Ультразвук бетона гост: ГОСТ 17624-2021 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

Содержание

ГОСТ 17624-2021 | Стр. 9

6 Подготовка к проведению испытаний

 

6.1 Порядок подготовки к проведению испытаний

 

6.1.1 Подготовка испытания включает в себя проверку используемых приборов в соответствии с их инструкцией по эксплуатации и установление градуировочных зависимостей в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

6.1.2 Для контроля прочности бетона при поверхностном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают на основании следующих данных:

— результаты параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690;

— результаты испытаний конструкций ультразвуковым методом и испытаний образцов-кернов, отобранных из тех же участков конструкций и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570;

— результаты испытаний ультразвуковым методом и испытаний одних и тех же стандартных бетонных образцов по ГОСТ 10180.

6.1.3 Для контроля прочности бетона при сквозном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают на основании следующих данных:

— результаты испытаний ультразвуковым методом и испытаний образцов-кернов, отобранных из тех же участков конструкций и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570;

— результаты испытаний ультразвуковым методом и испытаний одних и тех же стандартных бетонных образцов по ГОСТ 10180.

6.1.4 Градуировочные зависимости устанавливают отдельно по каждому виду нормируемой прочности, указанному в 4.1, для бетонов одного номинального состава. Допускается строить одну градуировочную зависимость для бетонов одного вида, отличающихся по номинальному составу и значению нормируемой прочности, но не более трех соседних нормированных классов основного параметрического ряда по ГОСТ 26633.

Примечание — Соседние классы не включают в себя значения промежуточных классов прочности на сжатие B22,5 и B27,5.

 

6.1.5 Не допускается использование градуировочных зависимостей со следующими параметрами: Sт.н.м > 15% и r < 0,7.

6.1.6 В качестве градуировочной зависимости следует использовать линейную зависимость вида R = a·V + b (где R — прочность бетона, V — косвенный показатель скорости прохождения ультразвука, a и b — коэффициенты, принимаемые по приложению Б). Методика установления и оценки параметров градуировочной зависимости приведена в приложении Б.

6.1.7 При построении градуировочной зависимости отклонение единичных значений прочности бетона от среднего значения прочности бетона участка или серии образцов , использованных для построения градуировочной зависимости, должно быть в пределах:

 

— при 

— при 

— при 

— при 

6.1.8 Корректировку установленной зависимости для бетонов в промежуточном и проектном возрасте следует проводить не реже одного раза в месяц с учетом дополнительно полученных результатов испытаний. Количество участков дополнительных испытаний при проведении корректировки градуировочной зависимости должно быть не менее трех. Методика корректировки градуировочной зависимости приведена в приложении Б.

6.1.9 Допускается применять ультразвуковой метод, используя градуировочные зависимости, установленные для бетона, отличающегося от испытуемого по номинальному составу, возрасту, условиям твердения, с привязкой в соответствии с методикой, приведенной в приложении В.

 

6.2 Построение градуировочных зависимостей по результатам испытаний методом «отрыв со скалыванием» и образцам, отобранным из конструкций

 

6.2.1 Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям скорости ультразвука и прочности бетона одних и тех же участков конструкций.

За единичное значение скорости ультразвука принимают среднее значение скорости ультразвука в участке. За единичное значение прочности бетона принимают прочность бетона участка, определяемую методом «отрыв со скалыванием» по ГОСТ 22690 или испытанием отобранных образцов-кернов по ГОСТ 28570.

6.2.2 Число единичных значений для построения градуировочной зависимости по результатам испытаний прочности бетона в конструкциях следует принимать не менее 12.

6.2.3 При построении градуировочной зависимости по результатам испытаний прочности бетона в конструкциях на подлежащих испытанию участках предварительно проводят измерения ультразвуковым методом согласно требованиям раздела 7.

Затем выбирают участки в количестве, предусмотренном 6.2.2, на которых получены максимальное, минимальное и промежуточные значения косвенного показателя.

На каждом участке определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Измерения проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание проводят под углом около 45° к положению арматурных стержней, параллельно или перпендикулярно арматуре. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями (см. рисунок 1).

 

 

1 — положение прибора при испытании;

2 — расположение арматуры

 

Рисунок 1 — Расположение линии прозвучивания

 

После испытания ультразвуковым методом проводят испытания участков методом «отрыв со скалыванием» по ГОСТ 22690 или отбирают образцы-керны для выполнения испытания по ГОСТ 28570.

6.2.4 Для определения прочности при отрицательной температуре бетона участки, выбранные для построения или привязки градуировочной зависимости, испытывают ультразвуковым методом, затем из этого участка отбирают образцы для проведения следующего испытания при положительной температуре или этот участок конструкции нагревают до положительной температуры на глубину не менее глубины заделки анкера и испытывают методом «отрыв со скалыванием». Контроль температуры бетона проводят на глубине установки анкерного устройства в подготовленном отверстии или по поверхности скола бесконтактным способом с помощью пирометра по ГОСТ 28243.

Отбраковка результатов испытаний, используемых для построения градуировочной зависимости при отрицательной температуре, допускается только в том случае, если отклонения связаны с нарушением процедуры испытания. При этом отбраковываемый результат должен быть заменен результатами повторного испытания в той же зоне конструкции.

 

6.3 Построение градуировочной зависимости по контрольным образцам

 

6.3.1 При построении градуировочной зависимости по контрольным образцам зависимость устанавливают по единичным значениям скорости ультразвука и прочности бетона стандартных образцов-кубов.

За единичное значение скорости ультразвука принимают среднее значение скорости ультразвука для серии образцов или для одного образца (если градуировочную зависимость устанавливают по отдельным образцам). За единичное значение прочности бетона принимают прочность бетона в серии по ГОСТ 10180 или прочность одного образца (градуировочная зависимость по отдельным образцам). Испытания образцов по ГОСТ 10180 проводят непосредственно после их испытаний ультразвуковым методом.

6.3.2 При построении градуировочной зависимости по результатам испытаний образцов-кубов используют не менее 15 серий образцов-кубов по ГОСТ 10180 или не менее 30 отдельных образцов-кубов. Образцы изготовляют в соответствии с требованиями ГОСТ 10180 в разные смены, в течение не менее 3 сут из бетона одного номинального состава, при том же режиме твердения, что и конструкция, подлежащая контролю.

Единичные значения прочности бетона образцов-кубов, используемых для построения градуировочной зависимости, должны соответствовать ожидаемым на производстве отклонениям и при этом быть в пределах диапазонов, установленных в 6.1.7.

6.3.3 Градуировочную зависимость устанавливают на основе результатов испытаний изготовленных образцов-кубов сначала ультразвуковым методом, а затем испытаний по ГОСТ 10180.

6.3.4 Размеры образцов следует выбирать в соответствии с наибольшей крупностью заполнителя в бетонной смеси по ГОСТ 10180 и с базой прозвучивания применяемого ультразвукового прибора.

База сквозного прозвучивания должна быть не менее 100 мм. Допускается базу прозвучивания снизить до 70 мм при проведении контроля мелкозернистых бетонов и бетона на ранних стадиях твердения (скорость ультразвука менее 2000 м/с).

База при поверхностном прозвучивании должна быть не менее 120 мм.

Схема испытаний образцов-кубов в зависимости от способа прозвучивания приведена на рисунке 2 а и 2 б.

 

 

а — схема испытания образцов-кубов способом

сквозного прозвучивания

 

 

 

 

б — схема испытания образцов-кубов способом

поверхностного прозвучивания

 

УП — ультразвуковые преобразователи; l — база прозвучивания;

1 — направление формования; 2 — направление испытания

при сжатии

 

Рисунок 2 — Схемы испытания образцов-кубов при прозвучивании

 

Измерения следует проводить на поверхности, занимающей при изготовлении положение относительно формы и направления формования, аналогичное положению контролируемой поверхности изделия.

6.3.5 Количество измерений в каждом образце должно быть не менее: трех — при сквозном прозвучивании, четырех — поверхностном.

6.3.6 Отклонение отдельного результата измерения косвенного показателя в каждом образце от среднего арифметического значения результатов измерений для данного образца не должно превышать 2%.

При расчете среднего арифметического значения косвенного показателя в данной серии образцов результаты измерения, не удовлетворяющие данному условию, не учитывают. При наличии в серии двух образцов, не удовлетворяющих данному условию, результаты испытаний серии бракуют.

6.3.7 В зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, а также выступов более 0,5 мм. Поверхность бетона должна быть очищена от пыли.

6.3.8 Относительная погрешность измерения базы прозвучивания не должна превышать 0,5%.

бетоны. ультразвуковой метод определения прочности

Содержание:

  • 4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА В КОНСТРУКЦИЯХ
  • Приложение Д (обязательное). Методика уточнения градуировочной зависимости
  • СХЕМЫ УСТАНОВКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПРИ КОНТРОЛЕ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА
  • 2 Нормативные ссылки

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА В КОНСТРУКЦИЯХ

4.1. Число и расположение контролируемых участков на конструкции должны отвечать требованиям ГОСТ 18105 и указываться в технологических картах на контроль или в нормативно-технической и проектной документации на конструкции или устанавливаться программой обследования, согласованной с проектной организацией. На каждом контролируемом участке проводят одно измерение времени распространения ультразвука при сквозном и не менее двух при поверхностном прозвучивании. В последнем случае прочность бетона определяют по среднему значению полученных результатов измерения времени распространения ультразвука.

Качество поверхности бетона контролируемого участка конструкции в зоне контакта с ультразвуковыми преобразователями должно соответствовать требованиям п. . Допускается проведение измерений времени распространения ультразвука в конструкциях через облицовочные материалы и декоративные покрытия по методикам, согласованным с головными научно-исследовательскими организациями.

4.2. Сборные линейные конструкции (балки, ригели, колонны и др.) испытывают, как правило, способом сквозного прозвучивания в поперечном направлении.

Изделия, конструктивные особенности которых затрудняют осуществление сквозного прозвучивания, а также плоские конструкции (плоские, ребристые и многопустотные панели перекрытия, стеновые панели и т. д.) испытывают способом поверхностного прозвучивания. При этом база прозвучивания при измерениях на конструкциях должна быть такой же, как на образцах при установлении градуировочной зависимости.

Возраст бетона контролируемых конструкций не должен отличаться от возраста бетона образцов, испытанных для установления градуировочной зависимости, более чем на 50 % — при контроле нормируемой прочности бетона, и 25 % — при определении прочности бетона в процессе твердения.

4.3. Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном уплотнению бетона. Расстояние от края конструкции до места установки ультразвуковых преобразователей должно быть не менее 30 мм.

4.4. Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном направлению рабочей арматуры. Концентрация арматуры вдоль выбранной линии прозвучивания не должна превышать 5 %.

Допускается прозвучивание вдоль линии, расположенной параллельно рабочей арматуре, если расстояние от этой линии до арматуры составляет не менее 0,6 длины базы.

При контроле ускоренного твердения бетона в нескольких однотипных конструкциях преобразователи устанавливают в конструкции, находящейся в наименее благоприятных условиях тепловой обработки.

Схемы установки преобразователей приведены в приложении .

Преобразователи, устанавливаемые на бортоснастке формы, должны быть электрически и акустически изолированы от нее термостойкими прокладками, например, из пористой резины толщиной не менее 5 мм. Акустический зонд в бетон конструкции устанавливают в процессе формования. При этом не допускается нанесение смазки на рабочие поверхности преобразователей.

4.6. Прочность бетона контролируемого участка конструкции определяют по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с разд. при условии, что измеренное по п. значение скорости (времени) ультразвука находится в пределах между наименьшим и наибольшим значениями скорости (времени) ультразвука в образцах, испытанных при построении градуировочной зависимости.

При контроле прочности бетона в конструкциях по ГОСТ 18105 полученное значение прочности принимают за среднюю прочность контролируемого участка конструкции.

4.7. Экспертный контроль прочности бетона в строящихся и эксплуатируемых конструкциях и сооружениях проводят в соответствии с методикой приложения .

Приложение Д (обязательное). Методика уточнения градуировочной зависимости

Гост iso 7040-2014 гайки шестигранные нормальные самостопорящиеся (с неметаллической вставкой), тип 1. классы прочности 5, 8 и 10

Приложение Д(обязательное)

Для уточнения градуировочной зависимости, установленной для бетона, отличающегося от испытуемого, значение прочности бетона, определенное с использованием этой градуировочной зависимости, умножают на коэффициент совпадения Kc, определяемый по формуле

, (Д.1)

где Ro.c.i — прочность бетона в участке, определяемая методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или испытанием кернов по ГОСТ 28570;Rузк i — прочность бетона в участке, определяемая ультразвуковым методом по используемой градуировочной зависимости;n — число участков, принимаемое не менее трех.При вычислении коэффициента совпадения должны быть соблюдены следующие условия:- каждое частное значение должно быть не менее 0,7 и не более 1,3:

; (Д.2)

— каждое частное значение должно отличаться от среднего значения не более чем на 15%

. (Д.3)

Значения , не удовлетворяющие приведенным выше условиям, не должны учитываться при вычислении коэффициента совпадения Kc.

СХЕМЫ УСТАНОВКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПРИ КОНТРОЛЕ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА

Гост 31694-2012. продукты пищевые, продовольственное сырье. метод определения остаточного содержания антибиотиков тетрациклиновой группы с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектором

Способы крепления ультразвуковых преобразователей на бортоснастке формы представлены на черт. 6 и 7.

Схема установки акустического зонда в бетоне конструкций представлена на черт. 8

1 — втулка; 2 — рабочая поверхность преобразователя; 3 — ультразвуковой преобразователь; 4 — узел прижима; 5 — акустическая изоляция; 6 — бетон

1 — бетон; 2 — разделительные листы кассеты; 3 — преобразователи;

4 — рабочие поверхности преобразователей; 5— акустическая изоляция;

6 — паровая рубашка; 7 — теплоизоляция

1 — ручка зонда; 2 — корпус; 3 — бетон; 4 — преобразователь;

5 — рабочая поверхность преобразователя

2 Нормативные ссылки

Гост 31774-2012 мед. рефрактометрический метод определения воды

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцамГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочностиГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроляГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкцийПримечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Сравнение DIN/ISO 8047 (Entwurf) с несколькими стандартами по определению скорости ультразвукового импульса в бетоне

Сравнение DIN/ISO 8047 (Entwurf) с несколькими стандартами по определению скорости ультразвукового импульса в бетоне

NDTnet — апрель 1997 г., том 2, № 04.

Сравнение DIN/ISO 8047 (Entwurf) с несколькими стандартами по определению скорости ультразвукового импульса в бетоне

S. Popovics, K. Komlos*, J. Popovics**
Университет Дрекселя, Филадельфия, Пенсильвания (США)
*Институт строительства и архитектуры, Братислава (Словакия)
**Северо-западный университет, Эванстон, Иллинойс (США)

Ключевые слова: Прочность на сжатие, Бетон, Стандарты, Ультразвук
Эта статья была представлена ​​на Международном симпозиуме по неразрушающему контролю в гражданском строительстве (NDT-CE) 26-28 сентября 1995 г. в Берлине. NDT-CE, полная программа или ультразвуковая часть

    Содержание
  1. Введение
  2. Метод
  3. Факторы, влияющие на скорость пульса
  4. Общее сравнение эталонов скорости
  5. Возражения
  6. Выводы

Введение

    Неразрушающий контроль бетона быстро приобретает все большее значение из-за ухудшающейся инфраструктуры. Было предложено много методов испытаний, но ни один из них не является удовлетворительным. Тем не менее метод, основанный на продольной скорости импульса, стал популярен благодаря своей простоте и экономичности.

    В большинстве стран существуют стандартные процедуры проведения этого теста (1). Из этих стандартов в данной статье анализируются следующие восемь:

    • DIN/ISO 8047 (Entwurf) «Затвердевший бетон – определение скорости ультразвукового импульса» на немецком языке
    • «Испытания бетона — рекомендации и комментарии» Н. Берка в Deutscher Ausschuss fur Stahlbeton (DAfStb), Heft 422, 1991, в качестве дополнения к DIN/ISO 1048 на немецком языке.
    • ASTM C 597-83 (91) «Стандартный метод испытаний скорости импульса через бетон»
    • BS 1881: Часть 203: 1986 «Испытания бетона. Рекомендации по измерению скорости ультразвуковых импульсов в бетоне»
    • RILEM/NDT 1 1972 «Испытания бетона ультразвуковым импульсным методом»
    • ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности» на русском языке
    • STN 73 1371 «Метод ультразвукового импульсного контроля бетона» на словацком языке (идентичен чешскому CSN 73 1371)
    • МИ 07-3318-94 «Испытание бетонных покрытий и бетонных конструкций отбойным молотком и ультразвуком» техническое руководство на венгерском языке.

    За сравнением и анализом методов испытаний следует критическая оценка. Это обязательно субъективно; тем не менее, есть надежда, что это поможет улучшить использование метода скорости ультразвукового импульса и внести вклад в улучшение будущих спецификаций.

    В нескольких стандартах используется термин «измерение» (Messung) или его эквивалент скорости пульса. Это не совсем правильно, потому что напрямую измеряются только расстояние между двумя преобразователями и время прохождения. (Время прохождения — это время, необходимое для прохождения импульса через бетон.) Скорость импульса рассчитывается по этим двум параметрам. Тем не менее это неправильное название не вызывает большой путаницы.

    Для ясности текст, относящийся к спецификациям стандарта DIN/ISO, выделен курсивом, все остальное написано обычным текстом.

Метод

    Основой сравнения является стандарт DIN/ISO 8047 (Entwurf). Она состоит из 7 глав и приложения. Каждая глава содержит несколько подразделов. Эти подразделы будут кратко описаны и сравнены с соответствующими главами других стандартов. При сравнении подчеркиваются различия между методами испытаний. Если нет сравнения DIN с ASTM в отношении определенного пункта, это означает, что эти два стандарта аналогичны в отношении этого пункта.


    Цель и использование

    Область применения DIN/ISO ограничена определением скорости продольных ультразвуковых волн в бетоне. Эта так называемая «скорость импульса» может использоваться для оценки однородности бетона в конструкции, измерения толщины слоя бетона низкого качества, наблюдения за изменениями бетона во времени, обнаружения дефектов и анизотропии. Его также допустимо использовать для оценки прочности бетона при наличии надежных градуировочных кривых. Однако следует отметить, что этот ультразвуковой тест не является приемлемой заменой стандартного определения прочности на разрушение. Определение констант упругости не упоминается в DIN.

    Аналогичные ограничения и способы использования указаны в других стандартах, особенно в стандартах ASTM и RILEM. Однако большинство из них позволяют оценить константы упругости по измерениям скорости пульса. BS также предлагает объяснения различных вариантов использования скорости пульса.

    Основные принципы теста
    Метод

    Метод, указанный во всех стандартах, основан на одном и том же принципе. Импульсы продольных ультразвуковых волн генерируются электроакустическим преобразователем, который удерживается в контакте с поверхностью испытуемого бетона. После прохождения через бетон импульсы принимаются и преобразуются в электрическую энергию вторым преобразователем. Скорость v рассчитывается по расстоянию 1 между двумя преобразователями и электронно измеренному времени прохождения импульса t как v = l/t.

    Аппарат

    Как правило, устройство состоит из генератора импульсов, пары преобразователей, усилителя и электронного синхронизатора для измерения времени прохождения. В соответствии с DIN генератор должен иметь: точность измерения времени +/-1%, короткое время нарастания, возможность генерации низкой частоты и пригодность к работе в полевых условиях. Для коротких путей рекомендуется использование преобразователя высокой частоты (от 60 до 200 кГц); для длинных трасс рекомендуется низкая частота (от 10 до 40 кГц). В большинстве случаев приемлемы преобразователи с частотным диапазоном от 40 до 60 кГц. Устройство синхронизации должно быть достаточно чувствительным, чтобы срабатывать от импульсов малой амплитуды.

    ASTM также указывает, что

    • генератор импульсов должен производить повторяющиеся импульсы с частотой не менее 10 импульсов в секунду и не более 150 импульсов в секунду;
    • измерение времени должно сено: точность 0,5%;
    • напряжение, генерируемое преобразователем, должно быть усилено настолько, насколько это необходимо для выдачи запускающих импульсов на схему измерения времени;
    • должно быть предусмотрено калибровочное устройство для проверки правильности работы схемы измерения времени.

    Британский стандарт предлагает метод проверки точности транзита.

    измерение. Венгерская спецификация требует точности измерения времени 0,1 мкс.

    Согласно ГОСТ пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений времени прохождения стандартных образцов должны быть не более дельта = +/-(0,01t + 0,1), где t — время прохождения в мкс. Также отклонение при отдельных измерениях транзитной окраски образца от среднего значения измерений того же образца не должно быть более 2%.

    Согласно STN, точность испытательного оборудования на эталонных стержнях должна быть

    +0,01 Как будто температура окружающей среды колеблется от -10 до +45°С, а влажность не более 80%. RILEM предоставляет подробную информацию о характеристиках датчика.


    Процедура
    DIN описывает три возможных расположения датчиков для определения скорости. Это:

    • преобразователи расположены прямо друг напротив друга. это самый чувствительный
      расположение и называется прямым
      коробка передач;

    • преобразователи расположены по диагонали относительно друг друга, то есть преобразователи расположены поперек углов. Это менее чувствительно, чем прямая передача, и называется диагональной передачей;
    • датчики прикреплены к одним и тем же боковым поверхностям Это наименее чувствительное расположение, которое называется непрямой передачей.

    По возможности следует использовать схему прямой передачи и на поверхностях, которые соприкасались с пресс-формой.

    Очень важно, чтобы между бетоном и лицевой стороной каждого преобразователя была адекватная акустическая связь. Для большинства бетонов поверхности обычно достаточно гладкие, чтобы обеспечить хорошую передачу ультразвука, если нанести тонкий слой соответствующего связующего агента. Точность измерений времени прохождения должна быть проверена с помощью калибровочного устройства перед

    очень серия измерений. Расстояние между двумя преобразователями должно быть измерено с точностью +/-1%, а время прохождения должно быть записано с точностью до трех значащих цифр.

    Наиболее подробное описание измерений с любой из трех компоновок преобразователей представлено в БС. Детали касаются калибровки, принадлежностей, таких как электронно-лучевой осциллограф, цифровые приборы и т. д. Согласно ASTM, повторные измерения следует проводить в одном и том же месте, чтобы свести к минимуму ошибочные показания из-за плохого контакта. В RILEM, а также в венгерской спецификации предлагается, чтобы перед испытанием бетонная поверхность была сглажена, если она шероховатая. RILEM также предоставляет подробную информацию об измерениях времени прохождения с помощью осциллографа как методом максимальной амплитуды, так и методом фиксированной амплитуды. И BS, и STN предупреждают, что непрямая передача дает более низкие скорости импульсов, чем метод прямой передачи. В ГОСТ указано, что максимальная глубина и диаметр пустот на площадке контакта не должны превышать 3 мм и 6 мм соответственно, а максимальная высота любого выступа не должна быть более 0,5 мм.

    Расчеты

    Во всех стандартах указано, что скорость пульса v должна рассчитываться как

    v = л/т (1)

    Согласно словацкому стандарту, скорость пульса, определенная в одномерном или двумерном образце, должна быть пересчитана для эквивалентной скорости пульса в трехмерном образце следующим образом.

    v

    l3 = k 3 v l1
    (2)

    v

    l3 = (k 3 / k 2 ) v l2 (3)

    где
    v l1 = скорость импульса в одномерном образце, таком как стержень
    v l2 = скорость пульса в двумерном образце, таком как пластина
    v l3 = скорость импульса в трехмерном образце.

    Значения коэффициентов k 2 и k 3 зависят от значения динамического коэффициента Пуассона pcu и могут быть получены следующим образом:

    ГОСТ разрешает использовать время прохождения t вместо скорости, когда значение 1 поддерживается постоянным.

    Отчет

    DIN/ISO содержит подробные инструкции по подготовке отчета об испытаниях. Сюда входят: описание тестируемой конструкции или образца; технические характеристики бетона; бетонный состав; состояние отверждения; и возраст; испытательное оборудование и процедура; расположение преобразователей; расположение арматуры; свойства бетонной поверхности; предполагаемая влажность; длина пути; скорость пульса в различных направлениях; и другую значимую информацию.

    Требования других стандартов короче, но по существу охватывают те же пункты отчета. ASTM требует измеренного времени прохождения, а также скорректированного времени прохождения. В БС указывается запись о дате, времени и месте проведения расследования. Венгерская спецификация требует указания имени клиента, цели тестирования, имен исполнителей измерений, используемого оборудования, визуальных наблюдений и деталей отбора проб.


    Точность

    В Приложении DIN/ISO указано, что точность времени прохождения должна быть проверена. Если эта проверка выполняется с помощью калибровочного стержня, время прохождения должно быть известно с точностью +/- 0,2 с. Измеренные значения не должны отличаться более чем на +/- 0,5% от известного значения калибровочной линейки.

    Согласно заявлению о прецизионности ASTM, испытания с участием трех испытательных приборов и пяти операторов показали, что при длине пути от 0,3 м до 6 м через прочный бетон разные операторы, использующие один и тот же инструмент, или один оператор, использующий разные инструменты, добьются повторяемости результатов. результаты теста времени в пределах 2%. В случае ухудшенного бетона разброс результатов существенно увеличивается. В таких случаях, однако, расчетные скорости будут достаточно низкими, чтобы четко указать на наличие деформации в тестируемом бетоне.

Факторы, влияющие на скорость пульса

    В DIN обсуждается несколько факторов, которые могут влиять на измеренное время прохождения, помимо качества бетона. Это:

    • температура (в практических пределах влияние несущественно)
    • слишком короткая длина пути (длина пути должна быть более 100 — 150 мм для прямой передачи и длиннее для непрямой передачи)
    • микротрещины (могут снизить скорость)
    • Влага в бетоне (может немного увеличить скорость).

    Влияние двух дополнительных факторов обсуждается ниже.


    Размер и форма образца
    Размер образца бетона в направлении распространения импульса должен быть не менее 80 мм при испытании ультразвуком частотой от 40 до 60 кГц. Меньшие образцы следует использовать с осторожностью.

    STN регулирует длину волны ультразвука в зависимости от формы и размеров тестируемых элементов. Формы определяются следующим образом:

    • образец является одномерным, когда a и b L (стержни, призмы, цилиндры и балки),
    • а образец двумерный (плоский), когда b L. Это тонкие пластины;
    • , в противном случае образец считается трехмерным (кубы, короткие призмы, цилиндры и балки).
      В таких случаях критерием является

      a > 2 л L и b > 2 л L

    В случае толстых плит, когда датчики размещаются на противоположных поверхностях, критерий T > 0,9.l L , где

      a, b = размеры поперечного сечения по нормали к направлениям передачи.

      T = толщина плиты,

      l L = — длина волны в бетоне, определяемая из соотношения l L = v L / f u , где v L — скорость импульса ультразвуковой волны в бетоне и f u – частота движения ультразвуковой волны в бетоне.

    Влияние формы образца на скорость импульса должно быть принято во внимание уравнениями. 2 через 4.

    Влияние стальной арматуры на скорость импульса

    Стальное армирование увеличивает измеренную скорость импульса, когда оно находится в непосредственной близости от пути прохождения импульса. Это влияние особенно сильно, когда подкрепление параллельно направлению распространения импульса. Однако увеличением можно пренебречь, если расстояние между стальной поверхностью и траекторией составляет более одной шестой измеренной длины. Влияние стальной арматуры, перпендикулярной направлению измерения, очень мало, за исключением тяжелой арматуры.

    Если невозможно избежать путей распространения волн, которые параллельны арматурным стержням, и путь находится в окрестности (a/I

    куда

      v c = приведенная скорость импульса в бетоне, км/с

      v с = скорость импульса в стальном стержне, км/с

      а = расстояние от поверхности стального стержня до линии, соединяющей ближайшую точку
      в
      два преобразователя, мм

      t = время прохождения, мс

      l = длина прямого пути между преобразователями, мм.

    уравнение 6 можно изменить, чтобы получить следующее:

    V

    c = k v m (7)

    где
    V м = I/t = измеренная кажущаяся скорость пульса, км/с

    k = поправочный коэффициент, определяемый выражением k = g + 2(a/l) (1-g 2 ), где g = v c /v s .

    Влиянием арматурных стержней, оси которых перпендикулярны направлению распространения волны и диаметром менее 20 мм, можно пренебречь. ГОСТ также указывает, что измерения времени прохождения должны производиться в направлении, перпендикулярном направлению стальной арматуры. Концентрация арматуры на пути распространения волны должна быть менее 5 %. Измерения по траектории, параллельной направлению стальной арматуры, допустимы, если расстояние между траекторией и стальной поверхностью составляет более одной шестой измеряемой длины.

    STN также утверждает, что предпочтительны измерения, перпендикулярные направлению армирования. В этом случае влияние стальных стержней незначительно, если только концентрация стали S не равна

    куда

    d i = диаметры арматурных стержней

    n = количество арматурных стержней

    l = длина пути.

    Когда концентрация стали больше, эффект арматурных стержней, перпендикулярных или
    с наклоном к длине пути выражается следующим уравнением:
    куда

    v с = скорость импульса в стальном стержне, км/с

    v cs = импульсная скорость в железобетоне при измерении в направлении, перпендикулярном или наклонном к направлению арматурных стержней, км/с.

    Спецификация RILEM представляет несколько разные формулы для эффектов параллельного и перпендикулярного армирования.

    Словацкий стандарт строго ограничивает измерение скорости, если путь будет параллелен направлению армирования. В таких случаях расположение преобразователей должно быть вне зоны влияния арматуры. Предполагаемая зона воздействия представляет собой цилиндрическую поверхность диаметром приблизительно 1/6.

Общее сравнение стандартов Velocity

    Большинство рассмотренных ультразвуковых эталонов выпущено более десяти лет назад. Это может свидетельствовать об отсутствии прогресса в ультразвуковых испытаниях бетона.

    Помимо общего сходства, есть и менее общие сходства. Например, DIN/ISO ближе к ASTM, чем к другим. Точно так же БС и РИЛЕМ очень похожи друг на друга, а СТН и ГОСТ похожи. Причины такого сходства, вероятно, географические и/или политические. Венгерская спецификация 1994 года, например, уже не показывает никакой зависимости от российской спецификации.

    ASTM, DIN/ISO и венгерская спецификация довольно компактны. Они больше концентрируются на спецификации измерения времени прохождения. В других стандартах также содержится подробная информация об оценке прочности бетона по скорости импульса, а также об оценке других свойств бетона, таких как константы упругости, обнаружение дефектов и определение однородности бетона. Еще одна причина значительной длины британского стандарта заключается в том, что многие формулы представлены и также объяснены, как в учебнике.

Возражения

    Многие положения и спецификации в проанализированных стандартах поддерживаются литературой, но не все из них. Было бы непозволительно долго обсуждать это всесторонне, поэтому иллюстрация ограничена предыдущими работами авторов этой статьи. Например, было показано (2,3), что предположение о том, что скорость импульса не зависит от размера и формы образца, длины пробега, частоты и напряжений в бетоне, приемлемо, но только в первом приближении.

    Гораздо важнее с инженерной точки зрения основное возражение авторов против анализируемых стандартов. Это то, что стандарты не предупреждают пользователя о подводных камнях

    оценки свойств бетона по скорости продольного импульса. В большинстве стандартов перечислено около полудюжины возможных применений этого ультразвукового контроля, таких как оценка прочности, констант упругости, обнаружение дефектов и т. д., часто дополненных формулами. Однако ни один из стандартов не оценивает эти приложения по их надежности. Это досадно, потому что создается впечатление, что тест скорости пульса одинаково подходит для всех этих приложений, что не так (4,5). На самом деле, лучшее и, возможно, единственное надежное применение скорости продольного импульса для (а) проверки однородности бетона и (б) наблюдения за изменениями в бетоне с течением времени. Оценка прочности возможна только с точностью до 20%, да и то только в строгих лабораторных условиях с установленной калибровочной кривой. Эта низкая точность не улучшается за счет дополнения измерения скорости импульса другими тестами, такими как испытание молотком на отскок (6). Другие предлагаемые применения измерения скорости импульса (обнаружение дефектов, измерение глубины трещины и т. д.) еще менее надежны.

    Современное состояние ультразвукового контроля бетона явно нуждается в улучшении. Первым шагом к этому может быть предупреждение в стандартах о неопределенности использования стандартизированного метода измерения скорости продольного импульса. Дальнейшее улучшение должно происходить за счет лучшего понимания теории распространения ультразвуковых импульсов в бетоне. Это может привести к использованию поверхностных и других направленных волн, а также передовых методов обработки сигналов (7,8). К сожалению, эти авторы не знают каких-либо стандартов, касающихся таких тестов.

Выводы

    Восемь проанализированных стандартов и спецификаций показывают значительное сходство при измерении времени прохождения ультразвуковых продольных импульсов в бетоне. Тем не менее. есть и отличия. В некоторых стандартах содержится более подробная информация о приложениях скорости импульса, таких как оценка прочности, обнаружение дефектов и т. д. Однако было установлено, что точность большинства этих приложений, включая оценку прочности, неприемлемо низка. Поэтому рекомендуется, чтобы будущие стандарты оценивали надежность приложений.

    Из этого также следует, что современное состояние ультразвукового контроля бетона нуждается в улучшении. Поскольку дальнейшие улучшения могут быть достигнуты за счет использования поверхностных и других направленных волн, передовых методов обработки сигналов и т. д., разработка стандартов для них является своевременной.


    Подтверждение
    Эта статья была частично спонсирована американо-словацкой научно-технической программой.

Ссылки

    1. Теодору, Г., Zerstorungsfreie Betonprufungen (Неразрушающий контроль бетона), Beton-Verlag, Дюссельдорф, 1989. 158 стр.
    2. Попович С., Роуз Дж. Л. и Попович Дж. С., «Поведение ультразвуковых импульсов в бетоне», Исследование цемента и бетона, Vol. 20, № 2, 1990. С. 259 — 270.
    3. Попович С. , Попович Дж. С., «Влияние напряжений на скорость ультразвукового импульса в бетоне», Материалы и конструкции — исследования и испытания, RILEM, Vol. 24, № 139, Париж, январь 1991 г., стр. 15–23.
    4. Попович С., Попович Дж. С., «Неправильное применение стандартного метода измерения скорости импульса ультразвука для испытания бетона», Технология конструкционных материалов — Конференция по неразрушающему контролю, Сканселла, Р. Дж., Каллахан, М. Э., (редакторы), Technomic, Атлантик-Сити, Нью-Джерси, 23–25 февраля 1994 г., стр. 241–246.
    5. Попович С. и Попович Дж. С., «Критика метода измерения скорости ультразвукового импульса для испытания бетона», Неразрушающий контроль бетонных элементов и конструкций, Ф. Ансари и С. Стрю, редакторы, Proc. ASCE, Сан-Антонио, 19 апреля.92. С. 94 — 103.
    6. Попович С., «Stato attuale delta determinazione delta Resistance del calcestruzzo mediante la velocita degli impulsi в Америке» (Современное состояние определения бетонных
      Сила по скорости пульса в Америке), II Cemento, Anno 83 °, № 3, июль, сентябрь 1986 г. , стр. 1 17–128.

    7. Попович С. и Попович Дж. С., «Потенциальные ультразвуковые методы, основанные на поверхностных волнах и затухании, для оценки повреждений в бетоне — обзор», «Диагностика бетонных конструкций», Т. Явор, редактор, Материалы Международной конференции RILEM — IMEKO
      Конференция, Experteentrum, Братислава, 1991. С. 101 — 104.

    8. Попович, Дж. С., «Подходят ли передовые ультразвуковые методы для бетона? — Исследовательское исследование», Труды, Неразрушающая оценка строительных конструкций и материалов, Б. А. Супренант и др., Издатели, Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо, октябрь 1990 г. стр. 327 — 339.

    |Наверх на эту страницу|

  • Ссылки на другие ресурсы WWW по ультразвуковому контролю гражданского/бетона


    | ЮТонлайн |

    © Copyright 1. April 1997 Rolf Diederichs, [email protected]

    /DB:Article /SO:DGZfP /AU:Popovics_S /AU:Komlos_K_ /AU:Popovics_J /CN:RUS /CT:UT /CT:бетон /CT:гражданский /ED:1997-04

    • Работа с «фантомными сигналами» | Журнал Gear Solutions Ваш ресурс для производителей зубчатых колес

    За время моей работы в области неразрушающего контроля я постоянно сталкивался с одной аномалией, возникающей при выполнении определенных ультразвуковых исследований поковок. Я говорю о явлении, которое часто называют «зацикливанием» или «фантомными сигналами», которое возникает из-за нежелательной частоты повторения импульсов в электронных настройках дефектоскопа. Лично я видел, как это вызывало у различных организаций и технических специалистов большое разочарование, трату времени, денег и усилий. Необходимо понять эти сигналы, чтобы найти способ уменьшить или устранить их.

    Суть ультразвукового исследования состоит в том, чтобы послать ультразвуковые звуковые волны через исследуемую среду и вернуть их обратно в датчик. Любые помехи передаваемой звуковой энергии вызовут результирующую «индикацию» или потерю звука, которые должны быть дополнительно исследованы обученным специалистом по неразрушающему контролю. Техник обычно устанавливает электронные настройки в соответствии с текущим обследованием. Одной из таких настроек является частота повторения импульсов (PRF). PRF — это количество импульсов в секунду, когда преобразователь подает импульс для возбуждения энергии в тестируемую среду (это не следует путать с частотой фактического преобразователя). При высокой ЧПИ будет больше переданных ультразвуковых импульсов, запускаемых в течение фиксированного интервала времени, чем при низкой частоте повторения. Это более высокое значение было бы желательно при контроле с более высокими скоростями сканирования, более высокой чувствительностью и тонкими материалами, чтобы гарантировать, что датчик получает необходимые сигналы для создания индикации на экране дефектоскопа.

    Эффект «зацикливания» возникает, когда ЧПИ слишком высока для данного размера секции или когда отражения звука мешают предыдущему импульсу и распространяются по «правильному» пути с «правильной» скоростью и достаточно сильны, чтобы вернуться к датчику после того, как будет инициирован следующий импульс. Выравнивание всех этих переменных приведет к звону внутри компонента. Эта комбинация факторов создает «фантомный сигнал» и не представляет собой реальный дефект или дефект. Для аналогии рассмотрим удары мяча (ультразвуковые сигналы) о стену и ловлю их (обратное отражение). При этом, если скорость, с которой вы отскакиваете от последовательных мячей (PRF), позволяет вам поймать отскочивший мяч, прежде чем выпустить другой мяч, последовательные мячи не будут мешать друг другу. Если, с другой стороны, вы выпускаете мяч, а затем отпускаете мячи до того, как первый мяч вернется, шары, направляющиеся к стене, могут столкнуться с мячами, возвращающимися от стены, и нарушить траекторию движения (закрученные или призрачные сигналы).

    Во время моего первоначального обучения ультразвуку я очень хорошо познакомился с осциллографами с электронно-лучевой трубкой A-scan или дефектоскопами с ЭЛТ. Чем больше раз срабатывает ЭЛТ в течение определенного интервала времени, тем меньше времени остается на угасание яркости последнего сигнала. Я был обучен работе с этими устройствами при очень высокой частоте повторения импульсов, чтобы создать более яркий дисплей. В некоторых случаях это был единственный предсказуемый протокол при проведении исследований на открытом воздухе в яркий летний день. Если размер исследуемого участка достаточно велик, а все переменные выровнены, как упоминалось ранее, этот сценарий может привести к «призрачным сигналам». Добавьте к этому положительное влияние на прочность и микроструктуру поковки по сравнению с отливкой и, следовательно, более легкую передачу звука, и вероятность значительно возрастет. Во время моих исследований типичные испытательные опоры включали в себя сварные пластины, небольшие отливки и тонкие кованые диски толщиной не более четырех дюймов из низколегированной стали. Только когда я начал свою карьеру в ОСП в Scot Forge, я впервые столкнулся с «зацикливанием».

    Scot Forge хорошо известна своими поковками в открытых штампах, как большими, так и маленькими. Когда я использую термин «большой», я имею в виду ультразвуковые испытания радиальной толщины, превышающей 50 дюймов, и осевой толщины, превышающей 200». Как можно догадаться, не прошло много времени, как в одном из моих обследований стало очевидным «зацикливание». Дублируя один из этих сценариев, я показал, как эти «призрачные сигналы» могут варьироваться в зависимости от ваших настроек PRF. С регулятором скорости дефектоскопа, установленным на стандартную скорость стали, 0,2330 дюйма/мкс, я расширил контроль ЧПИ до максимально возможного значения 109.5 Гц. Я поместил ультразвуковой датчик примерно в середине радиуса на кованом диске, чтобы звуковая энергия распространялась в осевом направлении через поверхность компонента. Это представило несколько «призрачных сигналов» на презентации (см. Рисунок 1).

    Рис. 1: Призрачные сигналы A и B.

    Оба сигнала A и B являются классическими представлениями типичных ультразвуковых показаний, показывающих резкий, четкий всплеск на экране. После того, как значение PRF было вручную снижено до 545 Гц, при этом преобразователь оставался нетронутым в том же месте, исходные «фантомные сигналы» фактически исчезли, и появился новый «фантомный сигнал» «С». Это показано на рисунке 2.9.0011 Рис. 2: Призрачный сигнал C.

    Наконец, значение частоты повторения импульсов было вручную снижено до минимально возможного значения 15 Гц, при этом преобразователь снова оставался невозмущенным и в том же месте. При этом условии все «призрачные сигналы» исчезли. На экране присутствует только начальный импульс, сигнал «D», и обратное отражение, сигнал «E» (см. рис. 3). Пониженная настройка частоты повторения импульсов также очистила представление от неуместного шума, полученного из-за чрезмерного рассеяния звука.

    Рисунок 3: Начальный импульс и обратное отражение, сигнал «D» и сигнал «E».

    Дополнительным подходом к проверке соответствующих (истинных) ультразвуковых показаний является проверка временных и пространственных положений сигнала(ов). В каждом случае, с которым я сталкивался, ложные сигналы располагались не по центру относительно средней точки контрольной толщины. Кроме того, если с одной стороны компонента поступает резкий сигнал, то ориентацию и местоположение сигнала следует проверить при испытании с противоположной стороны. Например, если индикация отображается на глубине 2,5 дюйма внутри 10-дюймового блока, следует ожидать, что соответствующая индикация также будет отображаться при испытании прямо напротив (противоположная поверхность) на ¾ расстояния или на глубине 7,5 дюйма. Нерелевантные циклические сигналы не будут иметь этой характеристики.

    Поскольку технологии меняются со временем, производители дефектоскопов учитывают это явление. В современных ультразвуковых аппаратах А-скана установлены ограничения на настройки частоты повторения импульсов для данной комбинации преобразователя, скорости и толщины. В большинстве случаев это устраняет интерференцию. Это не означает, что проблема полностью устранена, потому что часто компании продолжают использовать старое оборудование до тех пор, пока оно находится в рабочем состоянии и способно проводить требуемые проверки.

    Снова и снова возможные ультразвуковые показания были опровергнуты вышеупомянутыми методами; часто наши клиенты чувствуют себя «застрявшими» между нами и их внешними службами тестирования с понятным вопросом «Кому я верю?»
    Подводя итоги, чтобы проверить «зацикливание» по сравнению с истинной ультразвуковой индикацией, обязательно:

    • Измените частоту повторения импульсов (ЧПИ) осциллографа на более низкую частоту, чтобы проверить изменение проверяемого сигнала.