МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ СССР

РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ НЕРАЗРУШАЮЩИХ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

&СН- 11' 7.S

МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ СССР

'к

РУКОВОДСТВО

ПО ПРИМЕНЕНИЮ НЕРАЗРУШАЮЩИХ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРИГОДНОСТИ СООРУЖЕНИЙ МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СССР

Ордена Трудового Красного Знамен и ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СССР МОСКВА- 1977

УДК 620.179

Руководство разработано авторским коллективом сотрудников Военного инженерного Краснознаменного института им. А. Ф. Можайского в составе:

A.    М. Полищука (научный руководитель), Г. Б. Гр а до боев а, В. С. Денисенко, Г. М. Д у б о в и к о в а, А. С. Д у р а с о в а, С. В. Жукова,

B.    А. Калашникова, В. Д. Клейнера, В. Г1. Лукоянова, О. Д. П е т-р о в а» Л. М. С л о н и м с к о г о, В. 11. У р с а н о в и ч а и Е. И. Ш а р а ш к и н а

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕРАЗРУШДЮЩИХ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИИ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА...... 9

Глава 1. Назначение к применение неразрушающих мстодои ...    11

1.1.    Общие положения.................

1.2.    Области применении неразрушаюших методов...... 14

Г л а па 2. Физические основы неразрушаюших методов контроля 15

2.1.    Акустические методы................... —

2.2.    Радиационные методы .................. 27

2.3.    Магнитные методы.................... 42

ЧАСТЬ II. НЕРАЗРУШАЮЩИЕ ИСПЫТАНИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СООРУЖЕНИЙ .......................... 53

Глава 3. Неразрушающие методы контроля качества и испытаний

бетонных и железобетонных конструкций......... 55

3.1.    Дефекты бетонных и железобетонных конструкций ....

3.2.    Ультразвуковой метод контроля прочности    бетона    ....    60

3.3.    Склерометрический метод оценки поверхностной прочности

бетона ................. ...    69

3.4.    Ультразвуковой метод контроля размеров трещин и обнаружения поверхностных повреждений.......... 77

3.5.    Магнитный метод контроля параметров армирования    ...    84

3.6.    Радиационный метод контроля параметров    армирования    .    .    85

3.7.    Радиационный метод контроля объемной массы и дефектоскопии бетона ,.................. 92

Глава 4. Неразрушающие методы контроля качества металлических конструкций.................. 114

4.1.    Дефекты металлических конструкций ......... —

4.2.    Ультразвуковой метод контроля сварных швов и коррозионных поражений..................

4.3.    Магнитный метод контроля .............. 130

4.4.    Радиационный метод контроля сварных швов...... 14ь

3

Стр.

Глава 5. Неразрушаюшис методы контроля характеристик грунтовых оснований..... ....... 156

5.1.    Контролируемые характеристики    грунтовых    оснований    ...    —

5.2.    Методика определения скоростей продольных и поперечных

волн и пластовых    коэффициентов    затухания    ......    157

5.3.    Радиационный метод контроля плотности и влажности

грунтов .    .     162

5.4.    Расчет прочностных и деформативпых параметров связных

грунтов по результатам гооакустического и радиационного каротажа скважин................. 169

Литература...................... 174

ВВЕДЕНИЕ

Широкий размах капитального строительства, необходимость обеспечения эксплуатационной пригодности, а также восстановления и ремонта сооружений и технических систем требуют наличия совершенной и оперативной системы управления качеством изделий, конструкций и сооружений.

Современная система управления качеством строительства не может успешно функционировать без объективной информации о фактических свойствах и состоянии объектов на этапах проектирования, возведения и эксплуатации.

Применяемые для получения этой информации в настоящее время методы механических испытаний и визуального контроля (испытание образцов, осмотр в целях выявления внешних дефектов, определение геометрических размеров и т. д.) не позволяют осуществлять контроль материалов, изделий, конструкций и сооружений с необходимой надежностью и полнотой. Кроме того, традиционные методы испытаний и контроля качества оказываются, как правило, непригодными при решении вопросов, связанных с эксплуатацией и ремонтом уже созданных конструкций и сооружений.

Поэтому в последние годы в дополнение к существующим методам успешно разрабатываются и внедряются нсразрушающие методы контроля (НМК), основанные на новейших достижениях физики твердого тела, физики полупроводников, ядерной физики, акустики, магнетизма и некоторых других наук. Успешному внедрению НМК способствует также развитие радиоэлектроники, на базе которой возможно создание различных приборов и аппаратуры.

Нсразрушающие методы контроля и испытаний могут быть использованы при возведении объемных сооружений наземного, заглубленного и подземного типов, морских портов, плотин, дамб и других сооружений из грунта, при строительстве дорог и аэродромов, при изыскательских работах, при эксплуатации различных объектов Министерства обороны.

Имеющийся опыт применения НМК на объектах Министерства обороны СССР и в народном хозяйстве свидетельствует об их достоинствах, основными из которых являются:

5

а)    возможность определения свойств и состояния материалов и изделии без их повреждения;

б)    контроль качества и свойств материалов и изделии не на образцах, а непосредственно в конструкциях; как показывает опыт, свойства материала в образцах и в конструкции могут значительно отличаться, поэтому применение НМК дает более достоверные результаты;

в)    возможность контроля таких физико-механических характеристик и параметров, как, например, прочность бетона непосредственно в конструкции, степень уплотнения бетона за мсталлоизо-ляцней, величина внутренних напряжений в зоне сварного шва и т. п., которые вообще не могут быть определены классическими методами испытаний;

г)    возможность осуществления сплошного (не выборочного) контроля, что позволяет провести всестороннюю оценку конструкции или группы изделий, а в ряде случаев разрешить применение изделий, забракованных при испытаниях обычными методами;

д)    высокая оперативность НМК (марка бетона оценивается за 10—15 с, плотность бетона или грунта — за 20—25 с, толщина металла при оценке коррозионных поражений —за 5—10 с); общее время контроля сооружения составляет обычно одну — три рабочие смены;

е)    возможность предупреждения брака или его оперативного устранения в ходе технологического процесса, что определяет вы-сокую экономическую эффективность НМК;

ж)    оперативность регистрации различного рода дефектов и возможность определения связанного с ними снижения несущей способности конструкций; это позволяет прогнозировать поведение конструкции во время эксплуатации и в ряде случаев предупреждать аварийные ситуации, а также оценивать допустимость повышения эксплуатационных нагрузок;

з)    автоматизация процесса контроля качества при массовом производстве;

и)    возможность выяснения на месте причин брака и лиц, виновных в его появлении, что оказывает морально-психологическое воздействие на исполнителей.

Внедрение НМК требует определенных материальных затрат, связанных с разработкой и изготовлением аппаратуры, подготовкой квалифицированных кадров и проведением самих испытаний. Однако эти затраты окупаются за счет значительного повышения качества строительных работ.

Несмотря на наличие этих достоинств, НМК по ряду причин (слабая информация об их сущности, возможностях и эффективности, отсутствие необходимой учебно-методической и нормативной документации и др.) недостаточно применяются на объектах Министерства обороны СССР.

При подготовке Руководства авторы, опираясь на практический опыт и результаты исследований, стремились дать конкретные рекомендации по проведению испытаний и контролю качества ме-

6

таллических, бетонных и железобетонных конструкций, а также грунтовых основании.

Руководство по неразрушающим методам контроля качества и испытаний материалов, изделий и сооружений разработано в соответствии с требованиями Строительных норм и правил (СНиП), ГОСТ, технических условий, технических правил и других документов. Оно дополняет существующие нормативные документы, а выполнение его положении обеспечивает более строгое соблюдение требований к качеству строительства объектов Министерства обороны СССР.

В Руководстве описываются только методы контроля, узаконенные ГОСТ и прошедшие производственную проверку в войсках и народном хозяйстве.

Учитывая, что измерительная аппаратура снабжается инструкциями по ее эксплуатации, в Руководстве рассматриваются только принципы ее построения, а подробные описания, как правило, не приводятся.

Авторы выражают глубокую благодарность П. П. С вот и ну, А. Я. Яковлеву, Б. А. Ус о в у и И. А. Р о м а н о в у за поддержку и помощь при внедрении неразрушающих методов испытаний и контроля в войсках, а также Н. М. Бондаренко, О. А. Ионан и Л. Д. М и х а й л о в о й за большую работу по оформлению рукописи.

Авторы будут признательны читателям за все замечания и предложения, способствующие дальнейшему улучшению данного Руководства.

ЧАСТЬ I

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕРАЗРУШЛЮЩИХ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

Глава 1

НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ НЕРАЗРУШАЮЩИХ МЕТОДОВ

1.1. Общие положения

1.1.1.    К неразрушающим методам испытаний и контроля относят такие методы получения информации о свойствах и состоянии материалов, конструкций и изделий, после применения которых испытанный объект остается пригодным для использования по прямому назначению.

1.1.2.    Неразрушающие методы испытаний и контроля качества материалов, конструкций, изделий и сооружений служат для оценки физико-механических свойств материалов (прочности, упругости, плотности и т. д.) и напряженно-деформированного состояния конструкций, обнаружения дефектов, оценки влияния различного рода повреждений и контроля выполнения требований проекта, СНиП, технических правил, технических условий и других нормативных документов.

1.1.3.    Неразрушающие методы испытаний и контроля качества применяют на стадии изысканий, экспериментальных исследований, строительства, монтажа и эксплуатации конструкций и сооружений.

1.1.4.    Объем применения неразрушающих методов определяется требованиями проекта, паспортами на изделие, маршрутными паспортами и специальными указаниями заказчика.

1.1.5.    Предельные значения характеристик дефектов и отклонений от проекта определяются требованиями проекта, паспортом на изделие, маршрутным паспортом и техническими условиями на данное изделие, конструкцию или сооружение. При отсутствии таких требований предельные величины допустимых дефектов и отклонений от проекта должны соответствовать значениям, приведенным в разд. 3.1, 4.1 и 5.1 настоящего Руководства.

1.1.6.    Перечень всех дефектов и отклонений от проекта, обнаруженных неразрушающими методами при строительстве ответственных или головных объектов, следует направлять в адрес проектной организации и заказчика.

1.1.7.    Контроль за соблюдением требований Руководства возлагается на заказчика; к контролю за правильностью применения

11