CC BY
6
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕТОДОВ СТРОИТЕЛЬНОЙ
ДЕФЕКТОСКОПИИ
А.Е. Королев, канд. техн. наук, доцент А.Д. Бобров, магистрант Тюменский индустриальный университет (Россия, г. Тюмень)
DOI:10.24412/2411-0450-2022-9-98-101
Аннотация. Строительный комплекс во многом определяет решение социальных и технических задач экономического развития страны. На всех этапах жизненного цикла продукции отрасли должна выполняться количественная и качественная оценка её характеристик. Современная строительная экспертиза располагает большим арсеналом методов и средств неразрушающего контроля. Каждый из способов обеспечивает непрерывное наблюдение за состоянием материалов и конструкций, а также получение исчерпывающей информации о любых их характеристиках. Актуальность исследования заключается в разработке критериев технико-экономической оценки методов дефектоскопии. Целью исследования является выбор наиболее эффективных методов строительной экспертизы. В статье дан анализ чувствительности и погрешности средств измерения, показаны затраты на реализацию инструментального контроля качества строительных объектов. Окончательный выбор методов неразрушающего контроля должен выполняться с учётом вида дефектов и применяемых материалов.
Ключевые слова: строительство, качество материалов и изделий, методы дефектоскопии, чувствительность, точность и стоимость.
Строительная отрасль активно и последовательно прогрессирует по темпам технико-экономического развития, поэтому высока степень важности и ответственности рационального функционирования системы качества её продукции. В промежутке от проектирования до сдачи строительный объект проходит множество технологически сложных стадий, каждая из которых должна строго контролироваться [1]. Низкое качество объекта может привести не только к финансовому ущербу, но и угрожает безопасности людей. Процесс определения эксплуатационных характеристик строительных объектов является сложной организационно-технической задачей [2]. Многофакторность проводимой экспертизы предопределяет необходимость разработки обоснованных критериев выбора методов контроля. Нераз-рушающие методы контроля широко применяются в процессе проведения технических экспертиз зданий и сооружений, с их помощью можно проверять объект полностью и частично [3]. Используя тот иной метод, специалисты получают исчерпыва-
ющую информацию о любых характеристиках строительного объекта. Несомненными достоинствами этих технологий являются экономия трудовых и финансовых ресурсов, а также оперативное принятие управленческих решений [4]. На сегодняшний день существует ряд различных по физическим принципам реализации методов и средств неразрушающего контроля, направленных на решение определенных задач [5]. Из них в строительстве нашли применение следующие: ультразвуковой, магнитный, радиационный, тепловой, электрический и капиллярный.
При выборе метода дефектации следует учитывать комплекс факторов: выявляе-мость дефектов, точность и достоверность, стоимость аппаратуры и выполнения работ, оперативность, производительность и безопасность. Ни один из методов не является универсальным, поэтому не способен в полной мере адекватно решать все задачи объективной реальности строительной отрасли [6]. Выявляемость дефектов характеризуется возможностью их фиксации диагностическими приборами, соответ-
ственно зависит от вида дефекта, его размеров, ориентации и местоположения в изделии. Достоверность контроля предопределяет вероятность принятия правильного решения о степени годности контролируемых изделий. Чувствительность метода оценивается наименьшими размерами выявляемых дефектов: для поверхностных - шириной раскрытия на поверхности, протяженностью в глубь и по поверхности детали; для глубинных - размерами дефекта и глубиной залегания. Чувствительность зависит от специфи-
Используя рейтинговую оценку показателей чувствительности и погрешности указанных методов дефектоскопии, получили следующее их распределение по росту степени точности: тепловой, ультразвуковой, капиллярный, электрический, радиационный, магнитный. Наибольшей чувствительностью и точностью обладает магнитный метод, но он применяется только для ферромагнитных материалов. Наименьшей - тепловой, но он также ограничен по предназначению.
Каждый метод ориентирован на выявление определенных по расположению дефектов: поверхностные - капиллярный; подповерхностные - тепловой; поверхностные и подповерхностные - магнитный и электрический; поверхностные, подповерхностные и внутренние - ультразвуковой и радиационный. В определенных случаях необходимо контролировать объект двумя или несколькими методами (для внутренних и поверхностных дефектов обычно сочетают ультразвуковой, магнитный или электрический контроль; для плоских и объемных дефектов - ультразвуковой контроль и радиационный). До-
ческих особенностей метода контроля, технических возможностей аппаратуры, материала и состояния поверхности детали, условий контроля. Погрешность измерения является оценкой качественного сравнения измерительных операций, зависит от объективных (класс точности прибора, настройка, поверка) и субъективных (квалификация исполнителя, внешние условия) факторов. Основные параметры методов неразрушающего контроля приведены в таблице 1.
полнительный контроль также осуществляется только в тех случаях, когда основной метод не обеспечивает заданных требований, или назначается для повышения информативности об объекте контроля. Например, при электрическом контроле изделия после выявления дефекта проводится дополнительный капиллярный контроль для подтверждения выявленного дефекта. Для контроля внутренних поверхностей используются ультразвуковой и электрический метод.
Наиболее благоприятными для автоматизации контроля, являются следующие методы: магнитный, электрический, радиационный и некоторые виды тепловых. Главные преимущества перечисленных методов - это отсутствие прямого контакта преобразователя с объектом контроля и предоставление информации о дефектах в виде показаний приборов дефектоскопов. Ультразвуковой метод с этой точки зрения требует контакта преобразователя с контролируемым объектом, а капиллярный -необходимость визуальной обработки информации о дефектах. С точки зрения опасности для персонала, проводящего
Таблица 1. Чувствительность и погрешность методов неразрушающего контроля
Метод
Минимальные размеры поверхностных дефектов, мм
ширина раскрытия
глубина
протяженность
Средняя точность, %
Ультразвуковой
Магнитный
Радиационный
Тепловой
Электрический
Капиллярный
0,001 0,001 0,001 0,01 0,001 0,001
0,1 0,02 0,01 0,5 0,01 0,02
0,5 0,5 0,1 0,1 0,5 3
12
5 8 15
6 10
контроль, выделяются радиационные методы. Методы капиллярного контроля при использовании определенных типов пробных веществ и ультрафиолетовых осветителей также обладают определенной токсичностью. Остальные методы не оказывают заметного влияния на здоровье об-
служивающего персонала. Сравнительная экономическая оценка реализации нераз-рушающих методов представлена в таблице 2. Из сравнения исключён тепловой метод, поскольку он предназначен для решения специальных задач.
Таблица 2. Затраты при использовании методов неразрушающего контроля
Метод
Средняя стоимость
руб./м2
работы
руб./ч
приборов и материалов, тыс. руб.
Ультразвуковой
Магнитный
Радиационный
Тепловой
Электрический
Капиллярный
2100 2000 5000 30 3800 1800
130 120 200 110 170 100
400 450 600 800 350 100
Самым не затратным является капил- ния. По трудоёмкости наиболее оператив-лярный, а дорогостоящим - радиационный ные - электрический и ультразвуковой ме-метод, остальные достаточно близки отно- тоды, в несколько раз больше длитель-сительно друг друга. Высокая стоимость ность процесса при капиллярном. Заклю-радиационной дефектоскопии связана с чительный этап работы в данном направ-длительностью операций контроля, а так- лении состоит в назначении конкретных же с необходимостью капитальных затрат методов контроля для различных материа-на оборудование и специального помеще- лов и видов дефектов.
Библиографический список
1. Котельников В.В. Безопасность строительства и осуществление строительного контроля / В.В. Котельников, Н.П. Четверик, Р.А. Андриевский, А.А. Ананьев. - М.: ОАО Научно-технический центр «Промышленная безопасность», 2012. - 256 с.
2. Топчий Д.В. Актуальные направления совершенствования строительного контроля при реализации объектов капитального строительства, реконструкции и перепрофилирования / Д.В. Топчий, А.Ю. Юргайтис, Д.Д. Зуева, Е.С. Бабушкин // Перспективы науки. -2018. - №12. - С. 20-29.
3. Жадановский Б.В. Контроль качества получаемых строительных материалов, изделий и конструкций на строительную площадку / Б.В. Жадановский, М.В. Кудрявцев, Е.С. Ерижокова // Системные технологии. - 2018. - №29. - С. 11-18.
4. Халиуллина Л.Ф. Неразрушающие методы контроля строительных конструкций / Л.Ф. Халиуллина, К.В. Чиликина // Научные исследования и современное образование: материалы II Междунар. науч.-практ. конф.: ЦНС «Интерактив плюс», 2018. - С. 245-246.
5. Еремин К.И. Неразрушающий контроль при обследовании строительных конструкций объектов культурного наследия / К.И. Еремин, Г.А. Павлова, С.А. Матвеюшкин // Наука и Безопасность. - 2011. - №2. - С. 69-73.
6. Дудаева Л.Г. Методы неразрушающего контроля // Молодой ученый. - 2018. - № 34. - С. 6-10.
TECHNICAL AND ECONOMIC EVALUTION OF METHODS CONSTRUTION FLAW DETECTION
A.E. Korolev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor A.D. Bobrov, Graduate Student Industrial University of Tyumen (Russia, Tyumen)
Abstract. The construction complex largely determines the solution of the social and technical tasks of the country's economic development. At all stages of the products life cycle of industry, a quantitative and qualitative assessment of its characteristics should be carried out. Modern construction expertise has a large arsenal of methods and means of non-destructive testing. Each of the ways provides ceaseless observation of the state of materials and structures, and also obtaining comprehensive information on about any of their characteristics. The relevance of the study lies in the development of criteria for the technical and economic assessment offlaw detection methods. The purpose of the study is to select the most effective methods of construction expertise. The purpose of the study be choice the most effective methods of construction expertise. The article provides analysis of sensitivity and error of measuring instrument shows the costs of selling instrumental quality control of construction objects. Final selection of non-destructive testing methods shall be made taking into account the look of defects and materials used.
Keywords: constructing, quality of materials and products, methods of flaw detection, sensitivity, accuracy and cost.
