Методи виявлення тріщин металоконструкцій
На практиці в процесі експертного обстеження застосовуються такі 4 методи:
- візуальний;
- метод простукування;
- метод гасової проби;
- ультразвуковий метод (УЗК).
В окремих випадках використовується рентгенівський метод.
Візуальний метод
Проводиться ретельний огляд металоконструкцій (може використовуватися 6-ти або 10-ти кратна лупа). Дозволяє виявити тріщини шириною понад 0.1 мм.
Метод простукування
У зоні передбачуваної тріщини завдають легкого удару молотком по металоконструкції. За наявності тріщини звук удару стає глухішим. Цим методом перевіряють стан вагонних буксів. Метод примітивний, але надійний.
Метод гасової проби (кольоровий метод)
Місце гаданої тріщини зачищають до блиску, змочують гасом і витирають насухо ганчіркою. Потім поверхню покривають шаром крейди (крейдову водну суспензію наносять пензлем і насухо сушать); тріщина проявляється при обстукуванні поверхні молотком та видаленні крейди м'якою щіткою.
Де тріщина, крейда "влипне" і стане чорною смугою.
Ультразвуковий метод (інструментальний метод)
Людське вухо здатне вловлювати звукові коливання з частотою від 20 Гц до 18 кГц (менше 20 Гц - інфразвукові коливання, вище 18 кГц - ультразвукові, вухом не сприймається. Частота биття серця 9 Гц, збіг з цією частотою може привести до смерті людини).
Ультразвукові хвилі за властивостями мають схожість зі світлом (світловими хвилями), тобто. поширюючись в пружних середовищах можуть аналогічно світла відбиватися, заломлюватися, розсіюватися та поглинатися. Саме ці властивості ультразвуку покладені в основу принципу роботи ультразвукової дефектоскопії.
Корозійне ушкодження металоконструкцій
Корозію у світі називають «червоним мародером». Щорічні збитки від корозії у США становлять 70 млрд. доларів (кілька Чорнобильських аварій), у СНД кожна 10 доменна піч працює на поповнення втрат від корозії.
Негативні наслідки корозії металоконструкції
Корозія як явище завдає шкоди металоконструкціям за двома закономірностями:
1 При корозуванні зменшуються розміри перерізу, що спричиняє зниженню несучої здатності. За існуючими правилами експлуатація конструкції стає небезпечною, якщо корозійне зношування несучих елементів перевищує 15% товщини елемента (або 5% від початкової площі перерізу).
Насправді контроль ступеня поразки корозією проводиться за допомогою ультразвукових товщиномірів.
Корозія сприяє зниженню характеристик міцності металу та сприяє охрущуванню сталі (зниженню пластичності).
Вплив різних факторів на швидкість корозії
Хімічна природа корозії
Корозування сталей (іржавіння) являє собою процес окислення заліза з утворенням оксидів і гідроксидів, таких як FeO (OH), Fe2O3 (H2О), Fe3O4. Таким чином для протікання корозії необхідний контакт заліза з киснем та водою, а ці компоненти завжди є в атмосфері.
Вплив хімічного складу навколишнього середовища, у тому числі його вологості
Найбільший вплив на швидкість корозії надає товщина шару вологи на поверхні металу. Так, наприклад, збільшення цього шару всього на 1 мікрон викликає зростання швидкості корозії в десятки разів. Встановлено, що середня швидкість корозії незахищеної поверхні на свіжому повітрі в середній кліматичній зоні Vср = (0.05…0.1) мм/рік.
Однак, при цьому слід враховувати, що зі зростанням корозійного шару швидкість корозії падає. Протекція від корозії самої корозії. Крім того, швидкість корозії істотно залежить від ступеня забрудненості атмосфери, яка в нижніх шарах атмосфери більша, а у верхніх – менше. Чистіша атмосфера у сільській місцевості, ніж у містах.
Найсильнішим активатором корозії є сірчистий газ SO2. Концентрація якого навіть у десятитисячних частках відсотка різко підвищує швидкість корозії. Найбільш високу швидкість корозії має місце у приморських тропічних зонах і може сягати 5 мм/рік.
Основа захисту металоконструкції від корозії
Усі існуючі методи можна розділити на 2 великі групи:
1. Методи без нанесення захисних покриттів, які включають:
- зниження ступеня агресивності середовища;
- застосування легованих сталей;
- електрохімічний та інгібіторний захист;
- раціональне конструювання.
2. Метод із нанесенням антикорозійних покриттів, які у свою чергу можуть бути металеві та лакофарбові.
Стосовно металоконструкцій підйомно-транспортних машин практичне значення мають переважно методи другої групи. Хоча за певних умов можуть поєднуватися з окремими елементами методів першої групи.
Наприклад, при додаванні в лакофарбові покриття цинкової та алюмінієвої пудри створюються умови для комплексного корозійного захисту. З одного боку є захисне покриття, з іншого боку – цинк та алюміній утворюють залізо-гальванічну пару, що аналогічно до електрохімічного захисту.
Захист за допомогою лакофарбових покриттів
Лакофарбові покриття ізолюють поверхню металу від агресивного середовища і т.ч. запобігають корозійним процесам. Це основний спосіб захисту металоконструкції будь-якого значення.
Основні вимоги до лакофарбових покриттів
Ці вимоги визначаються умовами, у яких працює металоконструкція. Саме ці вимоги такі:
1. Хороша адгезія (прилипання) поверхні;
2. Суцільність покриття;
3. Газоводонепроникність;
4. Хімічна стійкість;
5. Еластичність покриття (деформативність).
6. Достатня механічна міцність.
Основною причиною відмови лакофарбового покриття є підплівкова корозія. Тому захисні властивості покриття визначаються трьома основними факторами:
1. Зчеплення плівки з поверхнею, що захищається;
2. Механічні та хімічні властивості лакофарбової плівки;
3. Корозійна стійкість матеріалу конструкції.
Таким чином ступінь захисту металоконструкції відіграє велику роль у подовжені строку експлуатації вантажопідіймальних кранів та машин та настанню граничного технічного стану.
