Комплекс для пирометрического обследования железобетонных конструкций

Общая масса прибора с аккумуляторной батареей — около 2,5 кг. Возможность синхронного отображения инфракрасного и видимого изображений на одном дисплее значительно ускоряет и упрощает идентификацию объектов путем сравнения термограмм контролируемых участков с видимым изображением той же плиты. При анализе термограмм одновременно сравниваются соседние участки бетонного крепления откоса. При этом влиянием метеоусловий и временем съемки можно пренебречь. Однако при уменьшении теплового контраста дефектных и бездефектных участков возможность пропуска дефектов незначительной площади увеличивается. Подключение устройства к камере может происходить по проводной или беспроводной схеме.

В первом случае модель работает в качестве механического или электронного спускового тросика, во втором — «общается» с камерой при помощи ИК-сигнала (необходим опционный ИК-приемник DX-RHS). Конструкция DX-SIR предусматривает кнопку HOLD, которая позволяет с удобством осуществлять съемку на длительных выдержках. Собственно же спусковая кнопка устройства, как и спусковая кнопка камеры, имеет два рабочих положения: половинное (фокусировка) и полное (спуск затвора) нажатия. В числе других конструкционных достоинств модели следует отметить удобный монохромный ЖК-дисплей (размер 2,5×3,5 см) и возможность голубой подсветки при работе в сумерках или темноте. Технические характеристики основного оборудования (тепловизора (ИК-пирометра) и штатива) приведены в таблицах 3, 4 и 5. Таблица 3. T i32, TiR32. Общие технические условия [25]Наименование параметра

Численные значения

Температура, °CРабочая

Хранения без аккумуляторов

Зарядки-10. 50 -20. 50 -0. 40 Относительная влажность, %10. 95Дисплейдиагональ 3,7 дюйма, горизонтальный, цветной, 640×480, ЖК с подсветкой

Выбираемая пользователем подсветкаяркая или устанавливаемая автоматически

Продолжение таблицы 3. Программное обеспечениеSmartView®, возможностьпроведения полного анализа и составления отчетов

БатареиДва литий-ионных перезаряжаемыхкомплекта батарей с 5-секционным светодиодным индикатором для отображения уровня заряда

Срок службы батареи4 часа непрерывного использования

Время зарядки батареи2,5 часа до полного заряда

Зарядка батареи

Двухсекционное зарядноеустройство Ti SBC3 (10−15 В пост.

тока, 2 А) Работа от переменного тока

ПредусмотренаВибрация0,03 г2/Гц (3,8 г), IEC 68−2-Прочность при падении2 м со стандартным объективом

Размеры (В xШx Д).27,7×12,2×17,0 см

Вес2,55 кг

Степень защиты корпуса2 года

Рекомендуемая периодичностькалибровки2 года (при нормальнойэксплуатации и нормальном износе) Таблица 4. Штатив управляемый VCT-D680RM[27]Наименование параметра

Численные значения

Высота, мм

РабочаяМинимальная

Максимальная13 704 801 500

Вес, кг1,3Максимальная нагрузка, кг6Материалы

Алюминиевый каркас, ABS-пластик, полиамид (ПA)Угол панорамы, град360Угол наклона, градвнизвверх6590

Функции ДУ: Включение/ Выключение

Кнопка Старт/ Стоп (съемка)Длина шнура ДУ, мм490Длина ручки панорамирования, мм270Погрешность фокусировки, град+ 1Материал футляра

ТканьТаблица 5. Параметры электродвигателя TT Motor Gm25−320chНаименование параметра

Численные значения

Диаметр, мм

Высота, мм8590

Рабочая сила тока, мА60Рабочее напряжение, В12Вращающий момент, об/мин90Рис.

7. Фотография электродвигателя TT Motor Gm25−320ch3.2 Правила эксплуатации разрабатываемого комплекса

Тепловизор направляется на объект или интересующую область, с помощью регулятора объектив фокусируется, чтобы ИК-изображение на ЖК-дисплее было как можно более четким, затем включается запись. На тепловизоре появится захваченное изображение и меню. Меню приборов Ti32 и TiR32 предусматривает управление сохранением изображения, параметрами настройки изображения и записью звуковых комментариев в файловом формате .is2. При использовании функции IR-Fusion® можно совместить инфракрасное и видимое изображения на ЖК-дисплее с помощью регулятора фокусировки. Если инфракрасное изображение правильно сфокусировано, изображения должны! практически совпадать.

Используя эти возможности, можно легко сфокусировать инфракрасное изображение. Вследствие параллакса изображения и минимального фокусного расстояния минимальное расстояние для совмещенного изображения с использованием технологии IR-Fusion® составляет около 46 см [25, c.18]. Изображения на дисплее тепловизора сохраняются на карту памяти SD, установленную в прибор. Заданный в тепловизоре формат файла определяет способ хранения информации на карте памяти SD. Для отображения градиента температур в зоне обзора тепловизора используются различные цветовые шкалы или шкалы оттенков серого. В тепловизоре имеется две настройки для изменения типа изображения на экране. Палитра и Диапазон. В меню для выбора палитры представлены различные варианты отображения термограмм. Имеется следующий выбор палитр: «Синий/красный», «Шкала серого», «Высокий контраст», «Желтый», «Радуга» и «Горячий металл».

Уровень и интервал температур можно установить автоматически или вручную. При эксплуатации тепловизора в режиме автоматического определения диапазона уровень и интервал измерения определяются автоматически исходя из значения энергии ИК-излучения, определяемого в любой момент времени. Тепловизорперекалибровываетсяавтоматически по мере изменения в поле зрения энергии ИК-излучения. Соответственно изменяется шкала измерения температуры, а в верхнем правом углу ЖК-дисплея появляется сообщение «Авто."При эксплуатации тепловизора в режиме ручного определения диапазона уровень, интервал и шкала измерения температуры будут иметь фиксированную настройку, пока пользователь вручную не выберет другие уровень и интервал измерения или не выполнит быстрое автоматическое изменение интервала С помощью тепловизора определяется наличие инфракрасного излучения от объекта, и эта информация используется для оценки температуры объекта. Многие объекты, для которых проводятся измерения, например окрашенный металл, дерево, вода, кожа, ткань, хорошо поглощают инфракрасное излучение, и для них легко можно получить точные результаты измерений. Для поверхностей, хорошо поглощающих инфракрасное излучение (высокий коэффициент излучения), коэффициент излучения составляет 95% (или 0,95). Такая оценка работает в большинстве случаев.

Но такое упрощение не может быть применено для блестящих поверхностей или неокрашенных металлических поверхностей. Эти материалы плохо поглощают инфракрасное излучение и обладают низким коэффициентом излучения[25, c.23]. Для повышения точности измерения температуры материалов с низким коэффициентом излучения зачастую коэффициент излучениянеобходимо корректировать. Наиболее простой метод коррекции состоит в том, что в тепловизоре устанавливается правильный коэффициент излучения, так что в приборе происходит автоматический расчет уточненной температуры поверхности. Если в тепловизоре установлено фиксированное значение коэффициента излучения (это значит, что установлено одно значение и пользователь не может его изменить), то результат измерений следует умножить на коэффициент из справочной таблицы, при этом будет получена более точная оценка фактической температуры. Независимо от способности тепловизора осуществлять подгонку значения коэффициента излучения путем расчетной оценки измерений температуры, для поверхности с коэффициентом излучения 0,60 или ниже зачастую бывает трудно получить истинное измеренное значение температуры без существенной погрешности. При необходимости проведения точных измерений температуры всегда, когда это возможно, следует изменять или уточнять коэффициент излучения поверхности. В моделях TiR32 и Ti32 есть возможность устанавливать коэффициент излучения, непосредственно вводя значение или используя таблицу встроенных значений. По коэффициентам излучения существует большое количество информации.

Для получения более точных результатов с помощью тепловизора рекомендуется более подробно изучить эту тему. Компенсация температуры фона устанавливается на вкладке «Фон». Очень горячие, либо очень холодные окружающие предметы способны влиять на точность измерения температуры целевого объекта, особенно при малой собственной поверхностной эмиссии этого объекта невелика. Задание отраженной температуры фона может повысить точность измерения температуры. Программное обеспечение SmartView® для синхронизации работы тепловизора с ПК поставляется вместе с тепловизорами компании Fluke. Оно содержит функции анализа изображений, организации хранения данных и создания профессиональных отчетов. С помощью SmartView® можно прослушивать голосовые сообщения на компьютере, а также экспортировать инфракрасные и видимые изображения в файловых форматах JPEG, BMP, GIF, TIFF и PNG. Штатив управляемый VCT-D680RM управляется как вручную, так и с ПК с помощью специально прилагаемого программного обеспечения (находится в комплекте поставки).

3.3 Результаты проведенных измерений

В работе [18] достаточно подробно описан процесс проведения исследования железобетонных конструкций с помощью ИК-пирометрического метода. Так, согласно выводам авторов работы, нагрев плит в значительной степени зависит от угла падения солнечных лучей и от положения контролируемых участков относительно солнца. Результат контроля зависит от угла между осью тепловизора и наклона плиты. Интенсивность теплового излучения плит зависит от фактического нагрева и ветрового съёма тепла. Параметр, максимально влияющий на достоверность информации по контрасту температур смежных участков, — изменение толщины монолитных плит. В работе обследовались соседние участки откосов, поэтому постоянно действующими факторами можно было пренебречь. На термограммах четко выделяются аномальные тепловые пятна (см. рис. 8), которые часто оказываются пятнами бетона другого цвета, участками плит, обросшими мхом, с разрушениями поверхностного слоя, плитами со следами ремонта («набетонкой» на повреждённую поверхность), остатками ремонтного состава на поверхности плит и т. д., что отчётливо просматривается и фиксируется по видеоизображению. На практике можно только по термограмме (без видеоизображения) сразу выделить участки поверхности откосов, которые можно интерпретировать, как имеющие отслоения от грунта, достаточно сложно. При совместном анализе синхронизированных термограмм с видеоизображением после отбраковки заведомо ложной информации, связанной с локальным изменением поверхности бетона, принималось решение о необходимости дальнейшего исследования подозрительного участка. Удалось выявить ряд участков крепления откосов, которые были отнесены к дефектным. а)

Термограмма б) Видимый режим (фото камеры) Рис. 8. Пример совмещения термограммы и видимого режима контролируемого участка откоса Совокупность аномалий на термограмме, соответствующих участкам плиты с тёмной поверхностью, с ремонтным слоем и с непосредственно дефектом

При контрольной проверке с помощью ударов молотка на этих участках проявлялось характерное «бухтение» на фоне соседних бездефектных зон, которые под ударом молотка «звенели». На приведенных рисунках тепловые аномалии (пятна) отчетливо видны. На синхронизированных снимках теплового и видимого изображения видны элементы поверхности, которые являются ложными тепловыми пятнами. В процессе обследования плотины протяженностью 6,8 км, было выявлено около двухсот участков плит с предполагаемым наличием отслоений. При последующем простукивании плит проблемных участков факт отслоения подтвердился на 99 участках (около 50% от общего количества участков с тепловой аномалией).Анализ термограмм по всей длине сооружений показал определённую системность расположения дефектов (рис.

9). Максимальная концентрация участков отслоений наблюдалась вдоль верхней кромки откосов и вдоль температурно-осадочных швов. Это, в принципе, соответствует последствиям одного из основных факторов образования отслоений и полостей — просадке верхней части грунтовых плотин из-за естественного уплотнения грунта основания, усугубленной периодическим увлажнением атмосферными осадками и волновыми воздействиями, а также из-за нарушений дренажных систем грунтовых плотин и гидроизоляции швов в дренажных и водоотводящих конструкциях[18]. Рис. 9. Пример выявления дефекта (расслоение бетона и грунтового основания) по локальному изменению палитры термограммы4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ4.1 Общая схема прибора

Подробная общая схема основного прибора разрабатываемого комплекса приведена на Листах 1 и 2 графической части, а также в руководстве по технической эксплуатации [25]. Комплекс в целом состоит из непосредственно тепловизора, размещенного на штативе, оснащенном «3D» вращающейся головкой, управляемой дистанционно с помощью ПК. Общий вид тепловизора FLUKE Ti32 и комплектующих приведен на рис. 10.Рис.

10. Тепловизор FLUKE Ti32. Пояснения в таблице 5 [25, c.6]. Таблица 5. Комплектующие к пирометру FLUKE Ti32Поз. Описание1Жидкокристаллический (ЖК) дисплей2Функциональные клавиши (С, Щи Ц)3Динамик4Микрофон5Датчик автоподсветки6Ремень7Отсек для карты памяти SD/разъем для подключения источника переменного тока8Крышка выдвижного объектива9Камера для съемки в видимом диапазоне10Объектив инфракрасного диапазона11Кольцо регулятора фокусировки12Спусковая кнопка для съемки изображения13Съемная литий-ионная аккумуляторная батарея (2)14Двухсекционный зарядный блок15Адаптер/блок питания переменного тока

Общая схема штатива с пояснением важнейших комплектующих приведена на рис. 11.Рис.

11. Штатив для пирометра. Общий вид.

4.2 Карта технологического процесса сборки приспособления для базирования и автоматического позиционирования пирометра

Сборка — совокупность технологических операций механического соединения деталей в изделии или его части, выполняемых в определенной последовательности с целью обеспечения их заданного расположения и взаимодействия. Выбор последовательности операций сборочного процесса зависит от конструкции изделия и организации процесса сборки. Технологический процесс сборки — это совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, стойки, системы и изделия. Простейшим сборочно-монтажным элементом является деталь, которая, согласно ГОСТ 2101–68, характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений[28]. Сборочная единица — более сложныq сборочно-монтажный элемент, состоящий из двух и более деталей, соединенных между собой разъемным либо неразъемным соединением. Характерный признак сборочной единицы — возможность ее сборки отдельно от других сборочных единиц. Технологическая схема сборки изделия — один из основных документов, составляемых при разработке технологического процесса сборки. Она базируется на основе схемы сборочного состава, при разработке которой руководствуются следующими принципами [27, c.17−18]: схема составляется внезависимости от программы выпуска изделия на основе сборочных чертежей, электрической и прочих схем изделия;

сборочные единицы образуются при условии независимости их сборки, транспортирования и контроля;

минимальное число деталей, требующееся для создания сборочной единицы первой ступени сборки, должно быть равно двум;

минимальное число деталей, присоединяемых к сборочной единице с целью образования сборочного элемента следующей стадии, должно быть равно единице;

схему сборочного состава строят при условии образования наибольшего числа сборочных единиц;

схема должна обладать свойством непрерывности, то есть каждую последующую ступень сборки нельзя осуществитьбез предыдущей. Составим карту технологического процесса сборкиприспособления для базирования и автоматического позиционирования пирометра как структурной единицы, а также карту технологического процесса сборки пирометрического комплекса для дефектоскопии бетона.Рис.

12. Технологическая карта сборки проектируемого комплекса5 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛНакопленный опыт практического применения неразрушающих методов для решения практических и исследовательских задач и технико-экономические исследования, выполненные на его основе, позволяют определить экономическую эффективность, достигаемую с их помощью на различных участках строительного производства. В настоящее время неразрушающие методы получают широкое применение при обследовании эксплуатируемых и строящихся зданий и сооружений для определения их состояния и разработки предложений по дальнейшей эксплуатации, реконструкции и строительству[5, c.157]. Применение неразрушающих методов для этой цели свидетельствует о том, что с их помощью можно решать разнообразные инженерные задачи, получая при этом значительный экономический эффект, определяемый в каждом случае самостоятельно. Максимальный экономический эффект достигается при использовании неразрушающих методов в заводском производстве. Современное состояние неразрушающих методов позволяет использовать их на заводах сборного железобетона для управления технологическим процессом и контроля качества готовой продукции. В данном разделе необходимо обосновать целесообразность применения инфракрасной дефектоскопии для контроля сварных швов стальных нефтяных резервуаров по отношению к другим методам, произвести выбор аналога. Аналог выбирается по следующим критериям: он должен соответствовать проектируемому варианту по назначению, составу технических характеристик, по выполняемым функциям.

Требуется провести расчет годовых экономических расходов по вариантам, расчет годовой экономической эффективности. Проанализировать полученные технико-экономические показатели сравниваемых методов. Эксплуатационная надежность и экономичность сварных конструкций резервуаров в значительной мере определяются качеством сварки соединений. Наличие в них дефектов может привести к снаряжению эксплуатационных характеристик конструкций: нарушение требуемой герметичности, понижение усталостной и статистической прочности и т. д. Выявление дефектов на ранней стадии их образования выгодно как с технологической, так и с экономической сторон. Поэтому актуальность этого вопроса сохраняется и в сегодняшние дни. С этой целью изыскиваются новые методы контроля и совершенствуются существующие. В данном проекте представлена разработка инфракрасного метода контроля железобетонных конструкций. На сегодняшний день в России наиболее распространенным методом контроля железобетонных конструкций является визуально-акустический метод, поэтому для дальнейших расчетов выбираем его в качестве аналога. Проведем расчет годовых эксплуатационных расходов при контроле качества произведенных железобетонных конструкций на непрерывно работающем производстве. Годовой фонд рабочего времени определяется по формуле:

Тг=Д.tсм.Kсм.Kз (14)где

Д-число рабочих дней в году, дни;tсм- продолжительность смены, час;Kсм — коэффициент сменности (среднее число смен в сутки за год);Kз — коэффициент использования. Для вышеуказанных методов:

Д1=Д2=355 дней;tсм1=tсм2=11 ч;Ксм1=Ксм2=2;К31=К32=0,8, где коэффициент 1 соответствует инфракрасному методу контроля, коэффициент 2 -визуально-механическому методу контроля. Подставим числовые значения:

Тг1=Тг2=355.

11.2. 0,8=6248 (ч)Действительное время выполнения контроля определяется по формуле:

Тд=Д (tсм.Ксм.Кзn1tу-n2tn),(15)где первый член в скобках определяет фонд рабочего режима, ч; n1 — среднее число включений в сутки;tу — время, затрачиваемое на установление рабочего режима, ч;n2 — среднее число перестроек рабочего режима в сутки (n1 включает n2);tn — время, затрачиваемое на перестройку режима. Для данных методов имеем: n1,1= n1,2=2tу1=0,1 ч;tу2=0,2 ч;n2,1= n2,2=2;tn1=0,2 ч;tn2=0,5 ч;Подставим числовые значения:

Тд1=355 .(11.

2.0,8 — 2.0,1−2.0,2)= 6035 (ч)Тд2=355 .(11.

2.0,8−2.0,2 — 2.0,5)= 5751 (ч).Протяженность контролируемых железобетонных конструкций определяем по формуле (16)Q=Tд.Kпр.V, (16)где V — скорость контроля свариваемых швов (м/ч);Kпр- коэффициент прерывности потока изделий, подаваемых на контроль. Для рассматриваемых вариантов: V1=100 м/ч;V2 = 35 м/ч;Kпр1= Kпр2=0,6;Q1= 6035.

0,6.100= 362,1 (тыс. м) Q2= 5751.

0,6.35= 120,7 (тыс. м) Рассчитаем годовые капитальные затраты. Транспортные и строительно-монтажные работы для обеспечения эксплуатации оборудования рассчитываем по формуле (17):Кт=0,01.(Ца+Км).Нт, (17)где Цастоимость электронной аппаратуры, руб;Км — стоимость средств механизации, руб;Нт — транспортные, строительно-монтажные расходы, %;Подставим числовые значения:

Ца1 = Цтепловизор + Цштатив + ЦПК (18)Ца1=230 000 + 2500 + 15 000 = 247 500 руб.;Км1=500 руб.;Нт1=Нт2=10%.;Ца2=3500 руб.;Км2=1500 руб.;Кт1=0,01.(247 500 + 500).

10=24 800 руб. Кт2=0,01.(3500+1500).

10= 500 руб. Вложения на площадь участка определяем по формуле (14):Кпл=S*Нпл, (19)где

Нпл — удельные капитальные вложения на 1 м² площади, руб;S — производственная площадь, занимаемая участком контроля, м2. Для рассматриваемых вариантов: S1=2 м2S2=2 м2Нпл1=Нпл2=74,5 руб. Кпл1=Кпл2=2.74,5=149 руб. Подсчитаем суммарныекапзатраты по вариантам по формуле (20):К=Ца+Км+Кт+Кпл (20)К1= 247 500 + 500 + 24 800 + 149 = 272 950 руб. К2=3500+1500+ 500 +149=5650 руб. Определяем годовые эксплуатационные расходы. Основная, дополнительная зарплата и отчисления на страхование расчитывается по формуле (16). Пирометрическио исследование проводит один работник, визуально-акустическое (простукивание) — два работника:

Ф=Ф0(1+0,01Нд)(1+0,01Нст), (21)где

Нд — процент дополнительной зарплаты, %;Нст — отчисления на социальное страхование,%;Ф0 — основная зарплата, руб;Основную зарплату определяют по формуле:

Ф0=Фч.Np.Tг, (22)где

Фччасовая тарифная ставка, руб;Np — число занятых рабочих в одной смене, чел. Подставим числовые значения и проведем расчет:

Фч1=Фч2=100руб;Np1= 1 чел.;Np2= 2 чел. Фо1= 100. 1. 6248 = 624 800 (руб)Фо2= 100. 2. 6248 = 1 249 600 (руб)Нд1=Нд2=20%Нст1=Нст2=7,7%Ф1= 624 800. (1+0,01.20). (1+0,01.7,7)= 807,49 тыс.

руб.Ф2= 1 249 600. (1+0,01.20).(1+0,01.7,7)= 1614,98 тыс.

руб.Рассчитаем амортизационные отчисления по формуле (23):Зам=0,01(Ца.Нам1+Км.Нам2+Кпл.Нам3), (23)где Нам1- норма амортизационных отчислений для электронной аппаратуры, %;Нам2 — норма амортизационных отчислений для механизмов и оборудования, %;Нам3 — норма амортизационных отчислений для производственных площадей, %.Подставим числовые значения:

Нам1 1 = Нам1 2=15%Нам2 1=Нам2 2=12%Нам3 1=Нам3 2=3,4%Зам1=0,01.(247 500.

15+500.

12+149.

3,4) = 37,19 тыс. руб. Зам2=0,01.(3500.

15+1500.

12+149.

3,4) = 0,71 тыс. руб. Рассчитаем расходы на ремонт по формуле (19):Зр=0,01(Ца+Км).Нр, (24)где

Нр — затраты на текущий ремонт, определяемый в проектах от стоимости аппаратуры, % (Нр1=Нр2=6%).Зр1=0,01(247 500+500).

6 =14 880 руб. Зр2=0,01(3500+1500).

6 = 300 руб. Рассчитаем стоимость потребляемой энергии по формуле (20):Зэл=W.Ки.Тг.Цэл,(25)гдеW — суммарная мощность потребления электроэнергии, кВт;Ки — коэффициент использования оборудования по мощности;

Цэл — цена 1 кВт. ч, руб

Подставим числовые значения: W1 = 0,1 кВт, W2 = 0,2 кВт.;Ки1=Ки2=0,8Цэл= 3,5 руб.;Зэл1= 0,1.0,8.3,5.6248=1749,44руб

Зэл2= 0,2.0,8.3,5.6248=3499руб

Суммарные текущие затраты рассчитаем по формуле (21):С=Ф+Зам+Зр+Зэл (26)Подставим числовые значения:

С1= 807 490 + 37 190 + 14 880 + 1750 = 861 310 руб. С2=1 614 980+ 710 + 300 + 2500 =1 618 490 руб. Определяем годовые приведенные затраты по формуле (22):З=С+Ен.К, (27)где Ен — нормативный коэффициент эффективности = 0,15;К — суммарныекапзатраты, руб. Срок окупаемости капитальных вложений для обоих вариантов равен:

1/Ен=1/0,15=6,6 лет

Подставим числовые значения:

Ен=0,15К1=272 950руб;К2=5650руб;С1=861 310руб;С2=1 618 490руб;З1=861 310+0,15.272 950 = 902 252,5 руб. З2=1 618 490+0,15.5650 =1 619 337,5 руб. Оценка экономической эффективности разрабатываемого метода. Выбор наиболее эффективного варианта осуществляем по критерию «минимум затрат». Так как производительность ультразвукового метода выше производительности магнитного метода контроля, то сравниваемые варианты необходимо привести к сопоставимому виду с помощью коэффициента приведения к тождественному результату L (Q=Q1):L=Q1/Q2= 362,1/120,7 = 3(28)Экономия совокупных затрат по использованию проектируемого метода контроля составляет (24):ΔЗ=З2.L-31=1 619 337,5.3−902 252,5= 3 955 760 руб.(29)Следовательно, экономический эффект разрабатываемого метода составляет 3 955 760 руб. Результаты вычислений занесем в таблицу 6. Таблица 6. Технико-экономические показатели методов контроля. Наименование показателей

Значение показателя

ИК-пирометрическийметод

Вазуально-акустический метод

Протяженность контроля изготавливаемых железобетонных конструкций, тыс м, Q362,1120,7Скорость контроля м/ч, V10035

Потребляемая мощность, кВт, W0,10,2Капзатраты, руб, К2 729 505 650

Текущие затраты, руб, С8 613 101 618 490

Приведенные затраты, руб, З902 252,51619337,5Годовой экономический эффект,ΔЗруб/год3 955 760-Вывод.С технической точки зрения проектируемый метод контроля обладает лучшими показателями, чем аналог, то есть более высокой производительностью контроля, меньшей потребляемой мощностью, большим объемом контроля и меньшим расходом человеко-часов. С экономической точки зрения более совремнный и технологичный метод инфракрасная дефектоскопии требует меньших затрат, чем визуально акустическая. Годовой экономический эффект инфракрасного метода контроля железобетонных конструкций составляет 3 955 760 руб.

6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ6.1 Правила безопасности в зоне проведения исследования

Пирометрическое исследование железобетонных конструкций в большинстве случаев производится на территории реконструируемых, либо вновь возводимых объектов. По этой причине рассмотрим правила организации безопасного труда на строительной площадке. Основой для высокопроизводительного и безопасного труда, предупреждения возможных опасностей и обеспечения санитарно-гигиенического обслуживания работников строительной и смежных отраслей организация строительной площадки и производства строительно-монтажных работ. Поэтому вопросы техники безопасности учитывают при разработке проектов организации работ, которые ведутся с обязательным соблюдением требований Строительных норм и правил (СНиП), и в частности главы СНиП III-A. 11—70 «Техника безопасности в строительстве». Для безопасного проведения работ работники, проводящие пирометрическое исследование, должны знать все положения правил техники безопасности и обязаны их строго соблюдать. Нарушение же этих правил способно привести к несчастным случаям[29, c.26−28].

К основным мероприятиям по технике безопасности в строительстве и смежных отраслях относят: правильную организацию строительства и производства работ, организациюя складирования материалов и деталей, организацию строительной площадки и проходов; обеспечение нормального рабочего и аварийного освещения рабочей площадки, организацию технического надзора за состоянием эксплуатируемых механизмов и оборудования, проведение систематических инструктажей персонала, обеспечение электробезопасности. Наиболее важным документом, предусматривающим безаварийное ведение работ в строительстве, является проект организации работ. В этом документе учитываются все мероприятия по технике безопасности, указываются средства механизации тяжелых и трудоемких работ по горизонтальному и вертикальному транспортированию материалов, типы применяемых строительных материалов и их размещение на стройплощадке, инвентарные леса, подмости. Складирование строительных материалов допускается только в местах, предусмотренных проектом организации работ. Беспорядочное хранение материалов, изделий и оборудования запрещается. Разрывы между складскими помещениями и штабелями устанавливают в соответствии с требованиями противопожарной техники. На территории строительства должны быть установлены указатели проездов и проходов.

Проходы для рабочих и проезды для машин должны быть всегда свободными: загромождение их материалами или мусором не допускается. Ширина проездов при одностороннем движении должна быть не менее 4 м. Опасная зона ограждается хорошо видимыми предупредительными знаками. Когда здания возводятся в жилых районах, строительную площадку ограждают забором высотой 2 м во избежание доступа на территорию посторонних лиц. Рабочие места, проходы, склады в вечернее время должны быть хорошо освещены. Работа в неосвещенных местах запрещается. При отключении рабочего освещения автоматически должно включаться аварийное. На строительной площадке устанавливаются указатели направлений движения транспорта, ограничения скорости передвижения [29, 30]. Все подъемные механизмы оборудуют звуковой или световой сигнализацией. Правильное и безопасное использование механизмов на строительной площадке возможно лишь при полной их исправности, а также исправности используемых инструментов, умелом управлении кранами и соответствующей огранизации работы. Важное значение для безопасности проведения работ имеет правильное выполнение строповки монтируемых элементов. При подъеме грузов с помощью стропов под острые края конструкций подкладывают деревянные прокладки во избежание перетирания канатов.

Снимать стропы с монтируемых конструкций можно только после установки и закрепления последних.

6.2 Правила безопасной работы с прибором

Эксплуатация тепловизора должна производиться только в соответствии руководством по эксплуатации прибора. На рис. 13 представлен список условных обозначений, использующихся на тепловизоре и в этом руководстве. Необходимо использовать прибор только указанным в соответствующем руководстве [25] способом, в противном случае защита, обеспечиваемая оборудованием, может оказаться неэффективной.Рис.

13. Условные обозначения не корпусе и упаковке прибора

Во избежание ожогов следует помнить, что при измерении температуры объектов с высокой отражательной способностью результат может быть меньше, чем действительная температура. Во избежание травм и ожогов в результате взрывов, возгорания или химического воздействия при работе с аккумуляторной батареей необходимо выполнять все инструкции руководства[25], относящиеся к обращению с АКБ и к ее зарядке. Тепловизор не требует специального технического обслуживания. Тем не менее, следует соблюдать определенные предосторожности, чтобы тепловизор служил безотказно и долго. Корпус прибора следует протирать влажной тканью с использованием небольших количеств моющего средства. Не следует для очистки корпуса использовать абразивы, изопропиловый спирт и растворители, моющие средства линз или окон. Применение спирта, абразивных материалов, растворителей или агрессивных моющих средств может привести к повреждению не только защитного оптического покрытия объектива инфракрасного диапазона, но и уплотняющих материалов, резиновых компонентов и связующих материалов, используемых в объективе.

Использование этих средств для чистки тепловизора или тепловых линз влечет за собой отмену гарантийных обязательств[25, c.36]. При надлежащем использовании и хранении объектив инфракрасного диапазона тепловизора требует лишь эпизодической чистки. Незначительные количества пятен и грязи не должны существенно влиять на эфффективностьтепловизора. Однако большие царапины, либо нарушение защитного покрытия на объективе ИК-диапазона могут повлиять как на качество изображения, так и на точность измерения температуры. Для предотвращения повреждения тепловизора не следует повергать его камеру воздействию высоких температур, которые, например, способны под действием солнечных лучей возникать в закрытом автомобиле. Не следует оставлятьтепловизор в блоке питания/зарядном устройстве на срок более чем на 24 часа, так как это может значительно снизить срок службы аккумуляторной батареи. Заряжатьлитий-ионные батареи тепловизора требуетсякаждые шесть месяцев не менее 2 часов, для того, чтобы максимально продлить их срок службы. В режиме хранения примерно за шесть месяцев батареи полностью разряжаются. После длительного хранения, для достижения максимальной производительности батареи может потребоваться от двух до десяти циклов зарядки/разрядки.Тепловизорнадлежит использовать только диапазоне рабочих температур, указанном в технических характеристиках [25, c.36].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были подробно рассмотрены методы неразрушающего контроля железобетонных конструкций.

Важнейшими методами неразрушающего контроля являются инфракрасные методы контроля, ультразвуковые методы контроля, вибрационные методы контроля, электрические методы контроля, термоэлектрические методы контроля, магнитные методы контроля и оптические методы неразрушающего контроля. Все указанные методы имеют определенные преимущества и недостатки и границы применимости. В представленном дипломном проекте мы остановились на подробном рассмотрении инфракрасных методов неразрушающего контроля. Инфракрасные тепловизоры (пирометры)

являются надежным и неразрушающим методом выполнения разнообразных профессиональных измерительных задач в строительной промышленности Инфракрасные пирометры экономят время исследователя, энергоресурсы и сокращают уровень расходов, одновременно обеспечивая большую безопасность. Современнее инфракрасные пирометры предоставляют возможность выполнения быстрого и расширенного анализа полученных снимков. При помощи данных приборов возможно быстрое и бесконтактное выявление аномального нагрева и потенциально проблемных мест. При использовании же других методов зачастую необходимо проведение демонтажа системы кабелей и трубопроводов. Кроме того, современные пирометры способны отображать распределение поверхностной влажности, тем самым обеспечивая быстрый поиск участков, подверженных риску образования плесени.

Так, для отображения участков, предрасположенных к образованию плесени, достаточно ввести параметры окружающей среды. Анализ железобетонных конструкций с помощью современных инфракрасных пирометров — быстрый и эффективный метод обнаружения потенциально проблемных участков зданий и сооружений, а также продукции комбинатов железобетонных конструкций, позволяющий диагностировать качество строительства и определить выбор оптимальных мер по устранению обнаруженных дефектов конструкций. В проектном разделе представленной дипломной работы был произведен подробный расчет и подбор приспособления для базирования тепловизораFlukeTiR-32 габаритами приспособления дляпирометры приблизительно массой и размерами (27,7×12,2×17,0 см) и массой 2550 г. Разработанный штатив содержит так называемую «3D"-головку для крепления прибора (масса — 450 г.), способную автоматически позиционироваться через компьютер 360 (0+1) по горизонтали и 150(0+1) по вертикали, обеспечивая высокую точность измерений. В специальном разделе дипломного проекта были представлены технические характеристики разработанного комплекса, основные правила работы с ним, а также примеры проведенных измерений. В техническом разделе дипломного проекта было описано устройство проектируемого комплекса и основные его элементы. В организационно-экономическом разделе дипломного проекта был сделан вывод о том, чтос технической точки зрения проектируемый метод контроля обладает лучшими показателями, чем аналог (визуально-акустический метод). Для ИК-пирометрии характерна более высокая производительность контроля, меньшая потребляемая мощность, больший объем контроля и меньший расход человеко-часов.

С экономической точки зрения более современный и технологичный метод инфракрасной дефектоскопии требует меньших затрат, чем распространенный визуально-акустический метод. Годовой экономический эффект инфракрасного метода контроля железобетонных конструкций составляет 3 955 760 руб. В заключительном разделе дипломного проекта были приведены рекомендации по безопасному проведению измерений и работе с прибором. Таким образом, задачи, поставленные в начале работы, можно считать выполненными.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Основные свойства бетона[Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://hidrotechnik.ru/technologij/technologij75.htmlБаженов Ю.М., Алимов Л. А., Воронин В. В. Технология бетона, строительных изделий и конструкций. Учебник для вузов. М.: АСВ, 2004. — 256с. Области применения бетона. Основные марки и классы[Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://xn——gtbqcvlddj.xn—p1ai/poleznaya_informaciya/poleznaya_informaciya₅/Параметры бетона и его основные характеристики [Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://xn——gtbqcvlddj.xn—p1ai/poleznaya_informaciya/poleznaya_informaciya₃/Судаков В. В. Контроль качества и надежность железобетонных конструкций. — Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1980. — 168с. Чернуха Н. А. Контроль качества железобетонных конструкций при обследовании зданий // «Строительство уникальных зданий и сооружений № 2, 2013. -

С. 62 — 70. Акельев В. Д. Теплои массообмен в ограниченных пространствах строительных конструкций и сооружений. — Минск: БНТУ, 2010.- 317 с. ГОСТ Р 53 231−2008

Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. — М.: ГОССТАНДАРТ России, 2010 — 15 с. Методы проведения неразрушающего контроля[Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://www.devicesearch.ru/article/metody_nerazrushayuschego_kontrolyaВавилов В. П. Тепловые методы неразрушающего контроля. — М.: «Машиностроение» 1991. — 240 с. Васенев Ю. Г., Завидей В. И., Ступаченко С. Л. Комплексный подход к выявлению дефектов многослойных конструкций [Электронный ресурс]- Режим доступа:

http://www.panatest.ru/static?al=COMPOSITE%20MATERIALSКравцов А. И. Ультразвуковой контроль прочности бетона. Методические указания по курсу «Технология бетона строительных изделий и конструкций» для студентов специальности290 600

Производство строительных материалов, изделий и конструкций. Оренбург: ОГС, 2000. — 25 с. Ультразвуковой метод контроля качества бетона [Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://stroy-spravka.ru/ultrazvukovoi-impulsnyi-metodКозлов В.Н., Самокрутов А. А., Шевалдыкин В. Г. Ультразвуковая дефектоскопия бетона эхо-методом. Состояние и перспективы // Вмире НК. 2002. №

2(16). — С.6−10.Чихунов Д. А. Методика и техника дефектоскопии бетонов и других искусственных каменных материалов // ООО «Промтехприбор» Взрывозащищённое оборудование. Приборы неразрушающего контроля, 2010. -

С. 15 — 23. Каневский, И. Н. Неразрушающие методы контроля: учеб.

пособие. — Владивосток: Изд-во. ДВГТУ, 2007. — 243 с. ГОСТ 22 904–93 — Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры. -

М.: ГОССТАНДАРТ России, 1993 — 13 с. Нелядков В. С., Шпенгель В. Г. Тепловизионный контроль ж/б плит грунтовых гидротехнических сооружений // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 2. — С.12 — 18. Баженов Ю. М., Демьянова B.C., Калашников В. И. Модифицированные высококачественные бетоны. Научное издание.

— М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. — 368с. Вавилов В. П. Инфракраснаятермография и тепловой контроль. 2-е издание исправленное и дополенное. — М.: Стройиндустрия, 2013 — 544с. ГОСТ 26 254–84 Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

— М.: ГОССТАНДАРТ СССР, 1984 — 12 с. Аверьянов И. Н., Болотеин

А.Н., Прокофьев М. А. Проектирование и расчет станочных и контрольно-измерительных приспособлений в курсовых и дипломных проектах: учеб.

пособие. — Рыбинск: РГАТА, 2010. — 220 с. Выбор штатива [Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://www.cambridgeincolour.com/ru/tutorials/camera-tripods.htmОсновные характеристики штативов для портативных устройств[Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://selectech.ru/kak-vybrat-shtativ-dlja-fotoapparata.htmlFLUKETi32, TiR32 ThermalImagers. Руководство пользователя на русском языке. — М.:FlukeCorporation, 2009. — 40 с. Ланин В. Л. Технология радиоэлектронных средств: учебно-методическое пособие. — Минск: БГУИР, 2013. — 107 с. Штатив упрявляемый VCT-D680RM[Электронный ресурс] - Режим доступа:

http://www.divi.ru/videocamers/acc/sony-vct-d680rm.shtmlГОСТ 2101−68. ЕСКД. Виды изделий. — М.: ГОССТАНДАРТ СССР, 1968 — 14 с. Коптев Д. В., Орлов Г. Г и др. Безопасность труда в строительстве- М.: Стройиздат, 1991. -

272 с. Духанин Ю. А. Акулин Д. Ф. Техника безопасности и противопожарная техника в машиностроении. Учебное пособие для техникумов.

Изд. 2-е, переработ, и доп., М., «Машиностроение», 1973. — 304 с.