Застосування методів неруйнівного контролю під час діагностики металоконструкцій підйомних споруд

Рубрика: Технічні науки

Бібліографічний опис:

Розглянуто питання використання акустико-емісійного методу неруйнівного контролю металоконструкцій підйомних споруд, як спосіб своєчасного попередження, локалізації дефектів, що розвиваються, та забезпечення безпечної експлуатації підйомних технічних пристроїв.

При здійсненні експертизи промислової безпеки підйомних механізмів обов'язково використовуються методи контролю, що не руйнує. Це необхідно для повноцінного та достовірного аналізу технічного стану металоконструкцій. Застосування того чи іншого методу неруйнівного контролю залежить від виду технічного пристрою і характеру пошкоджень.

Підйомні споруди в основному складаються з прокатних металевих елементів різної товщини. Ці елементи з'єднані за допомогою зварювання та кріпильних деталей. Підйомні технічні пристрої схильні, в процесі експлуатації, до циклічних навантажень, які призводять до виникнення наступних дефектів: 1) появі тріщин у зварних швах (прихованих, наскрізних, поверхневих); 2) розшарування металу; 3) механічному та корозійному зносу.

У практиці технічного діагностування металоконструкцій підйомних споруд з великої кількості відомих методів ПК використовують такі: візуальний (ВК), візуально-оптичний (ВОК), ультразвуковий (УЗК), вихрострумовий (ВТК), магнітопорошковий (МПК), капілярний (КК), радіографічний ( РГК) та радіоскопічний (РСК).

Розглянемо детально метод акустико-емісійного контролю, який застосовується спеціалістами ТОВ «ТЕД», при діагностиці конструкцій козлових кранів.

Метод акустичної емісії заснований на фізичному явищі випромінювання хвиль напруги при швидкій локальній перебудовіструктури матеріалу Джерелом акустико-емісійних хвиль є змінне поле пружних напруг від дефектів, що розвиваються. Спектр сигналів акустичної емісії лежить у звуковому та ультразвуковому діапазонах. Стосовно металоконструкцій підйомних споруд, акустична емісія в ультразвуковому діапазоні, спостерігається при наявності в конструкціях, що розвиваються при навантаженні тріщин, тобто при технічному діагностуванні металоконструкцій підйомних споруд метод акустичної емісії дозволяє визначити наявність небезпечних дефектів - тріщин, що розвиваються, а при установках - Локалізувати зону з дефектом. Надалі точне розташування дефекту та його розміри визначають одним із перерахованих раніше методів локального неруйнівного контролю.

Оцінювати зареєстровані джерела АЕ необхідно за параметрами, викладеними у ПБ 03–593–03, відповідно до яких зареєстровані джерела АЕ поділяються на чотири класи небезпеки.

На підконтрольному промисловому об'єкті, фахівцями ТОВ «ТЕД» при проведенні акустико-емісійного контролю металоконструкцій вертикальних опор козлового крана, були виявлені джерела АЕ 1- та 2-го класів небезпеки, що відповідають дефектам, що не розвиваються і розвиваються (рис. 1). Пасивні джерела АЕ 1-го класу небезпеки, що не розвиваються, були виявлені в областях болтових з'єднань несучих ферм опор. Подальший аналіз частотного спектра сигналу АЕ даних джерел показав неоднорідний широкосмуговий характер спектру в реєстрованої робочої смузі частот зі зміщенням максимуму в низькочастотну область. Ці дані дозволили зробити припущення про наявність сигналів, викликаних тертям у місці з'єднання ферм. Під час перевірки неруйнівними методами контролю місцьрозташування пасивних джерел АЕ 1-го класу небезпеки, виявлено був. При контролі болтових з'єднань виявлено їхню погану протяжку. Після приведення у відповідність до технічних вимог болтових з'єднань та повторного АЕ контролю джерел АЕ не зареєстровано.

Таким чином, застосування методу АЕ дозволяє достовірно оцінити якість болтових з'єднань елементів козлового крана і точно визначити їхнє розташування.

Джерело АЕ 2-го класу небезпеки було виявлено за характерною локаційною діаграмою в одному з місць приварювання розкосів до бічної ферми опори. Частотні параметри джерела АЕ відповідали наявності тріщини зі зміщенням максимуму спектра високочастотну область. Додатковий дефектоскопічний контроль (ДДК) основного металу та прилеглих зварних сполук на предмет виявлення неприпустимих дефектів у місці виявленого джерела АЕ проводився із застосуванням візуально-вимірювального контролю (ВІК), ультразвукового контролю (УЗК), контролю проникаючими речовинами (КПВ) та магнітометричного контролю.

Мал. 1. Схема розміщення ПАЕ та розташування областей джерел AЕ при проведенні діагностування методом акустичної емісії опор козлового крана

За результатами ВІК виявлено вигин бічного розкосу металоконструкції. При проведенні магнітометричного контролю зварних з'єднань методом магнітної пам'яті металу в області розташування джерела АЕ виявлені зони некомпенсованої механічної напруги. Останні є причиною зародження та розвитку тріщин, які звичайними фізичними методами контролю (ВІК, УЗК, КПВ) виявити дуже складно. Отримані результати дозволили фахівцям ТОВ «ТЕД» зробити висновок про початковий процес зародження руйнувань та необхідність ремонту зварних.з'єднань у галузі виявленого джерела АЕ 2-го класу небезпеки.

Таким чином, метод акустико-емісійного контролю при діагностиці металоконструкцій підйомних споруд дозволяє визначити наявність у конструкціях небезпечних дефектів — тріщин, що розвиваються. Це сприяє своєчасній локалізації пошкоджень та безпечній експлуатації підйомних технічних пристроїв.

Колмогоров В. Л., Мигачов Б. А., Бурудковський В. Г. Феноменологічна модель накопичення пошкоджень та руйнування за різних умов навантаження. - Єкатеринбург: УрО РАН, 1994. - 104 с.
РД 22-28-36-01 Крани вантажопідйомні. Типові програми та методики випробувань
РД 22-322-02 Крани вантажопідйомні. Технічні умови на капітальний, повнокомплектний та капітально-відновлювальний ремонт