Неразрушающий контроль и обследования объектов – основа их безопасной эксплуатации и модернизации

Неразрушающий контроль и реконструкция

Идеи полного использования ресурсов различных зданий, сооружений, машин и механизмов отвечают коренным потребностям в любой сфере. Получение максимальной выгоды с минимальными затратами – цель любого дела, которым занят человек.

Особенности современного массового производства, механизмов распределения и потребления вносят коррективы в эту здоровую идею, а порой – искажают её, следуя коммерческим потребностям. Тем не менее, в областях, не связанных напрямую с массовым производством и потреблением, идея максимального исчерпания ресурса рукотворных и даже природных объектов подтверждается в очень многих случаях.

Работа ультразвуковой аппаратуры неразрушающего контроля

Можно считать логичным и оправданным уменьшение эксплуатационного ресурса машин, бытовой техники, одежды и многого другого – эти вещи претерпевают моральное устаревание быстрее, чем изнашиваются физически. Срок службы предметов и объектов массового производства измеряется теперь годами, а иногда и меньшим сроком.

Длительная работоспособность

Многие рукотворные объекты и продукты производства в силу своих технических особенностей обладают настолько большим сроком службы, что их использование до полного исчерпания этого срока интересно даже тогда, когда необходимость в таких объектах отпала или значительно изменилась. Это явление характерно для изделий и объектов из металла, а также – для различных зданий и сооружений. Вот несколько примеров таких объектов:

1. Мощные узлы и детали из многочисленного и сложного железнодорожного хозяйства
2. Здания и сооружения, прежде всего – их подготовленные основания и фундаменты
3. Объекты исключительной сложности и дороговизны, другие уникальные сооружения – мосты, магистральные трубопроводы, сложные производственные системы и комплексы.

В последнее время проектирование и строительство таких объектов ведётся с учётом прогнозируемого срока эксплуатации. Многие старые объекты самого разного характера создавались без учёта этого фактора, поэтому таким сооружениям порой удаётся придать новые качества, которые позволят продолжить их эксплуатацию.

Армирование конструкций усиления делается по проекту на основе неразрушающего контроля состояния и качества существующего объекта

Ключевой критерий оценки возможностей такого продления эксплуатационного ресурса – экономический расчёт. Если оценка всех затрат на восстановление старого объекта покажет, что они оправданы, его будут реконструировать.

В некоторых случаях обоснованным является повторное использование готовых конструкций и изделий одного объекта для сооружения или сборки другого. Так поступают, к примеру, с некоторыми металлоконструкциями и готовыми железобетонными изделиями заводского изготовления. Чаще всего повторное применение конструкций предусматривает их последующее использование в неответственных структурах, что снижает естественный риск таких операций.

У большинства важных объектов и структур срок службы регламентируется нормами и законодательно. Эти же нормы регулируют порядок проверки состояния и качества таких объектов. Такая же проверка необходима при авариях, повреждениях и других отклонений от режима эксплуатации. Всесторонняя проверка качества может быть основанием для восстановления штатного режима эксплуатации или продления срока службы.

Неразрушающий контроль восстанавливаемых объектов

Достоверная оценка качества существующей конструкции, изделий или других объектов – основа технико-экономического расчёта целесообразности продления его эксплуатационного ресурса. Выполнять эту оценку следует таким образом, чтобы требуемые качества объекта были сохранены. Эта задача решается одним надёжным способом – выполнением неразрушающего контроля.

Вот основные направления неразрушающего контроля при всестороннем обследовании объектов, которые намечено применить повторно или продолжить их эксплуатацию:

1. Оценка геометрических параметров – габаритов, отклонений от вертикалей и горизонталей
2. Оценка степени коррозии
3. Проверка детальных размеров ключевых узлов и деталей – толщины прокатных профилей, параметров сварных швов, состояния крепежа и другое
4. Оценка повреждений и дефектов механического происхождения – прогибов, трещин, зазоров
5. Оценка состояния внутреннего строения полнотелых объектов, чаще всего -железобетонных массивов, искусственных и естественных оснований, крупных металлических деталей
6. Определение химического состава металла или бетона и его механических параметров, поиски мест с нарушенной однородностью, нахождение посторонних включений.

Полноценная проверка такого рода служит основой не только для оценки качества и существующего состояния, но и исходными данными для проектирования дальнейших операций с проверяемыми объектами. Процедура таких проверок и документирование их результатов в большинстве случаев  регламентируются нормами.

Трубопроводы

Объекты трубопроводного транспорта – распространённые, важные и дорогостоящие системы, нарушение работы которых приводит к значительным потерям. Вот почему всегда выгодно добиваться максимально длительного использования таких объектов, а при необходимости – реконструировать их и даже изменять трассу.

Главный компонент трубопроводной системы – стальная труба, за исключением некоторых современных конструкций, собранных с применением пластмасс. Вот что требуется проверить и оценить для решения вопроса о дальнейшей эксплуатации такого объекта:

• Состояние трассы – траншеи или канала, в которых уложен трубопровод при подземном устройстве, опор-  при надземном
• Состояние гидроизоляции и термоизоляции
• Состояние металла труб
• Состояние сварных швов.

При оценке состояния трассы теплоносителя может быть применён тепловизионный способ контроля, позволяющий найти потенциально дефектные места трассы для первоочередных обследований, а также акустическая аппаратура для обнаружения мест утечки транспортируемых продуктов.

Резервуары и ёмкости

Ещё один распространённый тип объектов, которые выгодно использовать длительное время или повторно – резервуары.  Эти объекты проверяют по таким направлениям:

• Состояние основания и фундамента с крепежом
• Оценка геометрии ёмкости, наличие механических повреждений и коррозии
• Параметры листового металла корпуса, а при наличии – каркаса или бандажа
• Качество и состояние сварных швов или заклёпочных соединений
• Проверка герметичности, а в некоторых случаях – испытания давлением с контролем деформаций
• Оценка защитных слоёв и термоизоляции, если таковые имеются.

Ещё более ответственным и сложным делом является контроль ёмкостей, работающих под давлением. Это – объекты, представляющие особенную опасность, поэтому все операции, связанные с обслуживанием, ремонтом и другими сторонами эксплуатационного процесса строго регламентируются специальными нормами.

Соблюдение этих норм обеспечивает специальный орган, существующий с середины 19 века. Этот государственный контрольный орган дольше всего именовался Котлонадзором, и таким его помнят старые специалисты. В последнее время функции Котлонадзора исполнял так называемый Госгортехнадзор, позднее – Ростехнадзор, функции которого недавно переданы новой специальной федеральной службе. Переформатирование этой ветви государственного контроля за опасными объектами, работающими под давлением ещё не завершено, готовятся новые документы, регламентирующие деятельность этой службы. Нужно надеяться, что эффективность работы этой структуры будет не ниже, чем у её предшественниц.

Основания и фундаменты

Существующие подземные конструкции зданий и сооружений представляют немалую ценность. Причина этого не только дороговизна таких объектов, но и ряд важных особенностей:

1. Комплекс основания и фундамента с хорошей историей эксплуатации – гарантированно надёжная конструкция, проверенная временем
2. Создание фундамента всегда несёт в себе определённый риск, как бы тщательно ни было изучено и подготовлено основание
3. В некоторых случаях затраты на демонтаж и утилизацию фундамента вносят коррективы в решения о возможности реконструкции объекта.

Задача экспертов неразрушающего контроля – оценить состояние существующего фундамента и основания. Цель такого обследования позволяет более точно определить пределы возможных изменений и перспективы продолжения эксплуатации.

Инструментальная и визуальная проверки должны показать главные параметры железобетона фундамента и грунта основания, в том числе:

1. Однородность и прочностные характеристики
2. Геометрию
3. Наличие деформаций и повреждений
4. Наличие и особенности армирования, в том числе – параметры защитного слоя бетона, коррозию арматуры, марки стали
5. Прочие характеристики, например – водостойкость, химическую стойкость, наличие и состояние гидроизоляции.

Задокументированные результаты такого обследования берутся в качестве основы проектирования нового объекта или восстановления существующего, а также – решения о продлении срока эксплуатации, который близится к завершению.

Стальные конструкции

Дороговизна стальных конструкций и укоренившиеся на просторах бывшего СССР традиции строго контролируемого отношения к расходу стали обуславливают разумные и обоснованные решения по продлению сроков эксплуатации стальных конструкций, а также - по изменению условий их эксплуатации или повторного использования на других объектах.

Вот несколько примеров таких конструкций:

1. Стальные балки покрытий и перекрытий, рамные конструкции
2. Колонны и столбы
3. Фермы и другие стержневые структуры
4. Вантовые системы и мембраны.

Цель обследования таких конструкций – получение полной и достоверной информации об их качестве и состоянии, особенно в отсутствие проектной и эксплуатационной документации.

Инструментальный парк

Основа всей деятельности лабораторий неразрушающего контроля – оснащённость современным инструментом. Вот основные технологические группы такого инструмента:

1. Оптическое и видеооборудование, в том числе – эндоскопическая и инфракрасная аппаратура
2. Геодезический и лазерный инструмент
3. Ультразвуковая аппаратура
4. Электромагнитные дефектоскопы
5. Радиационные дефектоскопы

Наибольшее значение имеет аппаратура, способная давать оценку внутренней структуре объектов, прежде всего – ультразвуковая, как наиболее доступная, простая в эксплуатации и точная. Применяются и другие приборы стационарного и портативного типа. Используются и традиционные старинные методики, например – капиллярный контроль трещин.

Грамотное, точное и достоверное обследование существующих объектов позволяет использовать их с максимальной эффективностью, предотвращать аварии и модифицировать под перспективные потребности. Залог такого результата – в продуктивном взаимодействии специалистов неразрушающего контроля с другими профессионалами, ответственными за принятие важных решений.