Добавить сайт в закладки
mail@prokontrol.ru+7 (495) 768-61-65Ежедневно с 9:00 до 18:00

Механические методы контроля – важный этап комплексной оценки состояния объекта

МЕХАНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ

Среди многочисленных и разнообразных видов неразрушающего контроля есть методы, прямо противоречащие, кажется, самому принципу таких исследований. Это работы механического контроля, точного лабораторного и полевого метода оценки качества и состояния материалов и конструкций.

Такое кажущееся противоречие обманчиво – механический контроль направлен на предотвращение возможности и необходимости разрушения материала или конструкции. Другое название такого метода звучит ещё более угрожающе – разрушительный или деструктивный способ контроля.

Нужно понимать, что механические методы неразрушающего контроля – название, объединяющее многие направления таких работ, для выполнения которых созданы независимые лаборатории и другие специализированные организации и структуры. Многие такие работы можно считать механическими очень условно.

Старинный и современный метод

Работы механического контроля являются развитием и продолжением старых и старинных методов проверки и оценки состояния разных объектов. Вот некоторые всем известные приёмы таких методов:

  1. Измерения
  2. Оценка пространственного положения объекта (по отношению к вертикали и горизонтали)
  3. Оценка плотности, однородности, монолитной структуры материала простукиванием
  4. Проверка внутренней структуры объекта пробным сколом, сверлением, надрезом или другим незначительным разрушением
  5. Испытания разного формата.

Ещё совсем недавно измерения трёхмерного (пространственного) характера представляли собой значительную проблему. Такие работы выполняли специалисты геодезического профиля, они включали непростые натурные измерения и камеральную обработку с немалым объёмом вычислений, выполняемых без помощи компьютера.

Проверку однородности значительных по объёму тел (плотин, дамб, опор мостов или фундаментов крупных зданий) до появления ультразвуковой аппаратуры выполнить не было возможности. Сейчас контроль такого рода делается без ограничений. Небольшие неответственные объекты по–прежнему могут проверить простукиванием.

Контрольные операции с небольшим пробным разрушением (зондированием) применяют в исключительных случаях. Качественный проект такого объекта должен предусматривать возможность этого контроля, в том числе – мест необходимого обследования. На практике значительно чаще используется технология проверки опытных или контрольных образцов, изготавливаемых, как часть испытываемого материала.

Натурные испытания не потеряли актуальности и в наши дни. Под тестовой нагрузкой испытывают мосты и уникальные перекрытия, земляные и прочие анкера, ванты и тросы. Регулярные и тщательно задокументированные испытания – обязательный компонент эксплуатации многих машин, изделий, устройств и конструкций. К механическим и многим другим видам испытаний всё чаще добавляется компьютерное моделирование и тестирование.

Некоторые методы механического контроля стали возможны только в наше время благодаря появлению соответствующих технических возможностей. Проверка прочности бетона существующей конструкции – один из случаев применения такого метода.

Механическая оценка производится на основе разрушающего анализа кернов – вырезанных из тела бетона образцов цилиндрической формы. Безопасное извлечение таких образцов стало возможным только после появления мощных бурильных установок.

Практическая польза такой оценки качества бетонных конструкций ограничена только сложностями бурения ответственных мест и повреждениями кернов при извлечении и обработке торцов.

Тест ротора генераторной установки

ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА ИСПЫТАНИЕМ

К механическому способу контроля принципиально относятся все виды натурных испытаний. Вот некоторые виды таких проверок, применяемых в строительном деле:

  • Испытание контрольных образцов бетона, уложенного в конструкции
  • Проверка контрольных образцов кирпича, железобетонных изделий, штучного натурального камня при приёмке партии таких материалов
  • Проверка характеристик материала строительных конструкций механическим воздействием.

Физическое воздействие на объект – естественный элемент многих механических испытаний.

Нагрузка и работа

Испытания крупных конструкций и сооружений – не только важный этап и создания, но и поучительное, зрелищное и очень часто торжественное событие. Показательный пример таких испытаний – проверка работы конструкций мостов под нагрузкой.

Принцип приложения нагрузки – основная идея оценки работоспособности объекта. Такой проверке подвергают очень многие объекты, например:

  1. Строительные конструкции
  2. Трубопроводы
  3. Ёмкости и баллоны
  4. Конструкции судов и кораблей.

Приложение нагрузки осуществляется в виде создания давления, приложения растягивающих и изгибающих усилий, получения нужной скорости вращения. В ходе таких испытаний оценивается реакция на нагрузку.

Механические проверки такого рода имеют свои особенности, определяемые объектами исследования. Например, испытание газовых баллонов производят созданием в них давления, превышающего допустимые в эксплуатации пределы. Многие испытания проводят поэтапно, с постепенным увеличением нагрузки и мониторингом состояния объекта.

Подавляющее большинство испытаний регламентировано ГОСТами. Ход проверки и её результаты документируются.

Полевые и лабораторные проверки качества

Выполнение многих операций механического контроля возможно только в месте расположения проверяемого объекта – машины, сооружения, здания. Количество и содержание таких проверок ограничено возможностями переносной аппаратуры и другими обстоятельствами. Тем не менее, такие технологии сохраняют и совершенствуют, как наиболее достоверные данные о качестве и состоянии объекта.

Более точная и детальная информация об объекте может быть получена в лабораторных условиях, где образцы материалов и небольшие объекты можно подвергнуть самому тщательному обследованию. Такие работы выполняет любая солидная лаборатория неразрушающего контроля. Суммарная оценка результатов полевых и камеральных работ механического контроля качества служит основанием для выводов высокой и даже абсолютной достоверности.

Вот примеры некоторых операций механического контроля, которые выполняют на месте расположения объекта:

  1. Оценку твёрдости материала
  2. Механическую проверку надёжности соединений электроустановок
  3. Оценку факела распыления топлива форсункой в печах и камерах сгорания.

Некоторые механические исследования выполняют вместе с другими операциями неразрушающего контроля.

Обследование электроустановок, к примеру, начинается с осмотра. Специалист, выполняющий такую работу, вручную проверяет надёжность крепления аппаратуры – автоматических предохранителей, выключателей и рубильников. Осмотр кабелей и проводов в распределительном шкафу обязательно включает проверку надёжного крепления контактов, исправность запрессованных проводников, отсутствие повреждения изоляции и токопроводящих жил.

Во многих устройствах и машинах необходима проверка затяжки болтов и гаек – сила затяжки нередко регламентируется нормами. Эксперт проверяет силу затяжки динамометрическим ключом, неответственные резьбовые элементы можно проверить в общем порядке.

Аналогичным образом проверяют агрегаты, в которых есть трубопроводы и шланги. Уязвимые места таких систем – места перегибов, прохода через отверстия и каналы, места соединения с другими деталями. При отсутствии регламентного запрета эксперт может проверить сохранность и работоспособность трубок и шлангов пробным небольшим изгибом.

Основа лабораторного исследования – применение специальной аппаратуры для изучения подготовленного соответствующим образом фрагмента материала. Таким образом, большинство методов механических и других лабораторных исследований подразделяются на два этапа – подготовка образца и его обработка на необходимой аппаратуре. Акценты и точные пределы исследований регламентируются нормами и корректируются в соответствии с особенностями объекта.

Аппаратура испытания давлением

АППАРАТУРА ЛАБОРАТОРОГО МЕХАНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Объёмы и разнообразие испытаний, проводимых во всех хозяйственных отраслях, объясняет большое разнообразие необходимой для этого аппаратуры. Для механического контроля и аналогичных лабораторных методов требуется подготовка образцов, для чего также применяют соответствующее оборудование.

Подготовка образцов

В лабораторной работе требуется правильная подготовка образцов материалов. Для этого организуется специальный участок или рабочее место, обычно слесарного профиля. Вот несколько примеров специального оборудования для подготовки образцов:

  • Отрезной станок
  • Шлифовально-полировальный станок
  • Комплект сварочного оборудования
  • Гидравлический пресс

Такая аппаратура позволяет изготовить образцы, пригодные для механических испытаний, металлографического анализа, спектрального исследования.

Для оценки прочностных характеристик металлов требуется подготовка образцов для специальных испытательных машин.

Испытательные машины

Для осуществления механической оценки свойств образцов, прежде всего – металлов применяют различные машины и устройства. Такая аппаратура прилагает к образцу усилие, сопротивление которому требуется оценить.

Вот несколько примеров такой аппаратуры:

  1. Маятниковый копёр для оценки ударной вязкости металлических образцов
  2. Сервоприводная испытательная машина
  3. Электронный блок для управления испытательными машинами.

Разные производители, специфика задач и другие особенности каждого пользователя такой аппаратуры обуславливают комплектацию лаборатории нужными машинами. Интересно, что многие старые испытательные машины полностью сохранили работоспособность и, несмотря на крупные габариты, по сей день применяются и дают точные результаты.

Современная техника, работающая с применением цифровых технологий может быть объединена в единую управляемую сеть. Для работы с такой сетью и отдельными устройствами применяют специальные блоки управления.

Аппаратура точного анализа

Ценность непосредственных физических испытаний возрастает, если известен точный состав и особенности строения образца. Для получения таких данных применяют соответствующую аппаратуру. Вот несколько примеров таких устройств:

  • Металлографический микроскоп
  • Оптико-эмиссионный спектрометр
  • Комплекс термических испытаний.

Использование одних только этих устройств позволяет получить полные данные о химическом составе металла, его структуре и методах проведённой обработки. Аппаратура температурных испытаний позволяет выполнить любые требования ГОСТ и международных систем стандартов.

Качественная, соответствующая требованиям стандартов экспертиза объекта – результат хорошо продуманного и организованного сочетания технологий контроля.