Методы проникающих сред

В резервуарах, газгольдерах, трубопроводах и других аналогичных конструкциях, требующих обеспечения не только прочности, но и плотно­сти соединений, контроль осуществляют с помощью проникающих сред. Кроме применявшихся ранее испытаний водой и керосином, в настоящее время разработаны и другие приемы.

Испытания водой. Проверяемые емкости заполняются водой до отметки обычно несколько выше эксплуатационной. В закрытых сосудах давление жидкости повышается дополнительным нагнетанием воды или воздуха.

Гидростатическим давлением проверяются как плотность, так и прочность соединений и всего сооружения в целом. Контроль швов и соединений заливкой воды совмещается, таким образом, со статически/л испытанием исследуемой емкости.

Отдельные швы металлоконструкций могут проверяться сильной струёй воды из брандспойта, направленной под давлением примерно 1 атм нормально к поверхности шва. При наличии дефектов вода просачивается сквозь неплотности проверяемого соединения.

Проба керосином. Благодаря своей малой вязкости и незначитель­ному, по сравнению с водой, поверхностному натяжению керосин легко проникает через самые малые поры и выступает на противоположной по­верхности. При опробовании поверхность шва с одной стороны обильно смачивается или опрыскивается керосином. Для облегчения наблюдений шов заранее подбеливается водным раствором мела. На этом подсохшем светлом фоне отчетливо выявляются затем ржавые пятна и полосы, возни­кающие при просачивании керосина.

Проба сжатым воздухом. При наиболее простом применении дан­ного метода проверяемые швы обмазываются мыльной водой. С другой стороны шов обдувается сжатым воздухом, подаваемым из шланга под давлением порядка 4атм нормально к исследуемому шву. В замкнутые емкости сжатый воздух подается внутрь их объема. Признаком дефектно­сти шва служит появление мыльных пузырей на обмазке.

Более совершенным является применение ультразвуковых “течеискателей”, принцип работы которых основан на регистрации ультразвуко­вых колебаний, возникающих в местах нарушения сплошности под дейст­вием вытекающей здесь под давлением струи газа (воздуха). С помощью течеискателей можно выявлять неплотности размером до 0,1лш при избы­точном давлении порядка 0,4атм. Место нахождения дефекта определяется с точностью до 1,5-2см.

Проба вакуумом. Проверка вакуумом требует доступа к конст­рукции лишь с одной ее стороны, что является существенным пре­имуществом данного метода.

К шву приставляется металлическая кассета в виде плоской короб­ки без дна с прозрачным верхом, через который виден проверяемый шов. Вакуум-насосом со шлангом, присоединенным к кассете, в которой созда­ется небольшое разрежение, внешним воздушным давлением стенки кассе­ты, снабженные по их нижнему периметру мягкой резиновой прокладкой, прижимаются при этом к конструкции. Исследуемый шов предварительно должен Сыть смочен мыльным раствором. В местах нарушений плотности шва воздух, проникая сквозь эти неплотности, образует в мыльной пене отчетливо видные стойкие пузыри.

При сварке сосудов высокого давления и других особо ответствен­ных, требующих полной герметичности, конструкций для увеличения на­дежности конгроля применяется проверка плотности соединений химиче­скими реагентами, например, воздушно-аммиачной смесью или другими газообразными соединениями, обладающими высокой проникающей спо­собностью. Химические методы проверки плотности соединений обладают большой чувствительностью и дают возможность очень четко определять места нахождения дефектов, чем и обусловливается в наиболее серьезных случаях целесообразность применения этих более сложных приемов.

 

24.Механические методы испытаний

Рассматриваемые методы привнесены в область строительства из металловедения. Как известно, при испытаниях металла широко применяются так называемые “пробы на твердость”. К ним относятся испытания путем вдавливания в поверхность металла стального шарика или алмаза (по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу и т.д.), измерения по упругому отскоку падающего шарика (испытания по Шору) и др.

Благодаря своей простоте, удобству и возможности быстрой про­верки состояния материала в целом ряде точек на поверхности конструк­ций эти косвенные методы нашли применение и при освидетельствовании сооружений. Полученные при этом данные переводятся в прочностные ха­рактеристики исследуемого материала по эмпирическим формулам или с применением соответствующих графиков и таблиц.

Следует при этом иметь в виду, что само понятие “твердость” не является столь же определенным физическим критерием сопротивления материала силовым воздействиям как прочность, деформатигшость и т.д. В зависимости от вида испытания на твердость выявляются различные фак­торы: в методе отскока (по Шору) - способность к упругой работе при на­личии поглощения части энергии деформирования; при вдавливании шари­ка по Бринеллю - пластические свойства на уровне предела текучести; при вдавливании алмаза - сопротивление значительному деформированию (на)ровне предела прочности) и т. д.

 

21.Тарирование измерительной аппаратуры и приборов

Для определения основных характеристик измерительных уст­ройств проводят их тарировочные испытания. При проведении таких испы­таний используют градуировочные установки, обеспечивающие воспроиз­ведение заданных действительных значений измеряемой величины. Для каждой из определяемых характеристик разрабатывают схему градуировки, которая включает оценку коэффициентов влияния различных факторов: температуры, влажности, магнитных полей и др. На основе полученных данных определяется схема анализа погрешностей.

Полученные результаты обрабатываются статистическими метода­ми. Установленные для испытанной выборки средние значения характерис­тик тензорезисторов и средние квадратические отклонения от этих значе­ний, а также аппроксимированные функции влияния температуры, влажно­сти и других факторов присваивают всей партии тензорезисторов.

В качестве эталонного упругого элемента, обеспечивающего де­формирование тензорезисторов, рекомендуется использовать балку равного сопротивления (рис.2.36) или постоянного сечения, нагруженную в преде­лах рабочего участка моментом.

Деформацию рабочей зоны балки принимают за действительную величину. Тензорезисторы устанавливают вдоль оси балки на растянутую или сжатую поверхность; при нагружении балки измеряют стрелу

 

Рис. 2.36. Схема тарировочного устройства с балкой равного сопротивления

выгиба балки и вычисляют относительную фибровую деформацию поверхностных волокон балки соответственно для консольной балки равного сопротивле­ния по формуле:

 

где f- мах прогиб балки консольного типа в месте приложения нагрузки;

S - толщина балки, м;

l - дпина балки, см, а для балки постоянного сечения (рис.2.37) - с использованием формулы:

где f- выгиб балки в пределах пролета балки, равного 1₀ . S- толщина балки, см.

 

Рабочая зона наклейки тензомеров

Рис. 2.37. Схема гарировочного устройства с балкой равного ссчсния

 

 

На градуировочном устройстве определяют статическую характеристику преобразования, механический гистерезис, ползучесть, функцию влияния температуры на чувствительность тензорезисторов. Усталостная характеристика тензорезистора может быть определена с использованием установки, схема котороч показана на рис.2.38.

Перемещение свободного конца консольной градуировочной балки с тензорезисторами осуществляется качающейся кулисой, которая последняя приводится в движение кривошипным механизмом. Амплитуду колебаний балки и, следовательно, деформацию ее поверхности регу­лируют изменением плеча кривошипного механизма.

При смещении по вертикали опоры можно варьировать и коэффициент асимметрии цикла. Число циклов деформирования регистрируется счетчиком.

Рис.2.38. Схема устройства для градуировки тензорезисторов

при циклической нагрузке:

1 - градуировочная балка; 2 - тензорезисторы: 3 - кулиса;

4 - кривошипный механизм; 5 - опора

 

При определении усталостной характеристики циклическое деформирование производят при нескольких уровнях амплитуды и фиксируют число циклов, при котором происходит отказ тензорезисторов. Поскольку в процессе циклического деформирования накапливаются усталостные повреждения в материале чувствительного элемента, а также происходит расстройство адгезионных связей в связующем слое, то постепенно начинает проявляйся эффект ухода нуля, т. е. изменение соп­ротивления тензорезисторов при нулевой или постоянной средней деформа­ции.

Признаком отказа тензорезистора в этом случае является не обрыв чувствительного элемента, а достижение заданного уровня относительного смещения нуля, например, 0,005-0,01%.

 

22.Неразрушающие методы испытаний. Общие сведения.

В настоящее время неразрушающие методы широко используются для контроля и обеспечения качественного технологического процесса в целом ряде отраслей народного хозяйства: металлургии, машиностроении, химической промышленности и т.п. В сочетании с быстродействующими вычислительными устройствами применение неразрушающих методов дает возможность перейти к полной автоматизации производства с обеспечени­ем необходимого соблюдения качества продукции.

В строительном деле неразрушающие методы применяются глав­ным образом для контроля сварных металлоконструкций, при изготовлении железобетонных деталей и элементов и т. д. Неразрушающие методы кон­троля применяются и при освидетельствовании сооружений. Они являются весьма перспективными для контроля на поточных линиях на заводах строительных конструкций (в первую очередь железобетонных) не только для выявления уже допущенных дефектов и отступления от требований ТУ, но и, прежде всего, для предупреждения самой возможности таких нару­шений.

По физическим принципам неразрушающих исследований раз­личают следующие основные методы:

при помощи проникающих сред (жидких, газообразных и др.)

механические методы испытаний;

акустические (ультразвуковые и более низких частот);

магнитные, электромагнитные и электрические;

при помощи ионизирующих излучений (рентгеновские, радио- изотопные и др.);

радиодефектоскопия и инфракрасная дефектоскопия.