Занятие № 3. Дефектоскопия конструкций

3.1 Цель работы:

Научиться пользоваться приборами для выявления дефектов в бетоне ультразвуковым импульсным методом (прибором ГСП УК-ЮПМС).

3.2 Техническое обеспечение занятия:

-   бетонные призмы размером 10x10x40 см с искусственными скрытыми дефектами - 2 шт.;

-   бетонные пластины размером 30x60x7 см с искусственными скрытыми дефектами - 2 шт.;

-   прибор ГСП УК-ЮПМС;

-   технический вазелин или солидол;

-   штангенциркуль или металлическая линейка.

Рисунок 3.1 – Ультразвуковой прибор типа УК-10ПМС (ОКО-1)

Краткая теория

Ультразвуковой метод является одним из неразрушающих методов выявления дефектов бетона конструкций в виде слабо уплотненных участков, пустот, раковин и т.п.

Ультразвуковой прибор типа УК-ЮПМС (рис. 3.1) предназначен для неразрушающего контроля физико-механических характеристик строительных материалов, горных пород, изделий из пластмасс, строительной керамики, полимерных и композитных материалов, для контроля качества бетона как в готовых изделиях, так и в процессе его твердения на заводах сборного железобетона и строительных полигонах.

Работа прибора основана на излучении и приеме акустических волн, прохождение которых через изделие характеризует его физико-механические свойства.

Прибор работает по заданному алгоритму в восьми режимах: "О"-автоматическая коррекция систематической погрешности измерения времени распространения УЗК; "1"-однократное измерение времени распространения УЗК и амплитуды первой полуволны, вычисление скорости распространения УЗК по заданной базе прозвучивания и измеренному времени распространения УЗК, прочности бетона с индикацией принятого аналогового сигнала; "2"-вычисление базы прозвучивания (режим толщиномера) по измеренному времени распространения УЗК в заданной скорости; "3"- обновление результатов контроля (в первом режиме с периодом повторения 10 с); "4"-индикация аналогового сигнала (при одновременной возможности смены данных); "5" - вывод результатов контроля (первого и третьего режимов) для документирования на цифропечатающем устройстве; "6"-автоматическое слежение за изменением времени распространения УЗК; "7"-вычисление скорости распространения УЗК по измеренному времени распространения УЗК с автоматическим вводом базы прозвучивания с сервисного устройства.

Прибор выполнен на базе микропроцессора, что позволяет до минимума уменьшить количество органов управления и использовать электронно-лучевую трубку прибора в качестве дисплея для отображения в процессе контроля как аналогового сигнала, так и алфавитно-цифровой информации.

Технические характеристики

Производительность контроля - время одного измерения на стандартном образце не более 0,5 мин. Рабочие частоты 25, 60, 100, 150, 200, 400, 600, 1000 кГц. Погрешность измерения: временного интервала ±0,5%; амплитуды первой полуволны ±20%. Диапазон измерения времени распространения УЗК 10-5000 мкс. Диапазон отсчета скорости распространения УЗК 300-15 000 м/с. Диапазон отсчета базы прозвучивания 10-1000 мм. Пределы вычисления прочности бетона 10... 50 МПа. Питание - от сети переменного тока: напряжение 220 В, частота 50 Гц; от аккумуляторной батареи напряжением 12 В при продолжительности непрерывной работы 2 ч. Габаритные размеры 280х170х350 мм. Масса 9 кг.

Вероятность безотказной работы в течение 1000 ч не менее 0,95.

Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха -10... +50°С, относительная влажность до 95% при 35°С и более низких температурах без конденсации влаги.

В комплект поставки входят: прибор ультразвуковой типа УК-10ПМС, устройство сервисное, преобразователи пьезоэлектрические, отраслевые стандартные образцы, комплект ЗИП.

Прибор ГСП УК-ЮПМС, применяемый для определения прочности бетона, можно использовать и в качестве дефектоскопа. При расположении на пути распространения ультразвукового импульса дефекта уменьшается скорость распространения продольных волн ультразвука, а также изменяется характер сигнала на экране электронно-лучевой трубки.

Существуют два метода ультразвуковой дефектоскопии бетона: сквозное прозвучивание и продольное профилирование. На данном занятии рассматривается первый метод.

При определении наличия внутренних пустот в бетоне конструкции сквозным прозвучиванием сопоставляют время распространения ультразвука на разных участках, устанавливая зону резкого снижения скорости ультразвука. Эта зона соответствует месту расположения дефекта. Причем дефект может быть выявлен только в том случае, если его размеры не меньше диаметра преобразователя.

Порядок выполнения работы

Подготовить прибор ГСП УК-10ПМС к работе согласно инструкции (к моменту испытания уже проведена операция установки нуля по маркированным отраслевым стандартным образцам, входящим в комплект прибора).

На двух противоположных боковых гранях каждой из призм сделать разметку согласно рис. 3.2 для последующей установки ультразвуковых преобразователей;

 

Рисунок 3.2 – Ультразвуковая дефектоскопия бетона методом сквозного прозвучивания призм 1,2,3,4 - точки установки преобразователей

 

Операцию по прозвучиванию провести на обеих пластинах, зафиксировать время прохождения ультразвука через бетон; результаты прозвучивания занести в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Результаты прозвучивания призм

Марка образца	№№ точек прозву-чивания	Время сквозного прозвучивания, мкс	Марка образца	№№ точек прозву-чивания	Время сквозного прозвучивания, мкс
	1			1
	2			2
	3			3
	4			4

На двух противоположных боковых гранях каждой из пластин сделать разметку согласно рис. 3.2 для последующей установки ультразвуковых преобразователей.

 

Рисунок 3.2 – Ультразвуковая дефектоскопия бетона методом сквозного прозвучивания пластин: 1,2,..., 18- точки установки преобразователей

 

Произвести последовательное прозвучивание обеих призм парой «излучатель-приемник», установленной в каждом створе узлов разметки, зафиксировать время прохождения ультразвука через бетон и определить местонахождение дефекта; результаты прозвучивания занести в табл. 3.1;

На координатную сетку нанести узлы разметки пластин (точки установки преобразователей), проставить в узлах соответствующие значения времени прозвучивания и провести линии равных времен - изохроны; рассматривая изохроны, выделить зоны повышенных значений времени распространения ультразвука, где и находятся участки с дефектным бетоном.