Средства автоматизированного неразрушающего контроля качества строительных изделий и конструкций
Оценка качества продукции по всем нормируемым показателям довольно трудоемка. Так, стандарты и технические условия на изделия крупнопанельного домостроения содержат до 60 и более параметров, которые должны быть проверены ОТК. Естественно, что наибольший эффект при этом обеспечивают автоматизированные средства контроля, разработке которых в последнее время уделяется большое внимание. Рассмотрим некоторые примеры.
Стенд К/453, предназначенный для оценки качества железобетонных плит перекрытий, выполнен в виде металлической сварной рамы, на которой закреплены устройства фиксации изделия в измерительной позиции и пневматические устройства прижатия ультразвуковых преобразователей. Прочность бетона определяется в восьми точках плиты поверхностным методом прозвучивания с помощью ультразвукового прибора ИСИ-65, а плотность и влажность бетона измеряются в двух точках радиоизотопными приборами «Бамбук» и ИВ-1. Для улучшения акустического контакта изделия с ультразвуковыми преобразователями применена полиуретановая резина толщиной 2 мм.
Стенд НС/1664 контролирует не только прочность бетона железобетонных. изделий кассетного производства, но и их линейные размеры (длину, ширину и толщину) посредстпом резистивных датчиков линейных перемещений (многооборотных потенциометров). Прочность бетона контролируется ультразвуковым прибором УКБ-1М посредстром сквозного прозвучивания в десяти точках. Хороший акустический контакт ультразвуковых преобразователей с изделием достигается применением специальной сферической насадки, выполненной из материала с малым коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний. На установке К/1050, предназначенной для плоских изделий широкой номенклатуры, прочность бетона контролируется ультразвуковым прибором УКБ-1М путем сквозного прозвучивания в пяти точках. Согласующей средой служит полиуретановая резина, наклеенная на поверхность ультразвуковых преобразователей, которые прижимаются пневмоцилиндрами, жестко связанными с металлической рамой. На последней смонтированы также устройства, фиксирующие изделия в измерительной позиции. Подача их в эту позицию осуществляется цеховым краном. Плотность бетона измеряется поверхностным гамма-плотномером (ПГП) путем сквозного прозвучивания.
В МИСИ им. В. В. Куйбышева совместно с НПО «Прокатдеталь» разработан и внедрен механизированный стенд неразрушающего контроля СНК-1, позволяющий реализовать статистический неразрушающий контроль качества железобетонных изделий.
Стенд предназначен для контроля горизонтально расположенных плоских железобетонных элементов вибропрокатного производства (плит покрытий и перекрытий, стеновых панелей и т. п.) непосредственно на выходе с технологической линии. Он дает возможность определять прочность бетона с помощью ультразвукового импульсного метода, а также наличие и положение арматуры и толщину защитного слоя бетона с помощью магнитного метода. Особенностями стенда СНК-1 являются использование ультразвуковых преобразователей с коническими волноводами и механизация их прижима с помощью специальной траверсы, а также компактность и простота пульта управления. Те изделия, которые при контроле на автоматизированном стенде показали недостаточную прочность, выставляются на специальном участке набора прочности и проходят ручной контроль с помощью сквозного и поверхностного прозвучивания.
Новая модернизация стенда СНК 2 позволит дополнительно контролировать плотность и влажность бетона одновременно с прочностью и теплофизическими характеристиками керамзитобетона. Разработка способов и методик контроля плотности и влажности керамзитобетона позволит оперативно получать информацию о его морозостойкости.
Для контроля прочностных и геометрических характеристик железобетонных преднапряженных плит БП-208-Н. Ленинградским инженерностроительным институтом разработаны автоматизированные стенды моделей СКИ-1 и СКИ-2, выполненные в виде металлической сварной рамы, установленной на фундаменте. На направляющих рамы размещена траверса с тремя измерительными каретками, которая может перемещаться вдоль продольной оси стенда, а каретки — поперек. Прочность бетона определяется установленным на центральной каретке ультразвуковым прибором УКБ-1М путем поверхностного прозвучивания в трех точках по длине изделия в данном сечении. Величина защитного слоя бетона для каждого рабочего стержня арматуры измеряется в трех точках по его длине магнитометрическим прибором ИЗС-2. Геометрические размеры (длина, ширина, толщина) контролируются резисторными датчиками перемещений. Все измерительные устройства управляются и перемещаются автоматически по программе, которая составляется электромеханической системой с задающим генератором. В заданных точках каретки останавливаются, и преобразователи измеряют прочность бетона, величину защитного слоя и геометрические размеры. Сигналы передаются на пульт управления и регистрируются самопишущими устройствами. Оператор снимает показания приборов и заносит их в паспорт контроля, который затем поступает в ОТК Время контроля одного изделия не превышает 5...7 мин.
Установка УИКС-2500 для неразрушающего контроля колонн и свай содержит скалывающее устройство с гидроприводом, насосную станцию, магнитометрический прибор ИЗС-2, опорную станину и пульт управления. Нож скалывателя, направленный под углом 18э к скалываемой поверхности, с помощью гидроцилиндра скалывает бетон на расстоянии 20 мм от основания изделия. По номограмме «усилие — напряжение» определяют прочность бетона в каждой из восьми точек с автоматической записью результатов на диаграммной ленте записывающего прибора КСД-2. Величина защитного слоя бетона определяется путем перемещения датчика ИЗС-2 в точки контроля. Все измерительные операции ведутся с пульта управления.
В Литовской ССР разработана система автоматизированного неразрушающего контроля железобетонных изделий крупнопанельного домостроения, предусматривающая размещение автоматизированных постов контроля на конвейерных линиях для изготовления панелей внутренних стен. На посту проверяются прочность бетона, толщина защитного слоя бетона и геометрические размеры изделий. Из мерительный комплекс состоит из пьезоэлектрических и магнитометрических датчиков, смонтированных на металлической раме с приводом, системы подачи изделий в зону контроля и операторной. Толщина движущихся по конвейеру панелей измеряется индуктивными датчиками. Результаты всех измерений выводятся на цифровые индикаторы и автоматически регистрируются цифропечатающим устройством, состоящим из транскриптора Ф250 и электроуправляемой пишущей машинки ЭУМ-23.
Интересна система АСК-2, предназначенная для выборочного неразрушающего комплексного контроля панелей внутренних стен различных типоразмеров. Прочность бетона и однородность по прочности определяются на основе измерения времени прохождения ультразвуковых колебаний при поверхностном прозвучивании в трех сечениях (середина и опорные зоны) панелей прибором «Бетон- 8УРЦ», а геометрические размеры — и идуктивными дифференциальными датчиками перемещений соленоидного типа с диапазоном измерения от - 15 до + 15 мм и относительной погрешностью не более 2 %. Результаты геометрических измерений регистрируются магнитоэлектрическим стрелочным прибором со шкалой, проградуированной в миллиметрах. Толщина защитного слоя бетона определяется в трех любых точках лицевой поверхности панели по ее длине с помощью прибора ИЗС-2 с диапазоном измерения до 50 мм и относительной погрешностью не более ± 2 %. Масса панели определяется весоизмерительным электротензометрическим устройством, которое смонтировано под тремя опорами подвески рамы и имеет цену деления шкалы 50 кг, диапазон измерения от 0,5 до 12,5 т.
Все измерительные и регистрирующие приборы, кнопки управления и тумблеры включения контролируемых параметров размещены в шкафах и на пульте управления. В процессе контроля параметров панели с пульта управления включаются электромагнитные клапаны арретирующих пневмоцилиндров четырех индуктивных датчиков длины, и измерительные наконечники последних входят в контакт с поверхностью панели в контролируемых точках; определяются длина изделия в двух точках и перекос его торцовых граней. Затем включается мотор-редуктор и измерительная каретка перемещается вдоль панели с автоматической остановкой в заданных точках контроля. Прижатие трех индуктивных датчиков толщины, трех пар ультразвуковых пребразователей и трех магниточувствительных головок прибора ИЗС-2 обеспечивается перемещением приборной панели по четырем направляющим посредством двух пневмоцилиндров. За время одного прижатия приборной панели контролируют толщину изделия, прочность и толщину защитного слоя бетона в трех точках. Перемещением измерительной каретки вдоль панели контролируют указанные параметры в любых фиксированных точках. Высота панели вводится в исходное положение, а прошедшая панель снимается краном с роликовых опор. Стенды комплексного контроля в ближайшие годы получат все более широкое применение.