Технико-экономическая оценка методов строительной дефектоскопии

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. Неразрушающие 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- 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.

Таблица 1. Чувствительность и погрешность методов неразрушающего контроля

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- 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 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 неразрушающих 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

Самым не затратным является капиллярный, а дорогостоящим – радиационный метод, остальные достаточно близки относительно друг друга. Высокая стоимость радиационной дефектоскопии связана с длительностью операций контроля, а также с необходимостью капитальных затрат на оборудование и специального помеще- ния. По трудоёмкости наиболее оперативные – электрический и ультразвуковой методы, в несколько раз больше длительность процесса при капиллярном. Заключительный этап работы в данном направлении состоит в назначении конкретных методов контроля для различных материалов и видов дефектов.