Доклад на тему Методы контроля физико-механических характеристик металла в металлических конструкциях

Проблема обеспечения надежной и безопасной работы металлических конструкций с каждым годом становится все более актуальной, так как их старение значительно опережает темпы технического перевооружения. Так, в 2011 году износ действующих в России фондов достиг 44 % при коэффициенте обновления 1,1 % по сравнению c 1,2% в 2000 году, 5,8 % в 1990 г. и 8,2 % в 1980 г., при этом до 60...80 % металлических конструкций выработали проектные сроки эксплуатации. В реальных условиях эксплуатации металлические конструкции подвергаются воздействию не только статических, динамических, циклических нагрузок и низких температур, но и различных по степени агрессивности коррозионных сред, которые приводят к изменению геометрических характеристик конструкций и физико-механических свойств металла. Кроме того, в элементах и узлах конструкций всегда присутствуют дефекты, полученные при изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации, способствующие появлению локальных зон концентрации напряжений, наиболее опасные из которых могут привести к разрушению конструкций. Учесть все эти факторы расчетными методами не всегда представляется возможным, так как результаты оценки действующих внутренних напряжений в эксплуатирующихся конструкциях с помощью расчетов в ряде случаев значительно расходятся из-за неопределенностей в исходных данных, упрощения расчетной схемы конструкций, выбора методик расчета и изменяющихся условий эксплуатации. Контроль качества с разрушением, который проводится методами химического, спектрального, рентгеноструктурного и металлографического анализа, позволяет обнаружить отклонения от заданных параметров, но требует, как правило, взятия проб, изготовления образцов. Это трудоемкие и дорогостоящие операции. Нередко на них уходит столько же или больше металла, чем на изготовление самой детали. Поэтому при диагностике технического состояния, в большей степени физико-механических свойств, металлических конструкций все большее внимание уделяется неразрушающим методам контроля. В теории не разрушающего контроля и исследования материалов различают следующие основные методы контроля физико-механических характеристик: акустический, магнитный, оптический, радиационным, радиоволновый, тепловой, течеисканием, электрический, электромагнитный (вихревых токов), проникающими веществами. Принцип действия любого из этих методов базируется на измерении той или иной величины (акустической, магнитной или электрической, связанной с нужными физико-механическими характеристиками через теоретически или экспериментально установленные зависимости.
Акустические методы основаны на регистрации параметров упругих колебаний, возбужденных в контролируемом объекте. Применяются для обнаружения поверхностных и внутренних дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов сварки, пайки и т.п.). Они позволяют измерить физико-механические свойства металлов и металлоконструкций без их разрушений. Среди разнообразных акустических методов можно выделить следующие:
топографический метод, который основан на возбуждении в исследуемом изделии мощных изгибных колебаний заданной или меняющейся частоты с одновременной визуализацией картины колебаний к