Отчет об апробации ультразвукового метода контроля с помощью ультразвукового томографа А1040 MIRA на железобетонных конструкциях Курской АЭС-2

Продукция: Низкочастотный ультразвуковой томограф А1040 MIRA

Дата проведения контроля: 06-07 ноября 2019 года

Организация заказчик (наименование организации): АО «НИЦ Строительство»

Наименование и адрес объекта: строительная площадка Курской АЭС-2

Объект контроля: участки железобетонных конструкций

Цель работы: апробация применимости ультразвукового метода контроля для поиска внутренних дефектов в железобетонных конструкциях.

Методика проведения ультразвукового контроля прибором А1040 MIRA

1. Основные положения.

Настоящая методика описывает процедуру выявления внутренних дефектов внутри железобетона, бетона их координат расположения и условных размеров.

2. Аппаратура.

Для контроля используется ультразвуковой низкочастотный томограф А1040 MIRA Технические характеристики:

Рабочая частота 50 кГц
Рабочий тип ультразвуковых волн - поперечные
Минимальная толщина объекта контроля 50 мм
Максимальная толщина объекта контроля 2 м
Минимальный размер обнаруживаемого отражателя сфера диаметром 50 мм на глубине 400 мм в бетоне М400

Дополнительное оборудование:

Рулетка, линейка-уровень, мел или маркер, персональный компьютер типа ноутбук (далее ПК).

3. Подготовка к контролю.

3.1. На контролируемом изделии во время проведения контроля не должны проводиться зачистка и другие механические работы.
3.2. Для проведения ультразвукового согласно ГОСТ 20415-82 должны допускаться дефектоскописты, прошедший теоретическую и практическую подготовку по утвержденной программе, получившие удостоверения на право проведения ультразвукового контроля, имеющие квалификацию не ниже 2-го разряда, аттестованные согласно ПБ 03-440-02 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля» (или СТБ ЕN 473 «Квалификация и сертификация персонала в области неразрушающего контроля».
3.3. Контролируемый участок поверхности железобетона должен быть ровный, сухой, очищен от краски, грязи и пыли. Зачистка поверхности в обязанности дефектоскописта не входит.
3.4. Перед проведением контроля дефектоскописту следует изучить чертеж, установить соответствие состояния поверхности контролируемого участка требованиям настоящей методики.

4. Настройка прибора:

4.1. Настройку параметров прибора произвести в соответствии с Руководством по эксплуатации.

5. Проведение контроля:

5.1. Калибровка на бездефектой балке (производится с двух боковых сторон балки):

5.1.1. Определить границы зоны контроля.
5.1.2. Присвоить зоне контроля уникальный идентификационный код.
5.1.3. Нанести сетку сканирования на зону контроля с выбранным шагом.
5.1.4. Включить в приборе автоматическое измерение скорости ультразвука и произвести измерения скорости в семи произвольных точках.
5.1.5. Вычислить среднее значение скорости и ввести его в настройку прибора.
5.1.6. Отключить автоматическое измерение скорости ультразвука.
5.1.7. Провести сканирование зоны по разметке и получить карту зоны контроля.
5.1.8. Скопировать полученную карту на ПК, открыть ее в специальной программе IdealView.
5.1.9. Просмотреть полученные карты, они будут являться эталонными картами.

5.2. Контроль дефектных участков:

5.2.1. Определить границы зоны контроля.
5.2.2. Присвоить зоне контроля уникальный идентификационный код.
5.2.3. Нанести сетку сканирования на зону контроля с выбранным шагом.
5.2.4. Включить в приборе автоматическое измерение скорости ультразвука и произвести измерения скорости в семи произвольных точках.
5.2.5. Вычислить среднее значение скорости и ввести его в настройку прибора.
5.2.6. Отключить автоматическое измерение скорости ультразвука.
5.2.7. Провести сканирование зоны по разметке и получить карту зоны контроля.
5.2.8. Скопировать полученную карту на ПК, открыть ее в специальной программе IdealView.
5.2.9. Просмотреть полученную карту, сравнить её с эталонной. Если на карте обнаружены отражатели, которые присутствуют в карте, но их нет на эталонной карте, они признаются отражениями от дефекта.
5.2.10. По карте определить координаты дефектных зон и перенести их на балку.

Пояснения к обработке информации и представлении данных на экране томографа

В приборе используется метод синтезированной фокусируемой апертуры с комбинационным зондированием (C-SAFT). Метод основан на создании сфокусированного акустического поля в заданных областях объекта контроля путем сканирования его преобразователем с широкой диаграммой направленности и когерентной обработки принятых сигналов. Массив данных формируется путем сбора информации со всех измерительных пар антенного устройства томографа. Принимаемые антенной решеткой сигналы обрабатываются на встроенном компьютере непосредственно в процессе работы.

Затем полученные данные представляются на экране прибора и сохраняются во встроенной памяти прибора.

В результате получаются визуальные образы отражателей, где разными цветами закодирована отражающая способность каждой точки визуализируемого объема. Зоны, где отсутствует отражение ультразвуковой волны, закрашиваются синим цветом, зоны, где присутствует отражение, закрашиваются видимым спектром от желтого до красного цвета в зависимости от амплитуды фиксируемых сигналов, чем выше амплитуда, тем цвет ближе к красному. Отражателями в бетоне являются: арматурные стержни, другие закладные детали и дефекты бетона, типа трещины, объемные пустоты и т. д. Задача специалиста с помощью программного обеспечения сопоставить видимые образы и их координаты с конструктивными элементами объекта контроля и выделить зоны несовпадения, которые определяются как дефектные.

На рисунке 1 условно показано как отражение ультразвуковой волны превращается в визуальный образ. Чем ближе к центру отражателя, тем больше энергии ультразвуковой волны попадает на приемные элементы антенной решетки томографа А1040М MIRA, соответственно амплитуда приходящего сигнала больше, цвет краснее и наоборот.

Рисунок 1

Примеры визуализации внутренней структуры бетона с помощью программы IdealView.

Рисунок 2 – 3-х мерный вид (далее карта объем).

Рисунок 3 – сечения в трех плоскостях. ( далее карта сечения).

Результаты.

1. Участок контурной стены здания 10UJA в осях 1/Б-Г с отм. -0.850, толщиной 600 мм, вертикальная арматура плоских каркасов PF1, PF2 Ø20 A500C, шаг каркасов 200 мм, горизонтальная рабочая арматура Ø20 A500C мм шаг 200 мм. Перед арматурой каркасов установлена противоусадочная сетка 4Ср 5В500С-100/5В500С-100 ГОСТ 23279-2012 с защитным слоем 40мм.

Участок 1

Рисунок 4 Местоположение участка

Рисунок 5 армирование

Сканограмма 1

Сканограмма 2

Сканограмма 3

Результаты обработки карты:

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм, средняя толщина защитного слоя 100 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями, присутствуют образы вертикальной арматуры дальнего слоя и донный сигнал на глубине 600 мм. Аномальные зоны не обнаружены.

Участок 2

В зоне сканирования кроме арматуры присутствует металлическая ферма Т1 из уголков.

Сканограмма 4

Сканограмма 5

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм, присутствуют образы металлической фермы, средняя толщина защитного слоя 80 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями, присутствуют образы вертикальной арматуры дальнего слоя и донный сигнал на глубине 600 мм. Аномальные зоны не обнаружены.

2. Кольцевая стена здания 10UJA по радиусу 25900 мм. на участке 160,5-199,5 граду-сов с отм. -1.850, толщина 1100 мм. Вертикальная арматура плоских каркасов PF16, PF17, PF17 Ø18 A500C, шаг вертикальной рабочей арматуры Ø18 A500C в каркасах по глубине конструкции 100мм., шаг каркасов по длине конструкции 200 мм, горизонтальная арматура Ø18 A500C шаг по высоте 200 мм.

Рисунок 6

Участок 1

Съемка с внешней стороны стены. На поверхности присутствуют трудноудаляемые подтеки цементного молочка и места с ремонтным составом.

Рисунок 7

Сканограмма 6

Сканограмма 7

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни сфокусированы плохо (ремонтный состав имеет другие акустические свойства, чем бетон), вторая причина - присутствие на поверхности подтеков цементного молочка. Средний шаг стержней 200 мм, средняя толщина защитного слоя 50 мм, горизонтальная арматура ближнего слоя прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями, донный сигнал не детектируется. На глубине 450 мм виден четкий образ протяженного отражателя, вероятнее всего закладная деталь. Установить максимальную глубину прозвучивания невозможно. Поиск аномальных зон невозможен.

Участок 2

Съемка с внешней стороны стены. На поверхности присутствуют места с ремонтным составом.

Рисунок 8

Сканограмма 8

Сканограмма 9

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни сфокусированы плохо (ремонтный состав имеет другие акустические свойства, чем бетон). Средний шаг стержней 200 мм, средняя толщина защитного слоя 50 мм, горизонтальная арматура ближнего слоя прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями, донный сигнал не детектируется. Установить максимальную глубину прозвучивания невозможно. Поиск аномальных зон невозможен.

Участок 3

Съемка с внутренней стороны стены. Поверхность гладкая, ремонтных участков нет.

Рисунок 9

Сканограмма 10

Сканограмма 11

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм, средняя толщина защитного слоя 100 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями, присутствуют образы вертикальной арматуры следующих четырех слоев армирования на глубине 230, 365, 500 соответственно. Аномальные зоны не обнаружены. Максимальную глубину прозвучивания установить невозможно.

3. Кольцевая стена здания 20UJA по радиусу 24800 мм. на участке 94,5-160,5 градусов с отм. -5.400, толщина 1100 мм. Вертикальная арматура пространственного армоблока RW166 Ø18 A500C, шаг вертикальной рабочей арматуры Ø18 A500C в каркасах по глубине конструкции 100мм., шаг каркасов по длине конструкции 200 мм, горизонтальная арматура Ø18 A500C шаг по высоте 200 мм.

Рисунок 10 Фотография армирования

Участок 1

Рисунок 11

Сканограмма 12

Сканограмма 13

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм, на координате Х=460 мм виден образ металлической фермы. Средняя толщина защитного слоя 75 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями, присутствуют образы вертикальной арматуры следующих четырех слоев армирования на глубине 200, 315, 440, 560 мм соответственно. Максимальная глубина прозвучивания составляет 1100 мм (присутствует донный сигнал на глубине 1100 мм). Аномальные зоны не обнаружены.

Участок 2

Рисунок 12

Сканограмма 14

Сканограмма 15

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм. Средняя толщина защитного слоя 70 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями, присутствуют образы вертикальной арматуры следующих трех слоев армирования на глубине 190, 300, 440 мм соответственно. Максимальная глубина прозвучивания составляет 1100 мм (присутствует донный сигнал на глубине 1100 мм). Аномальные зоны не обнаружены.

Участок 3

Рисунок 13

Сканограмма 16

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм. Средняя толщина защитного слоя 70 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями, присутствуют образы вертикальной арматуры следующих трех слоев армирования на глубине 215, 330, 470 мм соответственно. Максимальная глубина прозвучивания составляет 1100 мм (присутствует донный сигнал на глубине 1100 мм). Аномальные зоны не обнаружены.

4. Участок стены здания 10UKC с отм. -5.450 до отм. -0.050 в/о 1-2/Г-Д (монолитный участок МС-2) должен армироваться вертикальной рабочей арматурой Ø12A500С ГОСТ Р 52544-2006 с регулярным шагом 200 мм., с уменьшением шага до 160 мм. в местах устройства трубных проходок и закладных деталей. Горизонтальное армирование должно выполняться арматурой Ø12A500С ГОСТ Р 52544-2006 с регулярным шагом по вертикали 200 мм. Должно выполняться усиление мест пересечения стен П-образными деталями из арматуры Ø12A500С ГОСТ Р 52544-2006 с шагом 200 мм. Поперечное армирование должно выполняться арматурой Ø8A240 ГОСТ 5781 с регулярным шагом по 600х600 мм. по вертикали и горизонтали.

Рисунок 14 Армирование данной стены

Участок 1

Сканограмма 17

Сканограмма 18

На сканах обнаружены образы ближнего и дальнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм, образы слабые, так как диаметр арматуры небольшой. Средняя толщина защитного слоя 50 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями. Максимальная глубина прозвучивания составляет 300 мм (присутствует донный сигнал на глубине 300мм). Аномальные зоны не обнаружены.

Участок 2

Рисунок 15

Сканограмма 19

Сканограмма 20

На сканах обнаружены образы ближнего и дальнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы частично из-за присутствия ремонтного состава, средний шаг стержней 200 мм, образы слабые, так как диаметр арматуры небольшой. Средняя толщина защитного слоя 50 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями. Максимальная глубина прозвучивания составляет 300 мм (присутствует донный сигнал на глубине 300мм). Аномальные зоны не обнаружены.

5. Стена внутренняя с армоблоком RW064 на отметке-5.450 здания 10UKC. Толщина стены 650 мм. Армирование должно выполняться плоскими каркасами PF1.2 с регулярным шагом 200 мм. согласно схеме армирования. Вертикальная арматура плоских каркасов PF1.2 – Ø25A500С ГОСТ Р 52544-2006, расстояние между осями вертикальной арматуры 480 мм. Поперечная арматура плоских каркасов PF1.2 – Ø10A240С ГОСТ 5781-82. Вертикальные связи Т1.2 должны быть установлены с шагом 500-2000 мм. согласно схеме армирования. Вертикальные связи Т1.2 выполнены из угол-ков 75х75х6 ГОСТ 8509-93, соединенных планками 480х200х6 мм. с регулярным шагом 550 мм.

Рисунок 16

Рисунок 17 Армирование на данном участке

Сканограмма 21

Сканограмма 22

На сканах обнаружены образы ближнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм. Средняя толщина защитного слоя 70 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями. Максимальная глубина прозвучивания составляет 700 мм (присутствует донный сигнал на глубине 700мм). Аномальные зоны не обнаружены.

6. Стена внутренняя на отметке +3.900,толщина 200 мм. вертикальная арматура Ø 12 мм, горизонтальная арматура Ø 12 мм шаг 200 мм.

Рисунок 18

Сканограмма 23

На сканах обнаружены образы ближнего и дальнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 110-130 мм, образы слабые, так как диаметр арматуры небольшой. Средняя толщина защитного слоя 50 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями. Максимальная глубина прозвучивания составляет 200 мм (присутствует донный сигнал на глубине 200мм). Аномальные зоны не обнаружены.

7. Стена внутренняя на отметке ?,толщина 300 мм. Опалубка не съемная. Вертикальная арматура Ø ?? мм шаг ??? мм, горизонтальная арматура Ø ??? мм шаг ??? мм.

Рисунок 19

Сканограмма 24

На сканах обнаружены образы ближнего и дальнего слоя армирования, вертикальные стрежни хорошо сфокусированы, средний шаг стержней 200 мм, образы слабые, так как диаметр арматуры небольшой. Средняя толщина защитного слоя 65 мм, горизонтальная арматура прослеживается отдельными несфокусированными образами над вертикальными стержнями. Максимальная глубина прозвучивания составляет 300 мм (присутствует донный сигнал на глубине 200мм). Обнаружена аномальная зона с координатами начала Х=100 мм, Y=0 мм, размером ΔХ=67 мм, ΔY=414 мм на глубине Z=245 мм. Хотя может быть закладной деталью, так как имеет правильно вытянутую вдоль оси Y форму.