакт. При этом способ обеспечения контакта не различается и при контроле бетона, и при построении градуировочной зависимости. Применять УЗ-приборы, градуированные в единицах прочности бетона, чтобы определить его характеристики, недопустимо. Косвенный показатель используют только после того, как установлена или уточнена градуировочная зависимость, установленная в приборе согласно требованиям ГОСТ.

Подготовительные мероприятия

Подготовка к испытанию проводится поэтапно и включает проверку приборов согласно инструкции по их эксплуатации, а также получение сведений для построения градуировочных зависимостей.

Построение градуировочных зависимостей при поверхностном прозвучивании выполняется на основании результатов:

параллельных испытаний одинаковых участков конструкций УЗ-методом и способа отрыва со скалыванием (ГОСТ 22690);
испытаний УЗ-методом и механических испытаний кернов, которые отобранны из тех же участков сооружений и испытаны по ГОСТ 28570;
испытаний УЗ-способом и механических испытаний одинаковых стандартных бетонных образцов (ГОСТ 10180).

При сквозном прозвучивании градуироворочную зависимость строят на основании следующих результатов:

испытаний УЗ-методом участков конструкций и исследований по ГОСТ 28570 образцов-кернов, которые отобраны из тех же участков;
испытаний УЗ-методом и механических испытаний одинаковых стандартных бетонных образцов (ГОСТ 10180).

Построение градуировочных зависимостей выполняется отдельно по каждому типу нормируемой прочности для бетонов с одним номинальным составом. Допустимо строить одну зависимость для материала одного вида, если он отличается по значению нормируемой прочности и номинальному составу, но не больше 3-х нормированных классов.

Возраст бетона на отдельных участках не может отличаться больше чем на 25% от среднего возраста материала зоны конструкции или группы сооружений, где проводятся испытания. Возраст на отдельных участках не учитывают, если градуировочная зависимость устанавливается для сооружений, построенных не больше 2-х месяцев назад. Предварительно на исследуемых участках определяют положение арматуры.

Как проводится контроль прочности

Ультразвуковой метод исследования бетона – сложный процесс. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 17624. Согласно стандарту, число и расположение исследуемых в конструкции участков должно соответствовать требованиям ГОСТ 18105 и указываться в проектных документах либо устанавливаться с учетом:

вида конструкции: балки, колонны, плиты и пр.;
задач контроля: установление фактического класса бетона, отпускной либо разопалубочной прочности, выявление зон пониженной прочности и пр.;
порядка бетонирования и размещения захваток;
армирования конструкции.

Определяют прочностные характеристики на каждом участке методами поверхностного либо сквозного прозвучивания. В монолитных или сборных конструкциях, где применение сквозного прозвучивания затрудняется, проводят поверхностное. Это ребристые, плоские или многопустотные панели перекрытий, трубы, стеновые панели и др.

При поверхностном прозвучивании база должна быть аналогична той, которая была при построении градуировочной зависимости. При этом возраст бетона исследуемой конструкции не может отличаться от возраста материала образца, который был испытан для построения градуировочной зависимости больше чем на 50% при установлении нормируемой прочности и больше чем на 25% при определении характеристики в процессе твердения материала.

При сквозном прозвучивании измерения проводят в направлении, которое перпендикулярно направлению рабочей арматуры. Чтобы исключить влияние арматуры на результаты, полученные при поверхностном прозвучивании, исследования проводят по специальной схеме. При этом при поверхностном прозвучивании каждый участок измеряют не меньше 2-х раз, а при сквозном – 1 раз.

Когда применяют УЗК

ГОСТ 17624 распространяется на тяжелые и легкие бетоны сборных и монолитных железобетонных и бетонных изделий, сооружений и конструкций. Проводят контроль и оценку прочностных характеристик материала по ГОСТ 18105.

Протокол ультразвукового метода проверки бетона

Протокол испытаний оформляют в рамках приложения ГОСТ 17624. Здесь указывают участок, где выполнялись исследования УЗ-методом, а также прочность материала на данном участке. Далее фиксируют среднюю прочность бетона по конструкции, а на основании полученных результатов материалу присваивают класс. Результаты испытаний представляют в форме таблицы. В ней указан тип конструкции, проектный класс материала, возраст, прочность бетона на каждом контролируемом участке и фактический класс по прочности, рассчитанный согласно ГОСТ 18105. Формат таблицы результатов исследований можно посмотреть в приложении Ж ГОСТ 17624.

Преимущества ультразвукового контроля

Главное преимущество методики в том, что она не наносит вреда конструкции. Это существенное различие с другими способами проверки характеристик материала, в т.ч. и неразрушающими прямыми, которые хотя бы в какой-то степени, но повреждают поверхность. В сравнении с разрушающими способами преимущества очевидны – такие методики сопровождаются выбуриванием или вырезанием куска конструкции.

Еще одно преимущество состоит в том, что после построения градуировочной зависимости уже не требуется делать долгие вычисления, определив время или скорость прохождения ультразвука, рассчитать фактическую прочность можно достаточно быстро.

Наряду с ультразвуковыми тестерами для определения прочности бетона существует целое семейство приборов, называемых ультразвуковые томографы для дефектоскопии бетона. С информацией, полученной после проверки томографами, остается провести грамотный анализ состояния материала, выяснить, что вызвало появление дефектов, понять, статична ли проблема или прогрессирует. Например, если в конструкции проявляются минеральные отложения, на стенах образуются высолы. Чтобы их избежать, применяют гидрофобизирующие пропитки. Это позволяет надолго сохранить первоначальный вид и характеристики материала.

Есть у УЗ-метода и небольшие недостатки. Например, это громоздкость косвенных вычислений и построение градуировочных зависимостей. Но если обратиться в современную строительную лабораторию, расчеты будут проведены легко и быстро. Инженеры учтут нюансы заполнителя и состава бетона, качественно проанализируют образцы, посетят объект, чтобы проверить конструкцию с использованием современного оборудования.

Также к минусам методики можно отнести недостаточную точность, которой можно добиться при применении разрушающих методик контроля. Но современная практика показала, что приборы, которые применяются для измерений сейчас, уже не имеют большого разброса и практически не уступают по точности разрушающим методам. Погрешность составляет не более 1%, т.е. заказчик получает актуальную информацию о состоянии бетонного сооружения.

Чтобы сохранять эксплуатационные характеристики бетонной конструкции в первоначальном виде, обязательно нужно проводить контроль прочности. Ультразвуковой метод – один из лучших. С его помощью получают максимально точные результаты и косвенные данные, которые позволяют своевременно выполнять мероприятия по усилению или обработку конструкции гидрофобизирующей пропиткой. Конечно, самое верное решение – это обращение в строительную лабораторию.

Чтобы обеспечить безопасность эксплуатации объектов со сварными соединениями, швы, независимо от того, как давно они были сделаны, необходимо подвергать регулярной проверке. Дефектоскопия сварных соединений проводится разными методами. Универсальный способ проверки – ультразвуковой контроль. Метод был открыт в 1930 году, и сейчас используется повсеместно. Эффективность уУЗК обуславливается тем, что диагностика способна выявлять даже небольшие дефекты, которые со временем приводят к утрате прочности и разрушению конструкции.

Преимущества и недостатки УЗК

К основным преимуществам ультразвуковой диагностики относят:

Высокую точность и скорость в сочетании с доступной ценой.
Абсолютную безопасность. УЗК – это неразрушающий метод контроля. Он не наносит вреда конструкции и здоровью людей, которые присутствуют при проведении процедуры.
Возможность выполнения в полевых условиях. Для этого используют специальные портативные УЗ-дефектоскопы.
Простоту выполнения. Применение метода не требует выведения объекта из эксплуатации.

Но не существует совершенных методов диагностики. УЗК тоже обладает рядом недостатков:

Ограниченность полученных о дефекте сведений: невозможно определить точную форму трещины из-за наличия воздуха или шлака, а также однозначно идентифицировать характер шлаковых включений.
При использовании УЗК сложно проверить металлы с крупнозернистой структурой из-за сильного рассеивания и затухания ультразвука.
Необходимость подготовки к диагностике: важно очистить поверхность шва от загрязнений и ржавчины.

Суть ультразвуковой дефектоскопии

Ухо человека не воспринимает ультразвуковую волну, тем не менее, она – основа многих диагностических методик. Способность УЗ-волн отражаться и проникать применяется в различных отраслях, в т.ч. и в медицине. Этот способ важен для сфер, где главное требование – не нанести вред объекту, который исследуется.

Ультразвуковая дефектоскопия – это неразрушающий метод контроля и определения мест, где локализуются дефекты различного характера. Качество проведения процедуры зависит от ряда факторов. Это корректность настройки и калибровки аппарата, чувствительность приборов, опыт оператора. Поэтому выполнять ультразвуковую дефектоскопию должны профессионалы.

Данным способом диагностируют разные сварные соединения. С помощью УЗК можно выявить химически неоднородный состав материала (например, наличие шлаковых вложений в металле, присутствие неметаллических элементов), воздушные пустоты, скрытые и внутренние механические дефекты.

Учтите, что объект будет допущен к эксплуатации только после определения качества соединений и ликвидации даже малейших дефектов.

Ультразвуковой контроль сварных соединений – это метод, основанный на способности колебаний высокой частоты (примерно 20 000 Гц) проникать в структуру металла, отражаться от поверхности неровностей, пустот, царапин. Волна, которая проникает в сварной шов, при обнаружении дефекта отклоняется от стандартного распространения. Это отклонение отражается на мониторах приборов. По конкретным параметрам опытный оператор характеризует обнаруженный дефект. Например, расстояние до него рассчитывается по времени распространения волны, а размер дефекта – по амплитуде импульса отражения.

Ультразвуковой контроль: виды

УЗК бывает нескольких видов. К главным методам ультразвукового контроля относят:

Теневой. Способ основан на применении двух преобразователей. Их устанавливают по разным сторонам объекта. Первый преобразователь – излучатель. Второй – приемник. Устанавливают их строго перпендикулярно сварному шву. Поток УЗ-волн из излучателя направляется на шов, с другой стороны их принимает приемник. Если в этом потоке возникает глухая зона, значит, не пути волн присутствует участок с дефектом.
Эхо-импульсный. Применяется УЗ-дефектоскоп, который и излучает, и принимает волны. Метод основан на технологии отражения ультразвука от поверхности участков с дефектом. То есть если волны проходят сквозь металл и не отражаются на приемнике, дефекты отсутствуют. Если отражаются, значит, изъян есть.
Эхо-зеркальный. Метод ультразвукового контроля, имеющий сходство с вышеописанным. Применяются два прибора: приемник и излучатель, только устанавливают их с одной стороны объекта. Волны под углом исходят из излучателя, а при попадании на дефекты – отражаются. Отраженные волны принимает приемник. Таким образом часто выявляют вертикальные дефекты – трещины.
Зеркально-теневой. Представляет собой комбинацию зеркального и теневого методов. Излучатель и приемник ставят с одной стороны от объекта. Из излучателя исходят косые волны, которые отражают стенки металла, а затем их принимает приемник. Если на пути отраженных УЗ-волн не было дефектов, то изменения не зарегистрируются. Если же отразится глухая зона, нужно искать изъян.
Дельта-способ. УЗК такого плана используется редко, так как требует тонкой калибровки оборудования и сложной расшифровки результатов. В основе метода – переизлучение дефектом направленных акустических волн внутрь шва. То есть отраженные волны разделяются на зеркальные, которые трансформируются продольно, и переизлучаемые. Приемник улавливает не все волны, практически только те, которые отражены или движутся прямо на него. От того, сколько волн получено, зависит конфигурация и размер дефекта.

При диагностике поперечных и продольных швов эксперты чаще применяют теневой, эхо-импульсный методы. В основном, такими способами проводится контроль сварных соединений трубопроводов. Остальные методы применяют намного реже, в зависимости от ситуации.

Оборудование УЗК: принцип работы

Приборы, которыми проводится ультразвуковой контроль труб и металлоконструкций, работают по схожему принципу. Главный рабочий элемент – пластина пьезодатчика, выполненная из титанита бария или кварца. Пьезодатчик находится в щупе – его располагают вдоль соединений и плавно перемещают возвратно-поступательными движениями. Пока происходит перемещение щупа, к пластине поступает высокочастотный ток, из-за этого она и излучает перпендикулярно своей длине ультразвуковые колебания.

Отраженные волны принимает такая же пластина с принимающим щупом. Она преобразует колебания в переменный ток, который сразу отклоняет волну на мониторе осциллографа. В итоге возникает промежуточный пик. При УЗ-диагностике датчик посылает короткие переменные импульсы упругих колебаний с разной длительностью, которые разделяются паузами. За счет этого определяется присутствие и глубина залегания дефекта.

Как проводится ультразвуковой контроль

Процедура выполняется в несколько этапов, а именно:

Удаление краски, ржавчины со швов и с двух сторон от сварных соединений на расстоянии 5-10 см (точные размеры околошовной зоны регламентируются технологической документацией на объект контроля по ГОСТ Р 55724-2013).
Обработка поверхности металла около шва и самого шва машинным, турбинным маслом, глицерином, солидолом или силиконовым гелем с ингибиторами коррозии. Поверхность обрабатывают маслом, чтобы создать контактную зону между датчиком и поверхностью объекта контроля и улучшить проникновение УЗ-колебаний.
Настройка прибора с калибровкой. Настраивается толщина, АРД, AVG или DGS-диаграммы.
Перемещение щупа-искателя. Выполняется вдоль шва, зигзагообразно. При этом искатель поворачивают вокруг оси примерно на 10-15 градусов.
Как только на экране прибора появляется устойчивый сигнал, искатель разворачивают. Поиск проводят, пока на экране не возникнет сигнал с наибольшей амплитудой.
Уточняют, откуда возникло колебание, не связано ли оно с отражением волны от соединений, что случается при УЗК.
Если отражение возникло из-за дефекта, его фиксируют, при этом записывают координаты места локализации.

Результаты дефектоскопии заносят в таблицу. По ней, в дальнейшем, дефект можно выявить повторно, а затем устранить его. Проводят контроль по ГОСТу за один либо два прохода. Если для определения точного характера дефекта УЗК не хватает, дополнительно применяют гамма-дефектоскопию или рентгенодефектоскопию.

Какие дефекты выявляет ультразвуковая диагностика

С помощью ультразвукового контроля труб и конструкций определяют ряд разнообразных дефектов, например:

трещины на околошовном участке;
поры в соединениях;
непровары;
расслоение наплавленного металла;
несплавления шва;
свищеобразные изъяны;
провисание металла, которое возникает на нижнем участке сварного соединения;
коррозионные поражения;
несоответствие материала по химическому составу;
зоны с искаженными геометрическими размерами.

Провести диагностику можно в таких металлах, как медь, чугун, легированные и аустенитные стали. При этом существуют и определенные геометрические рамки для применения метода, в частности:

С помощью ультразвукового контроля труб и конструкций проверяют швы разного типа: продольные, плоские, кольцевые, тавровые, а также сварные стыки.

Сфера применения УЗК

Данный метод контроля применяют в промышленной отрасли, а также при реконструкции и строительстве домов. Часто УЗК используют:

При аналитической диагностике агрегатов, узлов.
Для определения износа труб в магистральном трубопроводе.
В атомной или тепловой энергетике.
В сфере машиностроения, нефтегазовой, химической отрасли.
При проверке сварных швов конструкций со сложной конфигурацией.
При диагностике соединений металлов, имеющих крупнозернистую структуру.
При сварке соединений узлов и котлов оборудования, которые находятся под воздействием давления, высокой температуры, агрессивной среды.

Методика применяется и в полевых, и в лабораторных условиях.

Проверенный на дефекты шов – это гарантия того, что конструкция безопасна для эксплуатации, надежна и может использоваться по назначению. Без проведения контроля на соответствие нормативам, ввод сооружения в эксплуатацию невозможен. Аккредитованная строительная лаборатория IRONCON готова провести УЗ-диагностику сварных соединений на объекте заказчика в полном соответствии с действующими нормами контроля.

Читайте также: