Оценка прочности металла по механическим характеристикам его поверхностного слоя. Организация контроля качества на заводах изготовителях строительных конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка прочности металла по механическим характеристикам его поверхностного слоя

К числу механических неразрушающих методов испытаний относятся :

ь метод местных разрушений (связан с определенным ослаблением несущей способности конструкций),

ь метод пластических деформаций,

ь метод упругого отскока.

Наиболее полную информацию о прочностных свойствах материалов конструкций дает лабораторное испытание образцов, изъятых из тела конструкций.

При определении прочности бетона используются приборы статического действия, типа Штампа НИИЖБ и прибора М. А. Новгородского, и ударного, к числу которых относится прибор К. П. Кашкарова.

Рис.1.1,а. Схема прибора Штампа НИИЖБ, разработанного Г. К. Хайдуковым, А. И. Годером и Д. М. Рачевским.

Принцип действия: между испытуемой поверхностью 1 и штампом 3 прокладывается лист белой бумаги и лист копировальной бумаги 2 так, чтобы на белой бумаге оставался отпечаток штампа при его вдавливании в тело бетона опертым на металлическую скобу 5 гидравлическим домкратом 4.

По диаметру отпечатка с помощью градуировочной кривой (рис. 1.1,б) в зависимости от радиуса штампа г и соответствующей силы Р вдавливания определяют класс бетона

(кривая 6--г =10 мм, Р = 22 кН;

кривая 7--г = 14 мм, Р=20 кН;

кривая 8--г = = 24 мм, Р=16 кН).

Рис.1.2,а. Схема молотка К. П. Кашкарова

Внутри головки молотка 1 имеется полый стакан 3 и пружина 7 (рис. 1.2,б). Эталонный стержень 4 имеет диаметр 10 или 12 мм и длину 100 -- 150 мм.

Изготовлен он из круглой прутковой стали марки ВСтЗсп2 или ВСтЗпс2 с временным сопротивлением разрыву 420 -- 460 МПа.

Удар молотком 1 наносят, держа его за ручку 2, перпендикулярно поверхности бетона 6, диаметр отпечатка на бетоне dб при этом должен составить 0,3 -- 0,7 диаметра стального шарика 5, а наибольший диаметр отпечатка dэ не должен быть менее 2,5 мм. Расстояние между лунками отпечатков должно быть не менее 30 мм, а на поверхности эталонного стержня не менее 10 мм. После каждого удара эталонный стержень смещается на величину более 10 мм. Количество испытаний на каждом участке конструкции не должно быть менее 5. Удары следует наносить через листы копировальной и белой бумаги, чтобы погрешность измерения диаметров отпечатков не превышала 0,1 мм. Для повышения точности измерений можно применять микроскопы с делением не менее 0,01 мм.

В зависимости от отношения dб / dэ по градуировочной кривой (рис. 1.3), определяется прочность бетона, если он испытывается в возрасте 28 сут. при его влажности 2 -- 6%.

В противных случаях прочность бетона на сжатие R находится по формуле :

где -- коэффициент, учитывающий влажность бетона;

-- коэффициент, учитывающий возраст бетона.

Определение коэффициентов производится по графикам (рис. 1.4, а и б).

Для повышения точности результатов определения прочности при работе с прибором рекомендуется уточнять необходимое количество отпечатков по формуле:

где - максимальное, минимальное и среднее значения предела прочности;

-- коэффициент, определяемый в зависимости от числа полученных отпечатков п.

Погрешность определения прочности бетона на сжатие эталонным молотком составляет 10 -- 15%. Для определения диаметра отпечатка на бетоне и эталонном стерж.не может быть применен угловой шаблон (рис. 1.5), позволяющий измерять диаметр с точностью до 0,1 мм.

Шаблон изготовляют из двух стальных измерительных линеек. Концы линеек стачивают так, чтобы взаимному их соприкосновению соответствовала метка, равная 10 мм. Расстояние между линейками, соответствующее 20 см, должно быть равно 10 мм. При измерении отпечатков на бетоне угловой шаблон надвигают поперек большей оси отпечатка так, чтобы края отпечатка совпадали с внутренними гранями линеек на одних и тех же делениях. Из зафиксированного деления вычитается нулевой отсчет, равный 100 мм, который затем делится на 10, в результате чего получается искомый диаметр отпечатка.

Метод упругого отскока основан на существовании зависимости между параметрами, характеризующими упругие свойства материала, и параметрами, определяющими прочность на сжатие.

Существуют два принципа построения приборов:

1 - основан на отскакивании бойка от ударника-наковальни, прижатого к поверхности испытуемого материала,

2 - на отскакивании от поверхности испытуемого материала.

Первый принцип реализован в молотке Шмидта, получившем широкое распространение за рубежом (рис. 1.6,а).

Основной частью прибора является полый цилиндр, внутри которого находится спиральная пружина 2. Внутри пружины помещен металлический стержень, вдоль которого перемещается боек 3. Прибор заканчивается ударником /. Когда боек занимает правое положение, фиксируемое защелкой 7, он растягивает пружину 2 и сжимает возвратную пружину 9.

прочность бетон испытание конструкция

При проведении испытаний прибор устанавливают перпендикулярно испытуемой поверхности, предварительно нажав на кнопку включения 11 для вывода ударника и захвата бойка держателем 6. После этого плавно нажимая на ручку 10 корпуса прибора, втапливают ударник в корпус. При этом ударная пружина растягивается. В тот момент, когда держатель достигнет упорного болта 8, освободится головка бойка и последний под действием ударной пружины придет в соприкосновение с ударником и отскочит на расстояние, фиксируемое указателем 4 по шкале 5. До удара боек находится в левом положении, после удара -- в правом.

Если наконечник ударника выполнен в виде колпачка из закаленной стали (рис. 1.6, б), то прочность бетона определяется по величине отскока, если же колпачек (рис. 1.6, в) заканчивается стальным шариком 12, то фиксируется диаметр отпечатка d. Наконечники являются съемными, что позволяет определять прочность бетона на сжатие Rсж по двум показателям: высоте отскока h и диаметру отпечатка d.

При испытаниях бетона удары наносятся не ближе 20 мм в осях и не менее 55 мм от оси ударника до края изделия.

Схема прибора склерометра Б. Б. Ужполявичюса (рис. 1.7).

Склерометр состоит из цилиндрического корпуса 12, к передней части которого при помощи рабочей пружины 3 крепится стальной стержень-ударник 14 из закаленной стали. В корпусе склерометра свободно скользит направляющая труба 13, которая соединена с корпусом пружиной 2, выталкивающей трубу из корпуса. Направляющая труба упирается в поверхность бетона упором 15. К трубе шарнирно прикреплена защелка 10. Торцы закрыты передней 1 и задней 8 крышками.

При определении твердости труба 13 прижимается пружиной 2 к поверхности бетона. Для вытяжения рабочей пружины 3 и возвратной пружины 2 смещают корпус от поверхности до момента захвата ударника защелкой 10. Затем корпус плавно смещают по направлению к испытуемой поверхности. При этом растягивается ударная пружина 3. Когда защелка 10 соприкоснется с задним кольцом 9, ударник освободится от закрепления, после этого ударник взаимодействует с поверхностью и отскакивает от нее на расстояние h, а указатель отскока 5 фиксирует значение этого расстояния. Указатель 5 перемещается по направляющему стержню 6, а пружина указателя 4 входит в контакт с возвратным кольцом 7.

(АЦПМ) Склерометр с магнитоупругим преобразователем и аналого цифровой преобразователь с микропроцессором (рис.1.8).

При взаимодействии ударника 10 с поверхностью бетона, в которую уперто опорное кольцо 1, вырабатывается электрический сигнал, передаваемый 6 на аналогово-цифровой преобразователь с микропроцессором. Противовес 5 включен в схему склерометра с целью снижения зависимости сигнала от угла наклона оси склерометра к горизонтали при нанесении удара. Постоянство силы удара обеспечивается системой, состоящей из упругой пружины 3 и упора 4, управляемых курком 8 и зацепной пружиной 9, находящихся в цилиндре 2. Прибор снабжен ручкой 7.

АЦПМ состоит из измерительного блока, блока процессора, блока клавиатуры и индикации. Он выполнен в виде переносного прибора с автономным питанием от аккумуляторной батареи. Масса прибора не более 3 кг, габарит 100*180*370 мм. Погрешность измерения выходного сигнала от склерометра не более 2%. В память прибора предварительно вводят параметры градуировочной кривой, минимальное значение прочности и максимальное допустимое значение коэффициента изменчивости. На цифровом индикаторе высвечиваются число контролируемых участков на конструкции, средняя прочность бетона в конструкции и коэффициент вариации прочности.

Организация контроля качества на заводах изготовителях строительных конструкций

На заводах железобетонных (ЗЖБК) и металлических конструкций (ЗМК) контроль качества продукции осуществляется отделом технического контроля (ОТК), а также руководителями производственных подразделений (рис.2.1, рис.2.2).

Рис.2.1 Технический контроль качества на ЗМК (схема организации контроля)

Рис.2.2 Технический контроль качества на ЗЖБК (схема организации контроля)

Такой контроль охватывает все этапы производственного процесса:

ь контроль качества исходных материалов,

ь выполняемых работ (или пооперационный контроль),

ь готовой продукции.

При этом контролю подвергаются не только объекты труда (материалы, детали, конструкции и т. д.), но и заводское оборудование, параметры технологических процессов, организация складирования и хранения материалов и изделий.

Перед началом работ, непосредственно связанных с изготовлением конструкции, необходимо проверить наличие нормативной и технологической документации, измерительного инструмента, состояние технологического оборудования, квалификацию рабочих, которые будут участвовать в изготовлении конструкции.

Выборочный контроль качества отдельных производственных операций производится сотрудниками ОТК и мастерами. Готовая продукция полностью проверяется мастером, и, после устранения недостатков, представляется акт приемки.

На сборочных работах контролируются:

ь соответствие последовательности выполнения технологических операций технической документации;

ь соответствие геометрических размеров проекту конструкции;

ь совмещение плоскостей деталей соединяемых встык;

ь соблюдение допусков на разброс между деталями;

ь установка выводных планок;

ь размеры и расположение прихваток;

ь качество сварочных материалов.

Существенным моментом является проверка качества сварных соединений. В зависимости от назначения сварных соединений они проверяются только на прочность (балки, фермы) или же на прочность и плотность (резервуары, трубопроводы).

Прочностные швы подвергаются внешнему осмотру, проверке их размеров, а также контролю одним из физических неразрушающих методов, кроме того, проводятся испытания образцов-свидетелей. Плотнопрочные швы дополнительно проверяются смачиванием керосином, вакуумированием, воздушным и гидравлическим давлением. Следует отметить, что все швы должны быть подвергнуты осмотру и замерам.

В качестве физических методов контроля сварного соединения применяют рентгенографирование, радиографирование и ультразвуковой контроль.

В настоящее время наибольшее применение получило рентгеновское просвечивание :

ь пакеты с пленкой помещают под полотнищем, для чего устроен специальный приямок,

ь рентгеновские головки помещаются поверх контролируемой секции.

При изготовлении рулонированных конструкций из высокопрочной стали и полотнищ для изотермических хранилищ примененяют автоматизированные методы контроля: использование рентгенотелевизионных установок, электрорентгенографических методов, установок для механизированного ультразвукового контроля сварных соединений.

Технология изготовления рулонированных полотнищ предусматривает обеспечение правильной геометрической формы полотнищ. Отклонения размеров готовых полотнищ устанавливается в зависимости от длины, ширины и способа сварки рулонируемого полотнища.

Размещено на Allbest.ru