ODDIEL 1. MATEMATICKÉ MODELY A METÓDY V TEÓRII TECHNICKEJ DIAGNOSTIKY
Téma 6. Fyzikálne metódy riadenia v technickej diagnostike
Plán prednášok
6.5. Metódy akustického riadenia
6.6. Rádiové vlny metódy nedeštruktívneho testovania
6.7. Tepelné NDT
6.7.1. Ovládanie teploty
6.7.2. Metódy bezkontaktnej termometrie
6.5. Metódy akustického riadenia
Pre akustickú metódu NDT sa využívajú vibrácie ultrazvukového a zvukového rozsahu s frekvenciou 50 Hz až 50 MHz. Intenzita kolísania je zvyčajne malá, nepresahuje 1 kW/m2. Takéto kmity sa vyskytujú v oblasti elastických deformácií média, kde sú napätia a deformácie proporcionálne závislé (oblasť lineárnej akustiky).
Amplitúda akustických vĺn v kvapalinách a plynoch je charakterizovaná jedným z nasledujúcich parametrov:
akustický tlak (Pa) alebo zmena tlaku vo vzťahu k priemernému tlaku v médiu:
p = ρcv,
kde c je rýchlosť šírenia akustických vĺn, ρ je hustota prostredia;
posunutie v (m) častíc média z rovnovážnej polohy v procese kmitavého pohybu;
rýchlosť (m/s) oscilačného pohybu častíc média
v = ∂ ∂ u, t
kde t je čas.
Existuje mnoho akustických metód nedeštruktívneho skúšania, ktoré sa používajú vo viacerých verziách. Klasifikácia akustických metód je znázornená na obrázku 23. Delia sa na dve veľké skupiny – aktívne a pasívne metódy.
Aktívne metódy sú založené na emisii a príjme elastických vĺn, pasívne metódy sú založené len na príjme vĺn, ktorých zdrojom je samotný riadený objekt.
Aktívne metódy sa delia na prenosové, odrazové, kombinované (využívajúce prenos aj odraz), impedančné a vlastné frekvenčné metódy.
Obr.23. Klasifikácia akustických typov nedeštruktívneho skúšania
Metódy odovzdávania používajú sa vysielacie a prijímacie prevodníky umiestnené na jednej alebo rôznych stranách kontrolovaného produktu. Aplikujte pulzné alebo nepretržité (zriedkavo) žiarenie. Potom sa analyzuje signál, ktorý prešiel cez kontrolovaný objekt.
Ryža. 24. Spôsoby absolvovania:
a- tieň; b - dočasný tieň; c - velocimetrický; 1 - generátor; 2 žiarič; 3 – riadiaci objekt, 4 – prijímač; 5 - zosilňovač,
6 – merač amplitúdy; 7 – merač času jazdy; 8 - fázový merač
Metódy odovzdávania zahŕňajú:
metóda amplitúdového tieňa, na základe zaznamenania poklesu amplitúdy vlny, ktorá prešla kontrolovaným objektom, v dôsledku prítomnosti defektu v ňom (obr. 24a);
metóda dočasného tieňa, na základe registrácie oneskorenia impulzu spôsobeného zvýšením jeho dráhy vo výrobku pri zaokrúhľovaní defektu (obr. 24, b). Typ vlny sa nemení;
velocimetrická metóda, na základe registrácie zmien v rýchlosti šírenia módov rozptylu elastických vĺn v defektnej zóne a využívaných na jednostranný a obojstranný prístup k riadenému objektu (obr. 24, c). Táto metóda zvyčajne používa kontaktné prevodníky so suchým bodom. Vo variante s jednostranným prístupom (obr. 24, hore) je rýchlosť antisymetrickej vlny nultého rádu (a0) vybudenej žiaričom vo vrstve oddelenej defektom menšia ako v bezdefektovej zóne. Pri obojstrannom prístupe (obr. 24, c nižšie), v zóne bez defektu, je energia prenášaná pozdĺžnou vlnou L, v defektnej zóne - vlnami a0, ktoré prechádzajú na väčšiu vzdialenosť a šíria sa nižšími rýchlosťami ako pozdĺžna vlna mávať. Poruchy sa prejavia zmenou fázy alebo predĺžením doby prechodu (iba
v pulzný variant) podľa kontrolovaného produktu.
AT reflexné metódy pomocou pulzného žiarenia. Táto podskupina zahŕňa nasledujúce metódy zisťovania chýb:
Metóda ozveny (obr. 25, a) je založená na registrácii echo signálov z defektu. Na obrazovke indikátora sa zvyčajne pozoruje vyslaný (sondovací) impulz I, impulz III odrazený od protiľahlého povrchu (spodok) výrobku (spodný signál) a ozvenový signál z defektu II. Čas príchodu impulzov II a III je úmerný hĺbke defektu a hrúbke produktu. Pri kombinovanej schéme riadenia (obr. 25, a) ten istý prevodník vykonáva funkcie vysielača a prijímača. Ak tieto funkcie vykonávajú rôzne prevodníky, potom sa obvod nazýva samostatný.
Metóda echo-mirror je založená na analýze signálov, ktoré zaznamenali zrkadlový odraz od spodného povrchu produktu a defektu, t.j. prešiel cestou AVSD (obr. 25, b). Variant tejto metódy, určený na detekciu vertikálnych defektov v rovine EF, sa nazýva tandemová metóda. Aby sa to realizovalo, pri pohybe prevodníkov A a D sa udržiavajú konštantné
hodnota I A + I D \u003d 2H tgα; na získanie zrkadlového odrazu od nevertikálnych defektov sa hodnota I A + ID mení. Jeden z variantov metódy, nazývaný „šikmý tandem“, počíta s umiestnením vysielača a prijímača nie v rovnakej rovine (obr. 25, b, pohľad zdola), ale v rôznych rovinách, ale tak, ako získať zrkadlový odraz od defektu. Ďalšia možnosť, nazývaná K-metóda, poskytuje umiestnenie snímačov na opačných stranách produktu, napríklad prijímač je umiestnený v bode C.
Ryža. 25. Metódy odrazu:
a - ozvena; b - echo - zrkadlo; c – delta metóda; d - difrakcia - čas; e - dozvuk;
1 - generátor; 2 - žiarič; 3 - predmet kontroly; 4 - prijímač; 5 - zosilňovač; 6 - synchronizátor; 7 - indikátor
Delta metóda (obr. 25, c) je založená na prijímaní pozdĺžnych vĺn vysielaných transduktorom pre priečne vlny 2 a rozptýlených na defekte meničom 4 umiestneným nad defektom.
Difrakčný čas spôsob (obr. 25, d), pri ktorom žiariče 2 a 2',
prijímače 4 a 4' vysielajú a prijímajú buď pozdĺžne alebo priečne vlny a môžu vysielať a prijímať rôzne typy vĺn. Prevodníky sú umiestnené tak, aby prijímali maximá echo signálov vĺn difraktovaných na koncoch defektu. Meria sa amplitúdy a čas príchodu signálov z horného a spodného konca defektu.
Metóda dozvuku(obr. 25, e) využíva vplyv defektu na dobu doznievania viacerých odrazených ultrazvukových impulzov v riadenom objekte. Napríklad pri testovaní lepenej štruktúry s vonkajšou kovovou vrstvou a vnútornou polymérnou vrstvou defekt spojenia bráni prenosu energie do vnútornej vrstvy, čo zvyšuje čas doznievania viacerých echo signálov vo vonkajšej vrstve. Odrazy impulzov vo vrstve polyméru zvyčajne chýbajú v dôsledku vysokého útlmu ultrazvuku v polyméri.
AT kombinované metódy využívať princípy ako priechodu, tak aj
a odrazy akustických vĺn.
Zrkadlový tieň Metóda je založená na meraní amplitúdy spodného signálu. V tomto prípade je odrazený lúč podmienene posunutý na stranu (obr. 26, a). Podľa techniky vykonávania (fixuje signál ozveny) sa označuje ako metódy odrazu a z hľadiska fyzikálneho charakteru riadenia (meria sa zoslabenie signálu výrobku, ktorý dvakrát prešiel v zóne defektu) , má blízko k metóde tieňa.
Metóda echo-shadow je založená na analýze prenášaných aj odrazených vĺn (obr. 26b).
Ryža. 26. Kombinované metódy využívajúce prenos a odraz:
a - zrkadlový tieň; b - echo-tieň; c - echo-through: 2 - emitor; 4 - prijímač; 3 - predmet kontroly
Pri metóde echo-through (obr. 26, c) sa zaznamenáva priechodný signál I, signál II, ktorý zaznamenal dvojitý odraz v produkte. V prípade priesvitného defektu sa zaznamenajú signály III a IV, ktoré zodpovedajú odrazom vĺn od defektu a tiež odrazeným od horného a spodného povrchu výrobku.
lija. Veľký nepriehľadný defekt sa zistí vymiznutím alebo silným poklesom I signálu, t.j. tieňová metóda, ako aj signál II. Priesvitné alebo malé defekty sú detekované objavením sa signálov III a IV, ktoré sú hlavnými informačnými signálmi.
Metódy prirodzenej frekvencie sú založené na meraní týchto frekvencií (alebo spektier) kmitov riadených objektov. Vlastné frekvencie sa merajú pri budení v produktoch vynútených aj voľných vibrácií. Voľné vibrácie sú zvyčajne vybudené mechanickým nárazom, vynútené vibrácie - pôsobením harmonickej sily meniacej sa frekvencie.
Existujú integrálne a lokálne metódy. V integrálnych metódach sa analyzujú vlastné frekvencie produktu oscilujúceho ako celku. Pri lokálnych metódach kmity jeho jednotlivých úsekov.
Pri metóde vlastnej frekvencie sa používajú vynútené oscilácie. AT
integrálna metóda generátor 1 nastaviteľnej frekvencie (obr. 27, a) je pripojený k emitoru 2, ktorý v riadenom produkte 3 budí elastické vibrácie (zvyčajne pozdĺžne alebo ohybové). Prijímač 4 prevádza prijaté vibrácie na elektrický signál, ktorý sa zosilňuje zosilňovačom 5 a privádzaný do rezonančného indikátora 6. Úpravou frekvencie generátora 1 sa merajú vlastné frekvencie produktu 3. Rozsah aplikovaných frekvencií je do 500 kHz.
Ryža. 27. Metódy vlastných frekvencií. Oscilačné metódy:
- nútený: a - integrál; b - miestne;
- voľný: c - integrál; d - miestne;
1 – generátor kontinuálnych kmitov rôznej frekvencie; 2 - žiarič; 3 - predmet kontroly; 4 - prijímač; 5 - zosilňovač; 6 – indikátor rezonancie; 7 – frekvenčný modulátor; 8 - indikátor; 9 – spektrálny analyzátor; 10 - nárazový vibrátor; 11 - jednotka na spracovanie informácií
Lokálna metóda využívajúca nútené oscilácie je známa tzv metóda ultrazvukovej rezonancie. Používa sa hlavne na meranie hrúbky. V stene výrobku 3 (obr. 27.6) sa pomocou meničov 2, 4 vybudia elastické vlny (spravidla pozdĺžne) s plynule sa meniacou frekvenciou. Sú pevne stanovené frekvencie, pri ktorých sa zaznamenávajú rezonancie systému konvertor-produkt. Rezonančné frekvencie určujú hrúbku steny produktu a prítomnosť defektov v ňom. Defekty rovnobežné s povrchom menia meranú hrúbku a tie, ktoré sú umiestnené pod uhlom k povrchu, vedú k vymiznutiu rezonancií. Rozsah aplikovaných frekvencií je až niekoľko megahertzov.
AT integrálna metóda vo výrobku 3 (obr. 27, c) sú voľne tlmené vibrácie vybudené úderom kladiva 2. Tieto oscilácie sú prijímané mikrofónom 4, zosilňované zosilňovačom 5 a filtrované pásmovým filtrom 6, ktorý prepúšťa len signály s frekvenciami zodpovedajúcimi zvolenému oscilačnému režimu. Frekvencia sa meria frekvenčným meračom 7. Znakom poruchy je zmena (zvyčajne pokles) frekvencie. Spravidla sa používajú hlavné prirodzené frekvencie, ktoré nepresahujú 15 kHz.
AT lokálna metóda(obr. 27, d) vibrátor 10 budený generátorom 1 vytvára periodické nárazy na kontrolovaný produkt. Elektrické signály z prijímacieho mikrofónu 4 cez zosilňovač 5 sú privádzané do spektrálneho analyzátora 9. Posledné zvolené spektrum prijatého signálu je spracované rezolverom 11, výsledok spracovania sa zobrazí na indikátore 8. Okrem mikrofónov sa používajú piezoelektrické používajú sa prijímače. Poruchy sa registrujú zmenou spektra prijímaného impulzného signálu. Na rozdiel od integrálnej metódy sa kontrola vykonáva skenovaním produktov. Zvyčajný prevádzkový frekvenčný rozsah je 0,3 až 20 kHz.
Akusticko-topografické metóda má znaky integrálnych a lokálnych metód. Je založená na vybudení intenzívnych ohybových vibrácií s plynule sa meniacou frekvenciou vo výrobku a registrácii rozloženia amplitúd vibrácií pomocou prášku naneseného na povrch. Elastické vibrácie sú vybudené meničom pritlačeným na suchý produkt. Konvertor je napájaný z výkonného (asi 0,4 kW) generátora s plynule menenou frekvenciou. Ak prirodzená frekvencia zóny oddelenej defektom (separácia, prerušené spojenie) spadá do rozsahu excitovaných frekvencií, oscilácie tejto zóny sa zosilnia, prášok, ktorý ju pokrýva, sa posunie a sústredí pozdĺž hraníc defektov, čím sa stanú viditeľné. Použiteľný frekvenčný rozsah
40 až 150 kHz.
impedančné metódy využiť závislosť impedancií výrobkov pri ich elastických vibráciách od parametrov týchto výrobkov a prítomnosti defektov v nich. Mechanická impedancia sa zvyčajne odhaduje Z = Fv, kde F a v sú komplexné
amplitúdy rušivej sily a rýchlosti vibrácií. Na rozdiel od charakteristickej impedancie, ktorá je parametrom média, mechanická impedancia charakterizuje štruktúru. Impedančné metódy využívajú ohybové a pozdĺžne vlny.
Pri použití ohybových vĺn obsahuje menič tyčového typu (obr. 28, a) piezoelektrický prvok pripojený ku generátoru 1 2 a prijímajúci 4 piezoprvky. Prostredníctvom kontaktu so suchým bodom budí prevodník harmonické ohybové vibrácie v produkte 3. V defektnej zóne je modul Z mechanicky
logická impedancia Z = Z e j ϕ klesá a mení sa jej argument φ. Títo
zmeny sa zaznamenávajú elektronickým zariadením. V pulznej verzii tejto metódy sú v systéme menič-produkt vybudené impulzy voľne tlmených kmitov. Znakom defektu je zníženie amplitúdy a nosnej frekvencie týchto kmitov.
Ryža. 28. Metódy riadenia: a- impedancia; b - akustická emisia; 1 - generátor; 2 - žiarič; 3 - predmet kontroly; 4 - prijímač; 5 - zosilňovač; 6 - blok
informačné roboty s indikátorom
Okrem kombinovaného prevodníka sa používajú samostatné kombinované prevodníky, ktoré majú samostatné vysielacie a prijímacie vibrátory v spoločnom kryte. Tieto meniče pracujú v impulznom režime. Pri práci s kombinovanými meničmi sa používajú frekvencie do 8 kHz. Pre samostatné kombinované použitie impulzov s nosnými frekvenciami 15-35 kHz.
V inom variante v riadenej viacvrstvovej štruktúre budí plochý piezoelektrický menič pozdĺžne elastické vlny pevná frekvencia. Poruchy sa registrujú zmenou vstupnej elektrickej impedancie Z E piezoelektrického meniča. Impedancia Z E je určená vstupnou akustickou impedanciou riadenej konštrukcie, ktorá závisí od prítomnosti a hĺbky defektov v spojení medzi prvkami. Zmeny Z E sú znázornené ako bod v komplexnej rovine, ktorého poloha závisí od charakteru defektu. Na rozdiel od metód využívajúcich ohybové vlny je prevodník v kontakte s produktom cez vrstvu kontaktného maziva.
Metóda kontaktnej impedancie, používaný na kontrolu tvrdosti, je založený na odhade mechanickej impedancie kontaktnej zóny diamantového indentora tyčového meniča pritláčaného na testovaný predmet konštantnou silou. Zníženie tvrdosti zväčšuje plochu kontaktnej zóny, čo spôsobuje zvýšenie jej elastickej mechanickej impedancie, čo je zaznamenané zvýšením vlastnej frekvencie pozdĺžneho oscilačného meniča, čo jednoznačne súvisí s nameranou tvrdosťou.
Pasívne akustické metódy sú založené na analýze elastických kmitov vĺn, ktoré sa vyskytujú v samotnom riadenom objekte.
Najcharakteristickejšou pasívnou metódou je metóda akustickej emisie(obr. 28.6). Fenomén akustickej emisie spočíva v tom, že elastické vlny sú emitované samotným materiálom v dôsledku vnútorného dynamického lokálneho preskupenia jeho štruktúry. Javy ako iniciácia a rozvoj trhlín vplyvom vonkajšieho zaťaženia, alotropné premeny pri zahrievaní alebo ochladzovaní, pohyb zhlukov dislokácií sú najviac
viac charakteristických zdrojov akustickej emisie. Piezoelektrické meniče prichádzajúce do kontaktu s výrobkom prijímajú elastické vlny a umožňujú určiť miesto ich zdroja (poruchy).
Pasívne akustické metódy sú vibračné
diagnostiku a diagnostiku hluku. Pri prvej analýze parametrov vibrácií akýkoľvek samostatná časť alebo zostava pomocou prijímačov kontaktného typu. V druhom prípade sa študuje spektrum hluku pracovného mechanizmu, zvyčajne pomocou mikrofónových prijímačov.
Na základe frekvencie sa akustické metódy delia na nízkofrekvenčné a vysokofrekvenčné. Prvé zahŕňajú oscilácie zvuku a nízkofrekvenčné (až niekoľko desiatok kHz) ultrazvukové frekvenčné rozsahy. K druhému - oscilácie vo vysokofrekvenčnom ultrazvukovom frekvenčnom rozsahu: zvyčajne od niekoľkých 100 kHz do 20 MHz. Vysokofrekvenčné metódy sa zvyčajne nazývajú ultrazvukové.
Oblasti použitia metód. Z uvažovaných metód akustického riadenia nachádza najväčšie praktické uplatnenie metóda ozveny. Asi 90% objektov. Pomocou rôznych typov vĺn rieši problémy detekcie chýb výkovkov, odliatkov, zvarových spojov a mnohých nekovových materiálov. Metóda echo sa používa aj na meranie rozmerov výrobkov. Meria sa čas príchodu spodného signálu a pri znalosti rýchlosti ultrazvuku v materiáli sa jednostranným prístupom určí hrúbka výrobku. Ak nie je známa hrúbka výrobku, potom sa rýchlosť meria zo spodného signálu, odhaduje sa útlm ultrazvuku a z nich sa určujú fyzikálne a mechanické vlastnosti materiálov.
Metóda echo-mirror sa používa na detekciu defektov orientovaných kolmo na vstupnú plochu. Zároveň poskytuje vyššiu citlivosť na takéto defekty, ale vyžaduje, aby v zóne miesta defektu bola dostatočne veľká plocha rovného povrchu. Napríklad v koľajniciach táto požiadavka nie je splnená, takže tam možno použiť len metódu zrkadlového tieňa. Defekt môže byť detekovaný kombinovaným uhlovo-lúčovým prevodníkom. V tomto prípade však zrkadlovo odrazená vlna ide do strany a k prevodníku sa dostane len slabý rozptýlený signál. Metóda echo-mirror sa používa na detekciu vertikálnych trhlín a nedostatku prieniku pri kontrole zvarových spojov.
Delta a difrakčný čas metódy sa používajú aj na semi-
dodatočné informácie o chybách pri kontrole zvarových spojov.
Tieňová metóda sa používa na kontrolu produktov s vysokou úrovňou štrukturálneho dozvuku, t.j. hluk spojený s odrazom ultrazvuku od nehomogenít, veľkých zŕn, detekciou chýb viacvrstvových štruktúr a výrobkov z vrstvených plastov, pri štúdiu fyzikálnych a mechanických vlastností materiálov s vysokým útlmom a rozptylom akustických vĺn, napr. pevnosť betónu rýchlosťou ultrazvuku.
Lokálna metóda vynútených vibrácií sa používa na meranie malých trhlín s jednostranným prístupom.
Integrálna metóda voľných vibrácií sa používa na kontrolu pneumatík kolies vagónov alebo skla "podľa čistoty zvonenia" so subjektívnym hodnotením výsledkov sluchom. Metóda s využitím elektronických zariadení a objektívneho kvantitatívneho hodnotenia výsledkov sa používa na kontrolu fyzikálnych a mechanických vlastností brúsnych kotúčov, keramiky a iných predmetov.
Reverb, impedancia, velosymetrická, akustická
topografický na riadenie viacvrstvových štruktúr sa využívajú najmä metódy a lokálna metóda voľných vibrácií. dozvuk Metóda zisťuje predovšetkým porušenia spojov kovových vrstiev (plášťov) s kovovými alebo nekovovými silovými prvkami alebo plnivami.Impedančná metóda odhaľuje poruchy spojov vo viacvrstvových štruktúrach z kompozitných polymérnych materiálov a kovov používaných v rôznych kombináciách. Velosymetrický metóda a lokálna metóda voľných oscilácií riadia najmä výrobky z polymérnych kompozitných materiálov. Akusticko-topografické metóda sa používa na zisťovanie defektov najmä v kovových viacvrstvových konštrukciách (voštinové panely, bimetaly a pod.).
Vibračná diagnostika a diagnostika hluku metódy slúžia na diagnostiku pracovných mechanizmov. Metóda akustickej emisie sa používa ako prostriedok na štúdium materiálov, štruktúr, kontroly výrobkov a diagnostiky počas prevádzky. Jeho dôležitými výhodami oproti iným testovacím metódam je, že reaguje len na vznikajúce, skutočne nebezpečné defekty, ako aj možnosť kontrolovať veľké plochy alebo dokonca celý výrobok bez toho, aby ho nasnímal prevodníkom. Jeho hlavnou nevýhodou ako prostriedku kontroly je obtiažnosť izolácie signálov od vznikajúcich defektov na pozadí rušenia.
6.6. Radiačné metódy nedeštruktívneho skúšania
Monitorovanie žiarenia využíva minimálne tri hlavné prvky (obr. 29):
zdroj ionizujúceho žiarenia;
kontrolovaný objekt;
detektor, ktorý registruje informácie o detekcii chýb.
Ryža. 29. Schéma prenosu:
1 – zdroj; 2 - výrobok; 3 - detektor
Pri prechode produktom sa ionizujúce žiarenie zoslabuje – pohlcuje a rozptyľuje. Stupeň útlmu závisí od hrúbky δ a hustoty ρ kontrolovaného objektu, ako aj od intenzity M 0 a energie E 0 žiarenia. V prípade vnútorných defektov veľkosti ∆δ v látke sa mení intenzita a energia lúča žiarenia.
Metódy radiačného monitorovania (obr. 30) sa líšia v spôsoboch zisťovania informácií z detekcie chýb a podľa toho sa delia na rádiové
grafické, rádioskopické a rádiometrické.
Metódy radiačného monitorovania
Rádiografické: | Rádioskopické: | Rádiometrické: |
|||||
Fixácia obrazu | Pozorovanie obrazu | Registrácia elektronická |
|||||
na filme | na obrazovke. | trikové signály. |
|||||
(na papieri). | |||||||
Ryža. 30. Metódy radiačnej kontroly
rádiografický Radiačné nedeštruktívne metódy testovania sú založené na premene radiačného obrazu kontrolovaného objektu na rádiografický obraz alebo zaznamenanie tohto obrazu na pamäťové zariadenie s následnou konverziou na svetelný obraz. V praxi je táto metóda najpoužívanejšia pre svoju jednoduchosť a dokumentárne potvrdenie získaných výsledkov. V závislosti od použitých detektorov sa rozlišuje filmová rádiografia a xerorádiografia (elektrorádiografia). V prvom prípade slúži fotocitlivý film ako detektor latentného obrazu a záznamník statického viditeľného obrazu, v druhom prípade polovodičový plátok a ako záznamník sa používa obyčajný papier.
V závislosti od použitého žiarenia sa rozlišuje niekoľko typov priemyselnej rádiografie: röntgenová, gama, urýchľovacia a neutrónová rádiografia. Každá z týchto metód má svoju vlastnú oblasť použitia. Tieto metódy možno použiť na skenovanie oceľových výrobkov s hrúbkou 1 až 700 mm.
Radiačná introskopia- metóda radiačného nedeštruktívneho skúšania, založená na premene radiačného obrazu kontrolovaného objektu na svetelný obraz na výstupnej obrazovke radiačno-optického konvertora a analýza výsledného obrazu sa vykonáva v procese kontroly .
Citlivosť tejto metódy je o niečo menšia ako rádiografia, ale jej výhodou je zvýšená spoľahlivosť získaných výsledkov vďaka možnosti stereoskopického videnia defektov a skúmania produktov z rôznych uhlov, "expresu" a kontinuity kontroly.
Rádiometrická detekcia chýb- spôsob získavania informácií o vnútornom
skorý stav kontrolovaného produktu, priesvitného ionizujúcim žiarením, vo forme elektrických signálov (rôznych veľkostí, trvania alebo množstva).
Táto metóda poskytuje najväčšie možnosti automatizácie procesu riadenia a implementácie automatického spätnoväzbového riadenia a technologického procesu výroby produktu. Výhodou metódy je možnosť kontinuálnej vysokovýkonnej kontroly kvality produktu, vzhľadom na vysokú rýchlosť použitia zariadení. Pokiaľ ide o citlivosť, táto metóda nie je nižšia ako rádiografia.
6.7. Tepelné NDT
Tepelné metódy nedeštruktívneho skúšania (NDT) využívajú ako skúšobnú energiu tepelnú energiu šíriacu sa v skúšanom objekte. Teplotné pole povrchu objektu je zdrojom informácií o vlastnostiach procesu prenosu tepla, ktoré zase závisia od prítomnosti vnútorných alebo vonkajších defektov. V tomto prípade sa defektom rozumie prítomnosť skrytých škrupín, dutín, trhlín, nedostatočná penetrácia, cudzie inklúzie atď., Všetky druhy odchýlok fyzikálnych vlastností objektu od normy, prítomnosť miest miestnych prehrievanie (ochladzovanie) atď.
Existujú pasívne a aktívne TNC. S pasívnym TNC sa analýza tepelných polí produktov vykonáva v priebehu ich prirodzeného fungovania. Aktívny TNC zahŕňa ohrev objektu externým zdrojom energie.
Bezkontaktné metódy tepelnej regulácie sú založené na využití infračerveného žiarenia vyžarovaného všetkými vyhrievanými telesami. Infračervené žiarenie zaberá široký rozsah vlnových dĺžok od 0,76 do 1000 mikrónov. Spektrum, výkon a priestorové charakteristiky tohto žiarenia závisia od teploty telesa a jeho emisivity, ktorá je daná najmä jeho materiálom a mikroštrukturálnymi charakteristikami vyžarujúceho povrchu. Napríklad drsné povrchy vyžarujú silnejšie ako zrkadlové.
Vitajte!
Guľové kĺby sú veľmi vážnym prvkom predného zavesenia, to platí najmä pre klasické automobily VAZ. Guľových čapov je dvakrát viac ako u áut s predným náhonom (4 kusy), vďaka čomu sa auto stáva nebezpečnejším. Ak totiž nedržíte stopu a jazdíte s autom, na ktorom sú nefunkčné guľové čapy, tak koleso môže jednoducho spadnúť na bok. Ak jazdíte v tomto čase, auto okamžite stratí kontrolu a bude veľmi, veľmi ťažké ho zastaviť. Vo videu nižšie vám chceme ukázať názorný príklad, kde guľový kĺb zlyhá a pravé koleso auta sa jednoducho zrúti na bok.
Poznámka!
Na vykonanie diagnostiky guľôčkových ložísk budete potrebovať držiak, buď montážnu čepeľ alebo páčidlo; navyše veľmi tenká palica bude potrebovať buď kovovú alebo len vetvičku, ale, čo je veľmi dôležité, palica by mala byť rovnomerná, bez ohybov a podobne. (Najlepšie je použiť kovovú tyčinku dlhú 5,6 cm). A okrem toho všetkého budete potrebovať ďalšie pravítko a malý nôž. Alebo si namiesto palice, pravítka a noža vezmite dobrý strmeň, ktorý všetky tieto nástroje nahradí!
Všetko závisí od oblasti, kde sa auto prevádzkuje. Ak ho prevádzkujete vo veľmi veľkých mestách (ako je Moskva), v úplnom centre mesta, väčšinou na ideálnych cestách, alebo v Petrohrade, kde cesty zjavne nie sú podradné, tak si s odpružením ani hlavu nelámete. diagnostika. Stačí raz za rok alebo každých 100 000 km sa tam pozrieť, všetko skontrolovať a ísť ďalej. V zásade sa však autá značky Zhiguli prevádzkujú v malých mestách, dedinách a podobných miestach, kde cesty, ako sa hovorí, zanechávajú veľa želaní. V tomto prípade by sa mala diagnostika celého zavesenia ako celku, ako aj diagnostika guľôčkových ložísk vykonávať čo najčastejšie, približne raz za 20 000 km. Alebo po dobrom vbehnutí do hlbokej diery v rýchlosti. Vo svojom aute tak budete mať vždy istotu a nebudete sa báť ho ovládať, pretože po dôkladnej kontrole budete s vysokou presnosťou vedieť, že odpruženie je plne funkčné.
Poznámka!
Málokto to dodržiava, pretože každých 20 000 km pozrieť sa do odpruženia auta je pre ľudí, ktorí jazdia takmer každý deň, dosť drahé a týchto 20 000 km sa prevalí za veľmi krátky čas. V tomto prípade môžu byť guľôčkové ložiská diagnostikované ihneď po objavení sa nárazu v prednej časti vozidla alebo pri náraze do jamy. Zvyčajne sa takýto zvuk objaví, keď jedno z ložísk zlyhá, ale kým nebudete počuť tento zvuk, nebudete rozumieť tomu, či guľové kĺby fungujú správne alebo nie. Možno si tieto údery možno vôbec predstaviť. Preto, aby sa to nestalo a vy ste len tak nevliezli do odpruženia auta, pozrite si pozorne video nižšie, na ktorom je auto s chybným a hlučným guľovým čapom.
Ako diagnostikovať guľové kĺby na VAZ 2101-VAZ 2107?
Poznámka!
Guličkové ložiská sa diagnostikujú niekoľkými spôsobmi, z ktorých najsprávnejší je posledný (tretí) spôsob. Ak budete konať podľa toho, okamžite pochopíte, či je potrebné vymeniť podporu alebo ešte nie. Táto metóda má však veľké mínus, pretože na jej implementáciu budete musieť z auta odstrániť guľové čapy, čo si vyžaduje čas. Preto týmto spôsobom málokto kontroluje guľkové ložiská z hľadiska prevádzkyschopnosti. Na druhej strane, ak správne vykonáte ďalšie dva spôsoby overenia, tiež poskytnú svoj výsledok. A ak sú guľôčkové ložiská veľmi vážne poškodené, potom ich kontrolou takýmito spôsobmi bude tiež možné pochopiť, že sú chybné a musia byť vymenené.
Metóda jedna (zavesenie auta a naloženie predného zavesenia):
- Najprv uvoľnite všetky matice upevňujúce koleso k autu a potom zdvihnite auto pomocou zdviháka. Hneď ako visí vo vzduchu, úplne odskrutkujte matice a vyberte požadované koleso z auta (prečítajte si článok „“). Po operácii umiestnite dosky pod spodné rameno zavesenia (označené červenou šípkou) a spustite na ne auto. Potom ho budete musieť dostať tak, aby auto ležalo úplne na odpružení, presnejšie povedané, na pružine. Časť, na ktorej je koleso nasadené (označené modrou šípkou), bude musieť visieť vo vzduchu. To je všetko, začnite kontrolovať.
- Ak chcete skontrolovať guľové čapy na aute zavesením auta, postupujte takto. Ak chcete začať, zoberte držiak (ako voliteľné páčidlo alebo montážnu čepeľ) a vložte ho tak, ako je znázornené na fotografiách nižšie. Veľká fotografia ukazuje, ako opraviť montážnu čepeľ pri kontrole horného guľového kĺbu, malá fotografia ukazuje, ako ju opraviť pri kontrole spodného guľového kĺbu. Na malej fotke je vidno len málo a je ťažké pochopiť, kam treba vložiť montážnu čepeľ. Ale keď s autom pracujete naživo, všetko hneď pochopíte a pomocou špachtle ako páky s ním pohnete dole, potom hore, potom dole, potom hore atď. Počas vykonávania tohto postupu nepoškodzujte prašník, buďte opatrní. V prípade, že je podpera vážne poškodená, odpruženie bude chodiť veľa a už sa pohybuje od malého úsilia. V tomto prípade je potrebné vymeniť guľové čapy.
Poznámka!
Najlepšie je takto kontrolovať len horné guľové čapy, pretože dolné guľové čapy sa kontrolujú trochu inak. Viac podrobností o tom, ako to urobiť, nájdete v metóde 2 nižšie!
Metóda dva (kontrola spodných guľových čapov pomocou strmeňa):
Začnime tým, že nie všetci motoristi majú strmene. Ak ste v tomto čísle, vezmite si nôž, tenký drôt a pravítka a tiež pokračujte v kontrole. Najprv budete musieť použiť kľúč „7 mm“ (alebo kruhový kľúč) a pomocou nich úplne odskrutkovať spodnú zátku guľového kĺbu (označenú červenou šípkou). Potom vložte strmeň do otvoru (niektoré strmene majú špeciálnu tenkú časť) a zmerajte vzdialenosť, ktorú prejde. Ak strmeň nemôžete zasunúť (stojí napríklad na zemi, ale nie je tam zdvihák) alebo ak neexistuje, vezmite tenký drôt, vložte ho do otvoru, kým sa nezastaví, urobte narežte nožom v jednej rovine s koncom guľového kĺbu a vyberte ho. Potom pomocou pravítka zmerajte vzdialenosť od konca drôtu k tomuto zárezu. Ak je táto vzdialenosť väčšia ako 11,8 mm, potom sa musí guľový kĺb vymeniť.
Metóda tri (odstránenie guľôčkových ložísk a ich vizuálna kontrola):
Toto je síce najdlhšia cesta, no na druhej strane s istotou spoznáte, či sú guľové čapy v poriadku, alebo je v nich už vôľa a všetky sú pokazené. Ak chcete implementovať túto metódu, odstráňte z auta potrebné guľové čapy (Ako to urobiť, prečítajte si článok "") a potom starostlivo skontrolujte prašník guľových čapov. Nemal by mať praskliny, zlomy a podobné chyby. Potom úplne vyberte topánku; skontrolujte, či je v guľovom kĺbe mastnota a či v guľovom kĺbe nie je voda, nečistoty atď. Potom uchopte špičku guľôčkového prsta rukou (pozri fotografiu nižšie) a potraste ňou zo strany na stranu. Prst sa bude musieť pohnúť z úsilia ruky, ale tvrdo. Ak prst visí a ľahko sa pohybuje, alebo ak ho nemôžete ani pohnúť z miesta, potom sa takýto guľový kĺb považuje za chybný a musí sa vymeniť.
Tieto informácie môžu byť príkladom pre prípravu správ o prieskume podpôr.
Vysvetľujúca poznámka
k správe o výsledkoch kontroly stavu železobetónových podpier
Základ pre prácu
Práce sú vykonávané na základe Zmluvy č. 07/11 o vykonaní prác na oprave, údržbe a diagnostickej prehliadke zariadení elektrickej siete.
Všeobecné ustanovenia.
Zloženie diagnostickej práce:
Kontrola stavu železobetónových podpier nedeštruktívnou ultrazvukovou expresnou metódou
Kontrola polohy podpier
Zoznam línií a počet železobetónových podpier, ktoré sa majú diagnostikovať:
VL 220 kV D-1 Uljanovsk - Zagorodnaja 169 podpier
VL 220 kV D-9 Luzino - Nazyvaevskaya 466 podporuje
VL 220 kV D-13 Tavričeskaja - Moskovka 130 podpier
VL 220 kV D-14 Tavricheskaya - Moskovka 130 podpier
VL 220 kV L-225 Irtyshskaya - Valikhanovo 66 podpier
Celkovo bolo podrobených kontrole 961 železobetónových podpier.
Výsledky prieskumu nadzemných vedení.
Celkovo bolo reálne preskúmaných 1036 medziľahlých železobetónových podpier
VL 220 kV D-1 Uljanovsk - Zagorodnaja 165 podpier
VL 220 kV D-9 Luzino - Nazyvaevskaya 504 podporuje
VL 220 kV D-13 Tavričeskaja - Moskovka 130 podpier
VL 220 kV D-14 Tavricheskaya - Moskovka 130 podpier
VL 220 kV L-224 Irtyshskaya - Mynkul 53 podpier
VL 220 kV L-225 Irtyshskaya - Valikhanovo 52 podpier
Stav otočných stojanov
VL 220 kV D-1 Uljanovsk - Zagorodnaja (165 jednotiek)
54 centrifugovaných drenážov (32,7 %) je v normálnom stave
V pracovných 102 ks. (61,8 %)
V znehodnotených 9 ks. (5,4 %)
VL 220 kV D-9 Luzino - Nazyvaevskaya (506 jednotiek)
260 stojanov na centrifúgy je v normálnom stave (51,4 %)
Pracovných 170 ks. (33,6 %)
V znehodnotených 42 ks. (8,3 %)
V predhavarijnom 34 ks. (6,7 %)
VL 220 kV D-13 Tavričeskaja - Moskovka (130 kusov)
75 stojanov na centrifúgy (57,7 %) je v dobrom stave
V pracovných 48 ks. (36,9 %)
V znehodnotených 5 ks. (3,8 %)
V prípade núdze 2 ks. (1,54 %)
VL 220 kV D-14 Tavricheskaya - Moskovka (130 kusov)
79 stojanov na centrifúgy je v normálnom stave (60,7 %)
V pracovných 39 ks. (30,0 %)
V znehodnotených 11 ks. (8,46 %)
V prípade núdze 1 ks. (0,76 %)
VL 220 kV L-224 Irtyshskaya - Mynkul (53 jednotiek)
37 odstredených stojanov (69,8 %) je v dobrom stave
V pracovných 11 ks. (20,8 %)
V znehodnotených 2 ks. (3,8 %)
V prípade núdze 3 ks. (5,7 %)
VL 220 kV L-225 Irtyshskaya - Valikhanovo (52 jednotiek)
31 stojanov na centrifúgy (59,6 %) je v dobrom stave
V pracovných 18 ks. (34,6 %)
V znehodnotenom 1 ks. (1,9 %)
V prípade núdze 2 ks. (3,8 %)
Záver
Skúmané železobetónové podpery nadzemného vedenia 220 kV podniku Omsk MES Sibír sú v prevádzkovom stave s určitými prevádzkovými odchýlkami v hodnotách kontrolovaných parametrov jednotlivých prvkov od normálneho stavu.
Pri ich skúmaní boli zistené hlavné viditeľné poruchy železobetónových kužeľových a valcových vzpier SK-5, SK-7 a SN-220, z ktorých boli vyrobené železobetónové stožiare väčšiny skúmaných vzdušných vedení:
Lokálne vystavenie výstuže a mierne pozdĺžne praskanie betónu (prevádzkový stav)
Sklony stojanov centrifúg prekračujú prijateľné limity (zhoršený stav)
Prítomnosť priečnych trhlín v betóne nad prípustnú veľkosť (predhavarijný stav).
Prístrojová kontrola však vo viacerých prípadoch nepotvrdila predhavarijné nebezpečenstvo vzniku priečnych trhlín na podperách podpier. V tomto ohľade tie podpery, ktoré majú ešte dostatočné projektové zdroje pre únosnosť betónu a výstuže a ktoré sú uvádzané do predhavarijného stavu len prítomnosťou priečnych trhlín v nebezpečnej časti regálov, menej nákladné opatrenia boli vybrané ako oprava a preventívna údržba. Odporúčané opatrenia pre niektoré z týchto podpier namiesto výmeny ocele: dodatočné ovládanie podmienok 1x za 3 roky, ochrana pred VOS (vplyvy prostredia), inštalácia dočasných kovových obväzov. Na kontrolu správnosti odmietnutia odstredených stojanov železobetónových podpier na základe údajov o inštrumentálnej kontrole ich stavu je žiaduce vykonať mechanické skúšky konečnej nosnosti stojanov v prevádzke. Takéto testy sme už vykonali skôr (príloha 1) a ukázali stupeň nebezpečenstva určitých defektov pre nosnosť regálov.
Podpery, ktoré sú v prevádzkovom stave, vyžadujú podľa Návodu na obsluhu nadzemných vedení kozmetické opravy a podpery, ktoré majú sklon nad prípustnú hranicu (viac ako 3,0 stupňa), sa musia okamžite vyrovnať. V niektorých prípadoch je však vyrovnávanie železobetónových podpier nežiaduce, pretože je viac škodlivé ako dobré. Hovoríme o pôvodne nevertikálnej inštalácii železobetónovej podpery v pripravenej jame. Stáva sa to vtedy, keď odľahčenie trasy trolejového vedenia neumožňuje získať prísnu zvislosť výkopu na osadenie železobetónovej podpery, alebo pri nesprávnom osadení priečnikov (obr. 1). V každom prípade, ak pri výstavbe nadzemného vedenia nie je zabezpečená zvislosť podpery a počas jej prevádzky nedošlo k výraznej zmene hodnoty počiatočného sklonu podpery, potom uvedenie takejto podpery do zvislej polohe, napr. metódou ORGRES, môže viesť k predčasnému vzniku priečnych trhlín na podopretí a zoslabeniu podperného betónu v zóne maximálneho ohybového momentu (obr. 2). V takýchto prípadoch je správnejšie buď zorganizovať pozorovanie naklonených podpier, aby sa určili trendy a miery ich sklonu, alebo podpery znova nainštalovať do novej jamy.
Ryža. 1. Sklon podpery č. 193 pozdĺž nadzemného vedenia 220 kV D-9 "Luzino - Nazyvaevskaya"
Je známe, že náhodné (alebo trvalé) excentricity z vonkajšieho zaťaženia na podpere sú vnímané výstužou železobetónového regálu a samotný betón nesie hlavne tlakové zaťaženie. Preto, pokiaľ je výstuž železobetónového stĺpika schopná poskytnúť predpätie betónu na úrovni výrazne prevyšujúcej medznú silu, ku ktorej dochádza v betóne v dôsledku sklonu stĺpika, podpera je schopná vykonávať svoje pracovné funkcie bez rovnanie.
Je tiež známe, že korózia výstuže pod vrstvou nepoškodeného betónu je nemožná v dôsledku pasivácie jej povrchu pôsobením alkalického roztoku pórov betónu (hodnota pH betónového roztoku je asi 10-12).
Preto, aby sa zachovala dlhodobá prevádzka železobetónovej podpery, ktorá má sklon a hlboké trhliny, je niekedy dôležitejšie obnoviť poškodený betón a zároveň ho chrániť pred vplyvmi prostredia. Napríklad impregnácia jeho povrchu a existujúcich prasklín vysoko priľnavými ochrannými materiálmi (ako je Siberia-ultra) a uzavretie horného otvoru regálu pred vniknutím atmosférickej vlhkosti.
Napríklad v roku 2010 sme skúmali 274 ks. železobetónové podpery trolejového vedenia 220 kV Ťumeň-Tavda (MES západnej Sibíri), postaveného v roku 1964 s použitím valcových odstredených regálov CH-220, pozinkovaných traverz a pozinkovaných kovových krytov pokrývajúcich horný otvor regálu, si takmer úplne zachovali svoju nosnosť (obr. 3). Hoci medzi nimi boli naklonené regály (obr. 4).
Ryža. Obr. 2. Priečne trhliny, ktoré vznikli v betóne šikmého odstredeného stĺpa podpery č. 875 VL 225 v dôsledku jeho napriamenia.
Ryža. 3. Vrch podpery č.45 trolejového vedenia 220 kV Ťumen-Tavda je od výstavby trolejového vedenia krytý pozinkovaným kovovým krytom.
Ryža. 4. Viditeľný je sklon podpery č. 44 trolejového vedenia 220 kV Ťumeň-Tavda.
závery
1. V každom konkrétnom prípade zistenia sklonu železobetónovej podpery, ktorý prekračuje povolenú hranicu, je najprv potrebné zorganizovať jeho monitorovanie, aby sa určili trendy a miery sklonu, ako aj vývoj existujúcich defektov. V prípade nebezpečných trendov alebo ohrození je potrebné podperu buď preinštalovať do novej jamy, alebo ju vymeniť. Podobný prístup je možné aplikovať aj na vzpery, v ktorých ešte nevznikli (nie nebezpečné) priečne trhliny.
2. Predhavarijný stav niektorých rekvizít (menej ako 4,5 % skúmaných) je spôsobený prítomnosťou priečnych trhlín, ktorých vznik je spojený tak s vyrovnaním podpier, ako aj s nadkritickými vonkajšími vplyvmi. Celkovo ide o 42 takýchto stojanov, ktoré je potrebné do roku 2016 vymeniť. Ide o výmenu podperných stĺpov č. 9 na každom 220 kV nadzemnom vedení D-13 a D-14 a podperných stĺpov č. 74, 85, 120, 181 a 183 na nadzemnom vedení 220 kV D-1.
V priebehu roka je potrebné preinštalovať alebo vymeniť podperu č.152 na trolejovom vedení 220 kV D-9 so sklonom nad 7 stupňov a osadiť kovové bandáže na podpery č.172 a 350 tohto vzdušného vedenia v v. zóna ich intenzívneho praskania.
Diagnostika nadzemného vedenia
Nadzemné elektrické vedenie (VL) - zariadenie na prenos a distribúciu elektrickej energie prostredníctvom drôtov umiestnených na čerstvom vzduchu a pripevnených k podperám alebo konzolám a stojanom na inžinierskych konštrukciách pomocou izolátorov a armatúr. Odbočky k vstupom do budov patria VL.
Diagnostika izolátorov. Dôležitým miestom pri zabezpečovaní spoľahlivej prevádzky napájacích zariadení je moderná a kvalitná diagnostika izolácie siete. K dnešnému dňu neexistujú dostatočne spoľahlivé metódy na diaľkovú detekciu chybných izolátorov a technické prostriedky, ktoré umožňujú tieto metódy realizovať. Porcelánové diskové izolátory sú testované s napätím 50 kV priemyselná frekvencia pre 1 min, potom megohmetrom na napätie 2,5 kV meria sa ich odpor, ktorý by mal byť aspoň 300 MOhm. Diagnostika izolátorov v prevádzke sa vykonáva pomocou zariadení na diaľkové ovládanie alebo meracích tyčí (obrázky 2.6 - 2.8). Uvažujme, aké fyzikálne účinky vznikajú v dôsledku použitia vysokého napätia na izolátor. Z teórie je známe, že ak sa na dve elektródy oddelené izolátorom aplikuje dostatočne silné elektrické pole, vytvorí sa na povrchu alebo v tele izolátora elektricky vodivá vrstva, v ktorej vzniká a vzniká elektrický výboj. - streamer. Vznik a vývoj výboja je sprevádzaný tvorbou kmitov v širokom frekvenčnom rozsahu (v infračervenom, t.j. tepelnom, zvukovom, ultrazvukovom frekvenčnom rozsahu, vo viditeľnom spektre a v širokom rozsahu rádiových frekvencií). Je teda zrejmé, že prijímacia časť diagnostického zariadenia by mala detekovať jeden alebo druhý z uvedených dôsledkov vzniku a vývoja streamera. Polymérové izolátory zlyhávajú iným spôsobom ako porcelánové alebo sklenené izolátory a je ťažké určiť stav takýchto izolátorov, ak neexistujú žiadne viditeľné fyzikálne chyby, ako sú praskliny alebo sčernanie.
Na VL 110 kV používajú sa iba závesné izolátory; na VL 35 kV a nižšie možno použiť závesné aj kolíkové izolátory. Keď sa izolátor pokazí v girlande, jeho dielektrická "sukňa" sa zrúti a spadne na zem, ak je sukňa vyrobená zo skla, a keď sa pokazí porcelánový izolátor, sukňa zostane nedotknutá. Preto sú chybné sklenené izolátory viditeľné voľným okom, zatiaľ čo diagnostika zlomených porcelánových izolátorov je možná len pomocou špeciálnych prístrojov, napríklad ultrafialového diagnostického prístroja Filin.
Nadzemné vedenia (VL) prenosu energie s napätím 35 kV a vyššie sú hlavné v systémoch prenosu energie. A preto chyby a poruchy, ktoré sa na nich vyskytujú, vyžadujú okamžitú lokalizáciu a odstránenie. Z analýzy havárií vzdušných vedení vyplýva, že každoročne dochádza k početným poruchám vzdušných vedení v dôsledku zmien vlastností materiálu drôtov a ich kontaktných spojení (CS): deštrukcia drôtov vplyvom korózie a vibrácií, abrázia, opotrebovanie, únava, oxidácia atď. Okrem toho každým rokom rastie počet poškodení porcelánových, sklenených a polymérových izolátorov. Existuje veľa metód a systémov na diagnostiku vyššie uvedených prvkov, sú však zvyčajne prácne, majú zvýšené nebezpečenstvo a navyše vyžadujú odpojenie zariadenia od napätia. Spôsob prieskumu nadzemných vedení vrtuľníkovými hliadkami sa vyznačuje vysokou produktivitou. Za deň práce (5-6 h) sa skúmajú do 200 km linky. Počas hliadok vrtuľníkov sa vykonávajú tieto druhy práce:
Termovízna diagnostika nadzemných vedení, izolátorov, kontaktných spojov a armatúr s cieľom identifikovať prvky vystavené tepelnému ohrevu v dôsledku vznikajúcich defektov (obrázok 5.8);
Ultrafialová diagnostika nadzemných vedení, izolátorov, kontaktných spojení s cieľom zistiť na nich korónové výboje (obrázok 5.10);
Vizuálna kontrola podpier, izolátorov, kontaktných spojení (obrázok 5.9, používa sa videokamera s vysokým rozlíšením).
Použitie termokamier umožňuje výrazne zjednodušiť proces monitorovania stavu zvodičov inštalovaných na nadzemných vedeniach 35, 110 kV. Na základe termogramu je možné určiť nielen fázu zvodiča so zvýšeným vodivým prúdom, ale aj konkrétny chybný prvok, ktorý ovplyvnil rast tohto prúdu. Včasná výmena a oprava chybných prvkov umožňuje pokračovať v ďalšej prevádzke zvodičov.
Využívanie leteckých inšpekcií, ako sa vyvíjajú kontrolné technológie, narastá aj v zahraničí. TVA napríklad pracuje na využití infračervených kamier s vysokým rozlíšením na stabilizovanom závese a kamier DayCor na detekciu koróny na prvkoch trolejového vedenia počas dňa, radar pre
detekcia hnijúcich drevených podpier atď. Tvorba koróny na prvkoch nadzemného vedenia naznačuje skraty, praskliny alebo znečistenie keramických izolátorov alebo prerušenia drôtových prameňov. Koróna produkuje slabé ultrafialové žiarenie, ktoré nie je počas dňa viditeľné. Kamera DayCor vďaka filtru, ktorý prepúšťa len ultrafialové žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok 240 - 280 nm, umožňuje detekovať korónu počas dňa.
Na prevádzkovú diagnostiku stavu tyčových izolátorov a keramiky vysokonapäťových vývodiek sa používa malorozmerné prenosné vibrodiagnostické zariadenie "Ajax-M". Na získanie diagnostických informácií sa na topánku nosného izolátora aplikuje náraz, po ktorom sa v ňom vybudia rezonančné kmity. Parametre týchto kmitov súvisia s technickým stavom izolantu. Výskyt defektov akéhokoľvek typu vedie k zníženiu frekvencie rezonančných kmitov a zvýšeniu rýchlosti ich rozpadu. Aby sa eliminoval vplyv rezonančných vibrácií konštrukcií spojených s izolátorom, vibrácie sa zaznamenávajú po dvoch nárazoch - na hornú a dolnú obuv izolátora. Na základe porovnania spektier rezonančných kmitov pri dopade na hornú a spodnú časť izolantu sa vykoná posúdenie technického stavu a hľadanie závad.
Pomocou prístroja Ajax-M je možné diagnostikovať stav nosnej izolácie a hľadať nasledovné typy porúch: prítomnosť trhlín v keramike izolantu alebo miesta, kde je keramika zapustená v podporné topánky; prítomnosť pórovitosti v keramike izolátora; stanovenie koeficientu technického stavu izolantu. Podľa výsledkov diagnostiky sa určujú kategórie stavu izolátora - „vyžaduje výmenu“, „vyžaduje dodatočnú kontrolu“ alebo „dá sa ovládať“. Zaznamenané parametre stavu izolátora je možné zapísať do dlhodobej pamäte zariadenia a neskôr do pamäte počítača na uloženie a spracovanie. Pomocou doplnkového programu je možné vyhodnocovať zmenu parametrov izolantu od merania po meranie. Pomocou zariadenia je možné vykonať diagnostiku stavu izolátorov takmer akéhokoľvek typu a značky.
Na posúdenie stavu ventilové poistky
meranie odporu;
meranie vodivého prúdu pri usmernenom napätí;
meranie prierazného napätia;
termovízne ovládanie.
Na posúdenie stavu zvodičov prepätia používajú sa tieto testy:
meranie odporu;
meranie kondukčného prúdu;
termovízne ovládanie.
Diagnostika drôtov. Na identifikáciu možných problémových oblastí na elektrických vedeniach v dôsledku vibrácií sa používa zariadenie na monitorovanie a analýzu vibrácií vodičov elektrického vedenia. Zariadenie vám umožňuje na mieste v reálnych poveternostných podmienkach vyhodnotiť vibračné charakteristiky elektrických vedení s rôznymi konštrukciami, napätím drôtov a technickou podporou, aby ste určili nominálnu životnosť drôtov vystavených vibráciám. Prístroj je vibračný prístroj používaný v teréne na monitorovanie a analýzu vibrácií nadzemných elektrických vedení spôsobených vetrom. Meria frekvencie a amplitúdy všetkých vibračných cyklov, ukladá údaje do matice s vysokým rozlíšením a spracováva výsledky tak, aby poskytoval odhad priemernej životnosti.
skúmané drôty. Metódy merania a vyhodnocovania vychádzajú z medzinárodného štandardu IEEE a z postupu CIGRE. Zariadenie môže byť inštalované priamo na vodič v blízkosti akéhokoľvek typu svoriek. Prístroj sa skladá z kalibrovaného držiaka snímača lúča prichyteného na drôtenú svorku, ktorá nesie krátke valcové telo. Snímací prvok v kontakte s drôtom prenáša pohyb na snímač. Vo vnútri puzdra je mikroprocesor, elektronický obvod, napájací zdroj, displej a snímač teploty. Pomocou amplitúdy ohybu ( Yb) ako merací parameter na vyhodnotenie intenzity vibrácií drôtu je dobre známa prax. Meranie diferenciálneho offsetu pri 89 mm z posledného bodu kontaktu medzi drôtom a kovovou závesnou svorkou je východiskovým bodom pre štandardizáciu IEEE meraní vibrácií drôtu. Senzor je konzolový lúč, ktorý sníma ohyb drôtu v blízkosti závesných alebo hardvérových svoriek. Pre každý cyklus vibrácií generujú tenzometre výstupný signál úmerný amplitúde ohybu drôtu. Údaje o frekvencii a amplitúde vibrácií sú uložené v matici amplitúdy/frekvencie podľa počtu udalostí. Na konci každého monitorovacieho obdobia vstavaný mikroprocesor vypočíta index nominálnej životnosti drôtu. Táto hodnota sa uloží do pamäte, po ktorej sa mikroprocesor vráti do čakacieho režimu na ďalšie spustenie. K mikroprocesoru je možné priamo pristupovať z akéhokoľvek I/O terminálu alebo počítača cez komunikačnú linku RS-232.
Defektoskopia vodičov a káblov ochrany pred bleskom nadzemných elektrických vedení. Spoľahlivosť nadzemných vedení závisí od pevnosti oceľových lán používaných ako prúdové, nosné prvky v kombinovaných drôtoch, kábloch na ochranu pred bleskom a lankách. Kontrola technického stavu vzdušného vedenia a jeho prvkov je založená na porovnaní zistených závad s požiadavkami noriem a tolerancií uvedenými v projektových materiáloch skúmaného vzdušného vedenia, v štátnych normách, PUE, SNiP, TU. a ďalšie regulačné dokumenty. Stav vodičov a káblov sa zvyčajne posudzuje vizuálnou kontrolou. Táto metóda vám však neumožňuje zistiť prerušenia vo vnútri drôtov. Pre spoľahlivé posúdenie stavu vodičov a káblov nadzemných vedení je potrebné použiť nedeštruktívnu inštrumentálnu metódu pomocou defektoskopu, ktorá umožňuje určiť stratu ich prierezu aj vnútorné prerušenia vodičov.
Tepelná metóda na diagnostiku VL. Odhaliť únik tepla a zabrániť havárii spojenej s prehriatím na nadzemných vedeniach je možné už v najskorších štádiách jeho vzniku. Na tento účel sa používajú termokamery alebo pyrometre.
Hodnotenie tepelného stavu prúdových častí a izolácie nadzemných vedení v závislosti od podmienok ich prevádzky a konštrukcie sa vykonáva:
Podľa normalizovaných teplôt vykurovania (prekročenia teploty);
Nadmerná teplota;
Dynamika zmeny teploty v čase;
So zmenou zaťaženia;
Porovnaním nameraných hodnôt teploty v rámci fázy, medzi fázami, so známymi dobrými oblasťami.
Hraničné hodnoty teploty vykurovania a jej prekročenia sú uvedené v regulačných smerniciach RD 153-34.0-20363-99 „Základné ustanovenia metodiky infračervenej diagnostiky elektrických zariadení a nadzemných vedení“, ako aj v „Návode pre infračervenú diagnostiku nadzemných elektrických vedení“.
Pre kontakty a kontaktné spojenia sa výpočty vykonávajú pri zaťažovacích prúdoch (0,6 - 1,0) ja nom po príslušnom prepočte. Prepočet prebytku nameranej hodnoty teploty na normalizovanú sa vykonáva na základe pomeru:
, (2.5)
kde ∆ T nom - zvýšenie teploty pri jažiadne M;
Δ T slave - zvýšenie teploty pri ja otrok;
Pre kontakty pri zaťažovacích prúdoch (0,3 - 0,6) ja Nominálne hodnotenie ich stavu sa vykonáva podľa prekročenia teploty. Ako štandard sa používa hodnota teploty prevedená na 0,5 jažiadne M. Na prepočet sa používa pomer:
, (2.6)
kde: Δ T 0,5 - nadmerná teplota pri zaťažovacom prúde 0,5 jažiadne M.
Termovízna kontrola zariadení a častí pod prúdom pri zaťažovacích prúdoch nižších ako 0,3 ja nom nie je účinný na zistenie defektov v ranom štádiu ich vývoja. Poruchy zistené pri špecifikovanom zaťažení treba pripísať poruchám v havarijnom stupni poruchy. A malá časť defektov by mala byť pripísaná defektom s rozvíjajúcim sa stupňom zlyhania. Je potrebné poznamenať, že na nepriamo prehriatych povrchoch zariadení sa nevyhodnocuje miera porúch. Nepriame prehriatie môže byť spôsobené skrytými poruchami, ako sú praskliny, vo vnútri izolátorov odpojovača, ktorých teplota sa meria zvonku a často sú chybné časti vo vnútri objektu veľmi horúce a veľmi spálené. Zariadenia s nepriamym prehriatím by sa mali vzťahovať na druhý alebo tretí stupeň prehriatia. Posúdenie stavu spojov, zváraných a lisovaných, by sa malo vykonávať podľa nadmernej teploty.
Kontrola všetkých typov vodičov nadzemných elektrických vedení metódou tepelného zobrazovania sa vykonáva:
Novouvedené vzdušné vedenia - v prvom roku ich uvedenia do prevádzky pri aktuálnom zaťažení minimálne 80%;
Nadzemné vedenia pracujúce s maximálnym prúdovým zaťažením alebo zásobujúce kritických spotrebiteľov alebo pracujúce v podmienkach zvýšeného znečistenia ovzdušia, veľkého zaťaženia vetrom a ľadom - ročne;
Nadzemné vedenia, ktoré sú v prevádzke 25 rokov alebo viac, s odmietnutím 5% kontaktných spojení - najmenej 1 krát za 3 roky;
Zvyšok VL - najmenej 1 krát za 6 rokov.
Ultrazvuková diagnostika nadzemných vedení. Posúdenie stavu železobetónových podpier ultrazvukovým prístrojom na meranie povrchu. Neustále sledovanie stavu podpier trolejového vedenia nielen predchádza nehodám, ale tiež výrazne zvyšuje ziskovosť prevádzky elektrických sietí, pričom opravuje iba tie podpery, ktoré je skutočne potrebné opraviť alebo vymeniť. Značný podiel trolejového vedenia u nás aj v zahraničí tvorí železobetón. Bežným typom železobetónovej podpery je stĺp vo forme hrubostennej rúry vyrobený odstredením. Betón regálu vplyvom klimatických faktorov, vibrácií a pracovného zaťaženia mení svoju štruktúru, praská, dochádza k rôznym poškodeniam a v dôsledku toho regál postupne stráca svoju nosnosť. Preto na určenie potreby výmeny stojana sú potrebné pravidelné kontroly všetkých stojanov elektrických sietí. Takéto prieskumy tiež zabraňujú zbytočnému odmietnutiu podpory.
Možnosť objektívneho posúdenia únosnosti odstredených železobetónových pilierov vychádza zo skutočnosti, že so zmenou štruktúry betónu a výskytom defektov v ňom sa zhoršuje pevnosť betónu, čo sa prejavuje poklesom rýchlosť šírenia ultrazvukových vibrácií. Okrem toho v dôsledku konštrukčných prvkov stojanov a charakteru zaťaženia na nich nie sú zmeny vlastností betónu v smere pozdĺž stojana a naprieč stojanom rovnaké: rýchlosť ultrazvuku v priečnom smere klesá s časom rýchlejšie. , čo sa zjavne dá vysvetliť zvýšením koncentrácie mikrotrhlín s prevažne pozdĺžnou orientáciou. Zmenou hodnôt rýchlostí šírenia ultrazvuku pozdĺž a naprieč stojanom počas jeho prevádzky, ako aj ich pomerom, je možné posúdiť stupeň straty únosnosti stojana a rozhodnúť o jeho výmene.
Strata únosnosti podpory kontaktnej siete elektrifikovanej železnice môže viesť k veľmi vážnemu nešťastiu so smrťou ľudí. Viac ako polovica stožiarov kontaktnej siete železníc u nás i v zahraničí je železobetónových. Základom takejto podpery je stojan vo forme hrubostennej rúry s vonkajším priemerom 300 - 400 mm, vyrobený odstreďovaním. Betón regálu vplyvom klimatických faktorov, vibrácií a pracovného zaťaženia mení svoju štruktúru, praská, dochádza k rôznym poškodeniam a v dôsledku toho regál postupne stráca svoju nosnosť. Preto na určenie potreby výmeny regálu sú potrebné pravidelné kontroly všetkých regálov určitého úseku cesty. Takéto kontroly tiež zabraňujú zbytočnému odmietnutiu podpory.
Možnosť objektívneho posúdenia únosnosti odstredených železobetónových pilierov je založená na znížení rýchlosti šírenia ultrazvukových vibrácií v betóne pri výskyte defektov v ňom. Okrem toho v dôsledku konštrukčných prvkov stojanov a charakteru zaťaženia na nich nie sú zmeny vlastností betónu v smere pozdĺž a naprieč stojanom rovnaké: rýchlosť ultrazvuku v priečnom smere klesá rýchlejšie. čas, ktorý možno zjavne vysvetliť zvýšením koncentrácie mikrotrhliniek s prevažne pozdĺžnou orientáciou. Zmenou hodnôt rýchlostí šírenia ultrazvuku pozdĺž a naprieč stojanom počas jeho prevádzky, ako aj ich pomerom, je možné posúdiť stupeň straty únosnosti stojana a rozhodnúť o jeho výmene.
V praxi prevádzkovania železníc v Rusku sa v posledných rokoch používala pomerne jednoduchá metóda na posúdenie únosnosti odstredených železobetónových stožiarov podpier kontaktnej siete na základe meraní rýchlosti šírenia pozdĺžnych ultrazvukových vĺn v tele. tyče v pozdĺžnom a priečnom smere. Táto technika bola vyvinutá na VNIIZhT ako výsledok dlhoročného výskumu pevnosti betónu v pilieroch a jej vzťahu k rýchlosti ultrazvuku. Ultrazvukový tester UK1401 sa používa ako hlavný merací nástroj pri kontrole podpier, určený na meranie času a rýchlosti šírenia pozdĺžnych vĺn v pevných materiáloch s povrchovou sondou pri konštantnej základni 150 mm. Tester (foto 1) je malorozmerná (držaná v ruke) elektronická jednotka s digitálnym ukazovateľom výsledkov merania a dvoma ultrazvukovými meničmi so suchým akustickým kontaktom zabudovaným v tele.
Podpora ultrazvukovej kontroly sa vykonáva plošným sondovaním materiálu regálu v dvoch na seba kolmých smeroch (naprieč a pozdĺž osi regálu) na jednom alebo viacerých jeho miestach, v závislosti od druhu a stupňa jeho poškodenia. Spôsob povrchového ozvučenia umožňuje ovládanie na akomkoľvek mieste stojanov. Počas kontroly sa vykonajú tri merania doby šírenia ultrazvuku medzi prevodníkmi testera v každom smere a zistia sa priemerné hodnoty týchto meraní. Použitie odčítania času namiesto rýchlosti je metodicky pohodlnejšie. Podľa získanej priemernej hodnoty doby šírenia ultrazvuku v priečnom smere („indikátor P1“) a vo vzťahu k dobe šírenia ultrazvuku v pozdĺžnom smere („index P2“) sa vypočíta skutočná únosnosť podpery. sa odhaduje. Na základe nahromadených skúseností s hodnotením stavu podpier rôznych typov podpôr boli stanovené limitné hodnoty ukazovateľov P1 a P2, po dosiahnutí ktorých je potrebné podpery vymeniť.
Na obr. Obrázok 2 zobrazuje polohy zariadenia UK1401 počas ovládania opornej nohy. Inštalačné body snímačov testovacieho zariadenia pri snímaní cez stojan sú zvolené tak, aby pozdĺžne trhliny, ak nejaké existujú, neprechádzali bližšie ako 30 mm k žiadnemu z prevodníkov a v dráhe vĺn nebola jediná trhlina. medzi prevodníkmi. Pri pozdĺžnom sondovaní regálu na rovnakom mieste je zariadenie umiestnené medzi zväzky pozdĺžnej výstuže, aby sa minimalizoval jeho vplyv na výsledok merania. Na určenie polohy výstuže sa používa elektromagnetické meracie zariadenie ochrannej vrstvy betónu. Merania sa spravidla vykonávajú na miestach, kde je regál najviac zaťažený, napríklad zo strany koľaje.
Samotný proces kontroly, ak neberiete do úvahy obhliadku regálu a výber meracích miest, trvá niekoľko minút. Na vybranom mieste je zariadenie vo vodorovnej polohe pritlačené k stojanu na 10-15 s, potom sa výsledok merania odčíta z indikátora a zaznamená sa do tabuľky. Tieto kroky sa zopakujú dvakrát a zariadenie sa znova pripojí k stojanu. Potom sa získajú tri výsledky s vertikálnym usporiadaním zariadenia a tiež sa zapíšu do tabuľky. Vypočítajú sa ukazovatele P1 a P2 a vyhodnotí sa stav stojana.
V súčasnosti sa pripravuje výroba modernizovanej verzie ultrazvukového testera (defektoskopu) UK1401, ktorý automaticky vypočíta priemerné hodnoty doby šírenia ultrazvuku pri viacerých meraniach, indikátory P1 a P2 a porovná ich s príslušným limitom. hodnoty na získanie záveru o vhodnosti podpory pre ďalšiu prevádzku.
