Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Точная диагностика

  Все выпуски  

TD.RU : Техническая диагностика и неразрушающий контроль


Информационный Канал Subscribe.Ru


О портале TD.RU

Публикация материалов на TD.RU

Теги разметки на TD.RU

Обратная связь!

Новый сервис TD.RU - Дискуссионная рассылка

Главная страница

Архив

НОВОСТИ ТД и НК

Научная и техническая информация

Неспециалистам. Популярно о ТД и НК

Нормативные и методические документы

Научно-техническая, учебная и справочная литература

Периодические издания и литература

Научно-технические выставки, конференции и семинары

Предприятия и организации

РОНКТД


Здравствуйте, уважаемые подписчики рассылки "TD.RU : Техническая диагностика и неразрушающий контроль".

Сегодня в выпуске:


Дефектономия, как новый подход к снижению техногенной опасности объектов транспорта

Жуков Сергей Валентинович,
Копица Наталья Николаевна.
ООО «Институт «ДИМЕНСтест»

 

Рассмотрена концепция перехода от дефектоскопии и дефектометрии к дефектономии.

В плане защиты населения от последствий техногенных аварий и природных катастроф объекты транспортной инфраструктуры являются одними из самых важных.  Техническая надежность и долговечность таких объектов в обычных и нештатных условиях эксплуатации формируется на всех стадиях их жизненного цикла: при проектировании, возведении, эксплуатации, реконструкции и капитальном ремонте. На каждом таком этапе прямо или косвенно ставится задача оценки текущего технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса. Разумеется, что подходы к решению этих задач специфичны для каждого этапа жизненного цикла объекта: от математического моделирования до прямых физических методов испытаний.

Современная концепция обеспечения технической надежности и долговечности объектов транспортной инфраструктуры, как и в других отраслях, базируется на тех или иных принципах теории идентификации. Суть этих принципов применительно к стадиям использования объекта по назначению (с момента реализации проекта до гибели объекта)  сводится к минимизации отклонений некоторого комплекса параметров объекта от соответствующих параметров модели (проекта). При этом модель признается абсолютно точной, а практически любое отклонение параметров в реальном объекте – дефектом. Например, до недавнего времени, по-сути, постулатом рассматривалось требование «равнопрочности сечений». Совершенно очевидно, что любой разрыв сплошности приводит к уменьшению сечения, а при простейшем способе расчета – к снижению прочности этого сечения. Именно поэтому десятилетиями развивалось направление обнаружения дефектов в виде разрывов сплошности и инородных включений – дефектоскопия. Поскольку бездефектных реальных тел не бывает, а влияние вероятных дефектов на объект можно было оценить лишь статистическими методами на стадии проектирования, в методах расчета широко применялись так называемые «коэффициенты запаса». Не сложно показать, что при таком подходе заданная надежность и другие показатели функционирования конструкции обеспечиваются только за счет материалоемкости и стоимости продукции.

С развитием техники и ростом требований к функционально-стоимостным критериям оценки качества продукции возросла актуальность оптимизации её функционально-стоимостных характеристик. Очевидным направлением решения задачи стало совершенствование методов дефектоскопии в части возможностей измерения размеров и координат дефектов. Соответствующее направление получило наименование – дефектометрия. В настоящее время наиболее совершенные средства обнаружения дефектов являются не дефектоскопами, а дефектомерами. В отдельных производствах с жестким технологическим режимом внедрение дефектометрии действительно привело к некоторому улучшению функционально-стоимостных показателей продукции.

Однако, анализ показывает, что несмотря на то, что в последние годы наиболее ответственные организации транспортной инфраструктуры и, прежде всего, трубопроводного и железнодорожного транспорта, затрачивают огромные средства на техническое оснащение подразделений самыми современными средствами дефектоскопии, а технический контроль  жестко регламентируется надзорными органами, техногенные аварии продолжаются. Более того, усиление контроля за графиком проведения и результатами дефектоскопических работ позволило выявить ситуации, когда аварии происходили сразу после плановой дефектоскопии объектов, при которой никаких дефектов обнаружено не было. Известны и другие ситуации, когда забракованный по действующим нормам объект показывал превосходные результаты при испытаниях. Как пропуски дефектов, так и ложные тревоги наносят значительный ущерб экономике.

Налицо противоречие между опасным уровнем техногенных аварий, т.е. недостаточной надежностью объектов, с одной стороны, и высоким уровнем развития методов и средств дефектоскопии и дефектометрии, квалификацией персонала, а также методов расчета конструкций, с другой стороны.

На основании изложенного можно утверждать, что проблема оценки текущего технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса любых инженерных конструкций является весьма актуальной.

            Между тем, причина сложившейся ситуации весьма проста. Ограничимся элементами классической теории сопротивления материалов.

            Рассмотрим один из механизмов разрушения конструкции. Он состоит в возникновении и развитии трещины до момента разделения конструкции на части. Дефектоскопия позволяет обнаружить трещины достаточно малых размеров, дефектометрия, кроме того, измерить ее размеры и другие пространственные параметры. Нормативная база классифицирует по этим показателям опасность обнаруженной трещины. Но, во-первых, трещина уже существовала до проведения контроля, то есть получены апостериорные знания. Во-вторых, всем специалистам известно, что имеется достаточно высокая вероятность того, что трещина не будет развиваться (пример – трещины стресс-коррозии). В-третьих, один из методов «лечения» трещины заключается в засверливании ее вершины, то есть в создании дефекта многократно большего размера.  То есть современная нормативная база и возможности дефектоскопии не всегда являются гарантией правильной классификации опасности проверенного участка конструкции.

            С другой стороны, физика твердого тела прямо указывает на опасные дефекты, размеры и пространственное положение которых не могут быть установлены самыми совершенными производственными дефектоскопами.

            Ответ прост. Согласно классической теории сопротивления материалов необходимыми и достаточными условиями рассмотренного вида разрушения твердого тела является наличие местной концентрации механических напряжений и высокий градиент разности главных механических напряжений. При этом зарождение дефекта происходит в точке концентрации напряжений, а его развитие – в направлении градиента. Если нет концентратора или нет достаточно высокого градиента напряжений трещина не рождается и не развивается. Если дефект есть, но нет высокого градиента напряжений, трещина не развивается. При наличии названных условий в точке, где на данный момент нет дефекта (разрыва сплошности металла), дефект непременно появится в ближайшем будущем, что и наблюдается на практике.

            Таким образом, для гарантии безопасной работы конструкции требуется не констатация (наблюдение) наличия дефекта, а знание условий, в которых находится исследуемая точка конструкции. В этом и состоит суть дефектономии.

          Далее... | Научно-технические статьи и публикации

С уважением,
проф. Эдди Каррент
-----------------------------
http://www.td.ru
e-mail: eddyc@td.ru

Copyright (c)  www.td.ru,  Институт "ДИМЕНСтест", 1997-2004.



http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru
Отписаться
Убрать рекламу


В избранное