Дефектоскопия строительных конструкций

 
7.1 Нанесение магнитных  порошков.

 
    Магнитные порошки наносят  на поверхность контролируемого  изделия сухим (путем распыления) или мокрым методом с помощью  суспензии, представляющей взвесь  ферромагнитных частиц в воде, керосине или масле. Небольшие по размеру изделия полностью погружают в ванну с суспензией. При контроле крупногабаритных изделий суспензию наносят на контролируемый участок пульверизатором и другими приспособлениями.

Сухим способом порошок наносят  на изделия при обнаружении подповерхностных дефектов или при наличии на них  немагнитного покрытия толщиной выше 30 мкм. Контроль с использованием суспензий  отличается высокой чувствительностью, которая, однако, существенно зависит  от скорости движения суспензии относительно контролируемой поверхности, так как увеличивается смазывающее действие потока жидкости из-за плохого сцепления верхних частиц с уже осевшими. На чувствительность метода влияет также и положение контролируемой поверхности изделия. Если она расположена горизонтально, то сила тяжести будет благоприятствовать перемещению частиц к месту дефекта. В «потолочном» положении изделия частицы порошка под действием силы тяжесги будут отрываться от периферийных зон дефекта, и тем самым будет уменьшаться высота валика. При вертикальном расположении поверхности под влиянием силы тяжести частицы будут скатываться вниз.

 
7.2 Обработка поверхности.

 
    Действие силы трения, препятствующей  перемещению частиц в зону  дефекта, может быть уменьшено  соответствующей подготовкой поверхности:  механической или пескоструйной  обработкой. Для контроля грубообработанных изделий и литья применяется предварительная грунтовка поверхности быстросохнущими красками и лаками.

Сварные швы рекомендуется  предварительно покрывать разбавленным лаком с метанолом. Цвет грунтующего  покрытия должен иметь контраст с цветом порошка. Это способствует повышению чувствительности метода в целом. В случае полированной поверхности ее специально покрывают белой краской. Для обнаружения дефектов на глубине до 3—4 мм необходима тщательная обработка поверхности, а в некоторых случаях и специальная полировка.

 
7.3 Магнитные порошки.  Их свойства.

 
    Известно также, что выявляемость дефектов во многом зависит от свойств магнитного порошка.

В начале магнитные порошки и магнитная керамика (ферриты) подвергаются измельчению и просеиванию через сито. У подготовленного таким образом порошка проверялись дефектоскопические свойства по следующим показателям.

1. Выявляемость— общая длина всех дефектов в процентах, обнаруженных порошком на эталонной детали. Для определения выявляемости готовится магнитная водная суспензия. В 1 л воды вводится 25 г испытуемого магнитного порошка, 10 г кальцинированной соды, 5 г хромпика калиевого и 5 г эмульгатора ОП-7 или ОП-10. В хорошо перемешанную магнитную суспензию погружается эталонная деталь, выдерживается 20— 30 с, затем осторожно вынимается и замеряется длина дефектов, на которых отложился магнитный порошок.

2. Осаждаемость в спирте— способность магнитного порошка образовывать сравнительно устойчивую (в течение 3 мин) взвесь в спирте.

3. Магнитно-весовая  проба (МВП) — количество магнитного порошка, притянувшегося к специальному электромагниту.

4. Цвет порошка (определялся визуально).

5. Размер частиц  порошка (определялся микроскопически).

Свойства всех порошков сравнивались со свойствами эталонных магнитных  порошков: выявляемость—100%, осаждаемость в спирте — 18 см, магнитно-весовая проба—10 г, цвет—черный и красный, размер частиц— 1—10 мкм.

В ряде случаев изготавливают  магнитные пасты, составной частью которых является магнитный порошок. По мере необходимости пасты разводят для быстрого приготовления суспензий. Кроме того, добавляя различные связующие  компоненты в комбинации с красителями  при тщательном их перемешивании, можно  добиться того, что каждая частица  будет обволакиваться пленкой связующего, сохраняя шарообразную форму. Для контроля деталей с темной поверхностью высокую  контрастность могут обеспечить люминесцентные магнитные порошки  и масло, а также водорастворимые  пасты, изготавливаемые аналогично цветным пастам.

 
7.4 Осмотр детали. Выявление дефекта.

 
    Детали осматриваются при  затемнении в свете ультрафиолетовых  ламп. Разработаны смеси двух  или более флюоресцирующих порошков, отличающихся по цвету и размеру  частиц. Это позволяет при освещении  ультрафиолетовыми лучами обнаруживать  различие в размерах дефекта.

Картина распределения магнитного порошка в местах нахождения дефекта (дефектограмма) может быть получена различными способами. Наиболее распространенным является фотографирование. Этот способ может быть использован как в лабораториях, так и в производственных условиях. В последнее время широко применяется способ, где на место скопления порошка после его высыхания наносят снимаемое покрытие, например, в виде липкой прозрачной пленки, которую осторожно прижимают к поверхности изделия. Затем ее снимают вместе с частицами магнитного порошка и наклеивают на лист плотной бумаги.

Известны способы фиксирования скоплений порошка закрепляющими  покрытиями в виде бесцветных лаков  или других растворов, которые наносятся, например, распылением после высыхания  поверхности. Образуется достаточно прочное  контрастное покрытие, которое при  необходимости можно отделить от поверхности изделия. Этот способ может  быть видоизменен. Магнитный порошок  в смеси с пигментом и лаком  наносят на поверхность контролируемого  изделия в твердом состоянии  и после распределения их в  области дефектов обрызгивают растворяющим раствором, который, растворяя лак, обеспечивает сцепление частиц и  удерживает их на поверхности. Фиксирование магнитного порошка в зоне дефекта  возможно с помощью тепловой обработки, расплавляющей краситель или  парафин. Образец предварительно обрабатывают парафином, а затем подвергают контролю на наличие дефектов. Затем его  разогревают и парафин фиксирует положение порошка. Получение дефектограмм позволяет иметь документальное подтверждение наличия дефектов и, что особенно важно, можно анализировать природу несплошностей по характерной морфологии дефектов разного класса (коррозионные, хрупкие, закалочные и другие типы трещин), а также определить их длину.

 
7.5 Магнитоносители

 
    В настоящее время в дефектоскопии  используются два типа магнитоносителей: магнитные ленты, состоящие из немагнитной эластичной основы, на которую наносится тонкий слой (25—40 мкм) магнитного порошка с закрепителем, и монолитные магнитоносители, состоящие из монолитной .немагнитной основы (полиамидные смолы, различные типы резин), в которые магнитный порошок вводится как наполнитель. 
Магнитные ленты характеризуются неподвижным закреплением магнитного порошка, поэтому эффект взаимодействия индикатора с магнитным полем заключается в локальном намагничивании участков ленты, находящихся в поле рассеяния. Регистрация этих полей на ленту получила название магнитографического метода.

Чувствительность магнитографического  метода определяется магнитными характеристиками лент, контрастностью записи и чувствительностью  вторичной считывающей (воспроизводящей) аппаратуры, и в ряде случаев последняя  имеет решающее значение. Контрастность  изображения зависит от предварительного магнитного состояния ленты. Перед  проведением записи лента должна быть тщательно размагничена. Контрастность  записи может быть повышена за счет предварительного, например поперечного, намагничивания.  
Большой практический интерес вызывают монолитные магнитоносители, которые в пастообразном состоянии наносят на поверхность. Магнитный порошок за счет относительной подвижности (это принципиально отличает их от лент и приближает к магнитопорошковому методу) скапливается в зоне поля рассеяния. По истечении определенного промежутка времени затвердевший носитель снимают с поверхности и по распределению порошка в нем судят о наличии дефектов. В случае необходимости снятую реплику можно рассматривать в микроскоп.

Этот метод имеет ряд  преимуществ:

а) высокую чувствительность (удается обнаруживать дефекты длиной менее 0,05 мм);

б) возможность производить  контроль в труднодоступных местах (в зоне у отверстий и на внутренней поверхности глубоких отверстий);

в) высокую рентабельность.

Известно достаточно большое  количество различных составов паст.

 
7.6 Индукционные  преобразователи

 
    В индукционных преобразователях  реализуется принцип электромагнитной  индукции, т. е. наведение э.д.с. в катушке при внесении ее в магнитное поле. Это наиболее простой тип преобразователя энергии магнитного поля в электрический сигнал, однако он отличается высокой чувствительностью, надежностью и удобством эксплуатации. В конструктивном исполнении преобразователи этого типа представляют собой многовитковые катушки различной формы. Они могут быть проходными, например для контроля цилиндрических изделий, и накладными, для сканирования поверхности контролируемых изделий.

Индукционные преобразователи  применяются, например, в установках - скоростного контроля труб и рельсов, уложенных в пути.

 
7.7 Феррозонды

Феррозонды — магниточувствительные преобразователи, в которых реализуется процесс взаимодействия двух полей: внешнего измеряемого и собственного поля возбуждения.

Простейший ферроэлемент состоит из сердечника, выполненного из магнитомягкого материала, на котором размещены две обмотки: возбуждения и измерительная. Обмотка возбуждения питается переменным током такой амплитуды, чтобы доводить сердечник до состояния, близкого к насыщению.

 

Список использованной литературы:

1. В.Т. Гроздов Техническое обследование зданий и сооружений 
 
Санкт-Петербург 1998

2. Алексеев В.К., Гроздов В.Т., Тарасов В.А. Дефекты несущих конструкций зданий и сооружений, способы их устранения. - М., 1982. 

3. Бойко М.Д. Диагностика  повреждений и методы восстановления  эксплуатационных качеств зданий. Л.: Стройиздат, 1975. 

4. Коломеец А.В., Ариеевич Э.М. Эксплуатация жилых зданий: Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1985.