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      水工建筑物系統診斷中的無損檢測方法 UDC 627.8.002.56

      水工建筑物系統診斷中的無損檢測方法 UDC 627.8.002.56

      A. G. Vasilevskii, L. Ya. Dubovik, and V. G. Shtengel

      與水電站運行可靠性有關的結構診斷的主要任務之一是對結構的實際狀態進行評估,并預測結構進一步運行的可能性和條件。

      對建筑物的結構在施工前、施工期和運營期的檢查、特殊調查和觀察狀況符合現行建筑規范(2.06-01-2。-6.06-85),指南[1],程序說明和建議[2,3]。這些觀察應該用儀器方法進行。

      目前主要以嵌入式測控儀器(mmi)為代表。不將MMI放置在結構最有利位置的情況很常見。在Bratsk, Ust'-Ilim, Chirkey, Kurpsai, Toktogul,和 Nurek HESs[4,5]上都觀察到了這樣的例子。此外,嵌入式MMI經常出現故障。例如,在Bratsk和Ust'-Ilim大壩上,30%到50%的傳感器失效,即使是在一個相對較新的物體上-如Nurek HESs-有20%的MMI都失敗了。在許多舊站臺上幾乎都沒有安裝MMI。非傳統方法和無損檢測方法(NTM)的技術診斷方法的已知優勢在于,可以在沒有MMI或它們發生故障的地方檢查結構元件,以及在必要時,就設計偏差的發生進行緊急檢查情況。還必須考慮到,只有通過NTMs,才能直接從各種因素的影響中獲得混凝土在結構中的真實物理、力學和結構特征及其隨時間的變化。

      常規評估混凝土的物理狀態,使用NTMs檢測缺陷區域和缺陷參數,對構件和結構整體狀態的后續計算評估以及后續操作條件允許優化維修和重建的形式,或在結構和設備的進一步操作中引入修正。在新建筑的體積減少,現代化的物體數量增加,并努力最大限度地有效地利用現有結構的情況下,這一點尤其重要。此外,由NTMs及時檢測到的隱藏缺陷使預防潛在的緊急情況成為可能。

      聲學方法應被認為是檢測HESs結構大質量單元的主要NTM方法。對該方法的各種改進可用于評估質量深處的混凝土狀態,而其他方法允許評估表面層,在使用插入式振搗器澆筑大塊混凝土時,表面層富含砂漿,缺乏粗骨料,它們在質量上明顯不同于混凝土。除此之外,大氣條件和硬化制度對混凝土表面層也有相當大的影響。通過特殊程序對大型構件進行表面或聲學檢測,可以獲得混凝土的特性,通過更客觀地考慮其特性,估計結構上的特征分布,并揭示參數偏差的區域。

      聲學、機械、熱(紅外)、輻射和電磁方法目前被用于診斷混凝土和鋼筋混凝土水工結構(如全俄水利工程研究院(VNIIG)、電力設施研究所、全俄電力建設規劃與組織研究院等。)。在使用NTMs方面已經積累了相當多的經驗,并且開發了一些程序和方法、技術手段和專用設備。

      混凝土的以下特性可通過NTMs[5-8]確定:抗壓和抗拉強度、彈性模量、泊松比、蠕變、最大延伸率、抗凍性、密度和含水量。

      此外,NTMs還可以揭示結構的隱藏缺陷(空洞、不連續、斷裂帶等),并確定裂縫參數、混凝土與鋼筋的粘結力、鋼筋直徑和布置、混凝土保護層厚度、接縫質量等。

      近年來,VNIIG對50多個物體進行的調查表明,使用NTMs作為檢查結構的工具非常有效。

      一個指示性的例子是從檢查平臺和廊道對Chirkey大壩下游面混凝土進行的調查。該試驗采用聲學和機械無損檢測方法。調查結果表明,大壩中心段上部混凝土的強度顯著降低。同一區域的裂紋數量增加了。對Ust'-Kamenogorsk和Bukhtarma大壩混凝土的調查顯示,混凝土強度存在高度不均勻性。

      利用NTMs對一些結構進行了混凝土構件的缺陷檢測。例如:

      在Vilyui HES-1,在閘門的右臺肩處發現一條裂縫,確定了低質量的齒形混凝土和閘門埋置金屬部件的脫落;

      在Kirishi區域電站(SRPS),在立柱和橫梁的接縫處檢測到缺陷;

      在I~kibastuz SRPS-1,還發現了軸承金屬預埋件的接頭和脫落缺陷;

      在Serebryansk HES,NTMs的使用揭示了蝸殼和轉輪坑之間的混凝土缺陷區域;

      在上Teraberka,在蝸殼塊整體混凝土和齒形混凝土之間的接縫處檢測到HES擾動;

      在Novomoskovsk SRPS和Leningrad5號集中供熱和發電站,樓層受到干擾,從而有可能防止出現緊急情況;

      在Zemo-Avchal'sk和Narva-HESs運河上,采用熱非接觸法測定了混凝土襯砌與基底的剝離部分。

      這些例子說明了使用NTM的可能性,尤其是在沒有MMI的結構上,在沒有進行持續監測的情況下。

      不幸的是,近年來,制造和改進設備的工作急劇減少。全聯盟無損檢測研究所的發展組織被排除在了俄羅斯之外。除此之外,我們還應補充一點,考慮到設備的特點,NTMs的設備不是為我們的工業部門開發的。此外,現在“Spektr”科學和技術協會(莫斯科)正在開發不太適合檢測水工建筑物的儀器。為了在大體積混凝土結構診斷方面取得進展,有必要組織開發和制造NTMs技術手段。應在我們的行業框架內確定一個基礎組織,制定對非關稅管理系統技術手段的要求,并確定國外采購的儀器的需求和范圍。

      為了提高監測電力設施結構狀態的效率[9]和測量參數的可靠性,并拓寬和深化其信息性,有必要在指南[1]中包括無損檢測的方法和方法,組織觀察組使用NTMs,并制定必要的標準程序。

      隨著NTM在實踐中的廣泛應用,有必要考慮到NTM從獲得混凝土特性的角度來看是間接的,因此使用NTM不僅需要材料理論和測量方法的專門知識,而且還需要在使用這些方法方面有豐富的經驗結構。因此,這些組織的活動應該得到許可。


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