G01N3 / 32 - шляхом застосування повторюваних або пульсуючих зусиль (створення таких зусиль взагалі, - см. Такі класи, як B06, G10)
Власники патенту RU 2372603:
Товариство з обмеженою відповідальністю "Науково-виробниче підприємство" Метакон "(RU)
Винахід відноситься до неруйнівного виброакустическому контролю і може бути використано для діагностики стану підземної частини залізобетонних опор контактної мережі залізниць. Для виявлення електрокоррозіонного пошкодження в підземній частині залізобетонних опор в арматурі опори збуджують вимушені коливання на двох різних за висотою рівнях, один з яких знаходиться вище поверхні грунту, а другий - близько або нижче поверхні грунту. Частоту коливань змінюють поступово до заданого часу витримки на кожному ступені і фіксацією арматури коливань, а про стан підземної частини опори судять за ступенем відмінності положення основних резонансних піків на амплітудно-частотних характеристиках, знятих на цих рівнях. Технічний результат спрямований на підвищення точності діагностики опор різних типів і років випуску з різною кількістю і розмірами арматурних прутків. 1 з.п. ф-ли, 1 мул. 2 табл.
Винахід відноситься до неруйнівного виброакустическому контролю і може бути використано для діагностики стану залізобетонних опор контактної мережі.
Залізобетонні опори контактної мережі залізниць в умовах експлуатації піддаються впливу ряду несприятливих факторів, що знижують несучу здатність опор. Особливо небезпечні корозійні і електрокоррозіонние пошкодження арматури опор.
Електрокорозію опор пов'язана з необхідністю їх заземлення на ходові рейки. Як відомо, електрифіковані залізниці використовують ходові рейки як зворотний провід для повернення тягового струму до джерела електропостачання - підстанції. Опори контактної мережі з'єднуються з рейками через спеціальні заземлення. Недостатня надійність заземлюючих пристроїв може привести до різкого зниження їх опору. В результаті опора контактної мережі виявляється підключеної до рейок і через неї починає протікати струм витоку. Якщо при цьому струм, що стікає через арматуру, перевищить деяку величину, починається електрокорозію арматури, що супроводжується растрескиванием і руйнуванням бетонної оболонки під дією продуктів корозії і відшаруванням арматури від бетону.
Відомий спосіб [1] (Патент РФ на винахід №2327136) контролю за наявністю відслонень арматури в залізобетонних виробах, що включає порушення в арматурних стержнях згинальних коливань зі змінною поступово частотою до заданого часу витримки і фіксацією амплітуди коливань на кожному ступені. Про наявність відслонень судять по появі на амплітудно-частотній характеристиці (АЧХ) резонансних частот, що знаходяться в кілогерцовому області.
Цей спосіб, в принципі, дозволяє виявити наявність відшарування арматури від бетону, однак має істотні недоліки. По-перше, з'являються продукти електрокорозії затискають арматуру і амплітуда її коливань різко падає. Тиск продуктів електрокорозії на бетон поступово зростає, і при перевищенні межі міцності в бетоні близько арматури виникають тріщини. При цьому напруги релаксируют і амплітуда коливань арматури різко зростає. Триваюче утворення продуктів електрокорозії знову призводить до затиску арматури і т.д. Таким чином, процес носить періодичний характер, що може привести до помилок в оцінці стану опори. Відсутність резонансних піків на АЧХ в кілогерцовому області може бути обумовлено не тільки відсутністю відшарування арматури, але також і її затискачем продуктами корозії. Крім того, в експлуатації в даний час знаходиться велика кількість опор різних типів, що випускалися в різні роки, з різними діаметрами арматури (від 2 мм до 14 мм), різною кількістю арматурних прутків в опорі і, відповідно, різними АЧХ.
В таких умовах діагностика опор за одним критерієм - наявністю або відсутністю резонансних піків в кілогерцовому області навряд чи застосовна у всіх випадках і може привести до помилкових висновків.
Для подолання зазначених недоліків нами пропонується спосіб контролю стану підземної частини залізобетонних опор контактної мережі, що включає порушення в арматурних стержнях вимушених коливань зі змінною поступово частотою до заданого часу витримки і фіксацією амплітуди коливань на кожному ступені, що відрізняється тим, що коливання збуджують на двох рівнях, один з яких знаходиться вище поверхні грунту на надземній частині опори, а другий - близько або нижче поверхні грунту, порівнюють АЧХ, зняті на цих рівнях, про стан опори судять за ступенем відмінності положення основних резонансних піків на цих характеристиках.
Відомо, що електрокорозію протікає тільки в підземній частині опор в присутності грунтового електроліту - вологи, що міститься в грунті (бетон за своєю структурою є капілярно-пористим і активно вбирає вологу з ґрунту). В результаті електрохімічної діаметр арматурних прутків в підземній частині опори зменшується і, відповідно, змінюється положення резонансних піків на АЧХ. У той же час в надземної частини опори електрокорозію неможлива [2] (Вайнштейн А.Л. Павлов А.П. Корозійні пошкодження опор контактної мережі. М. Транспорт, 1988, стор.24), і її АЧХ зберігає початковий вигляд і положення резонансних піків.
Отже, по появі зсуву основних резонансних піків на АЧХ підземної частини опори щодо їх положення на АЧХ надземної частини і його величиною можна судити про наявність і ступінь електрокоррозіонного пошкодження арматури в підземній частині опори.
Пропонований спосіб знімає також проблему діагностики опор різних типів і років випуску з різною кількістю і розмірами арматурних прутків, оскільки опора порівнюється сама з собою.
На кресленні представлена блок-схема пристрою для здійснення запропонованого способу.
Застосування способу була перевірена на модельних залізобетонних зразках, які представляли собою бетонні кубики розміром 10 × 10 × 30 см, армовані по центральній осі сталевим прутком діаметром 5 мм. Зразки поміщали в посудину з водою і пропускали по ним постійний струм силою 200 mA. Анодом служив арматурний пруток. Періодично зразки виймали з води, просушували і знімали АЧХ в інтервалі 5,0-25,0 кГц східчасто через 50 Гц з витримкою на кожному ступені 0,5 сек.
Для зйомки АЧХ використовували пристрій, блок-схема якого показана на кресленні. Тут 1 - перебудовується генератор, 2 - підсилювач, 3 - випромінювач акустичних коливань, 4 - датчик, 5 - підсилювач, 6 - піковий детектор, 7 - пристрій управління, 8 - графічний індикатор, 9 - контрольований зразок, 10 - арматура.
За командою пристрою управління (7) перебудовується генератор (1) формує ступінчастий ряд частот від 100 Гц до 25 кГц з кроком в 50 Гц і заданою тривалістю витримки на кожному ступені. Сформований коливання посилюється підсилювачем (2) і випромінюється випромінювачем (3). Випроменені коливання, пройшовши через бетон контрольованого зразка (9), досягають арматури (10) і збуджують в ній ізгібние коливання. Ці коливання через бетон виходять на поверхню, де реєструються датчиком (4). Датчик (4) притискають до поверхні бетону через контактну мастило (наприклад, літол) для виключення появи резонансів між поверхнями датчика і бетону. Прийнятий сигнал посилюється підсилювачем (5), детектується піковим детектором (6) і, після оцінки рівня прийнятого сигналу пристроєм управління (7), відображається на графічному індикаторі (8) разом із значенням частоти.
Як відомо [3] (Глаговський Б.А. Московенко Н.Б. Низькочастотні акустичні методи контролю в машинобудуванні. Л. Машинобудування, 1977, стор.14), частота згинальних коливань fізг стрижня залежить від діаметра і довжини стержня по співвідношенню
де d - діаметр стержня;
l - довжина стрижня;
Cl - швидкість поширення пружних поздовжніх коливань в стрижні;
Звідси видно, що величина fізг пропорційна діаметру стрижня.
Оскільки в результаті розвитку електрокорозії діаметр арматурного прутка в модельному зразку зменшується (а його довжина залишається вихідної), резонансні піки повинні при цьому зміщуватися в бік більш низьких частот.
У табл.1 представлені дані про залежність частоти основних резонансних піків модельного зразка від кількості протекшего по ньому електрики.
Велика різниця значень f1. знятих на двох рівнях, виявлена тільки у опори №338. У неї частота f2 на рівні 2 приблизно на 25% менше, ніж на рівні 1.
При відкопування на глибині близько одного метра у цій опори була виявлена ділянка зруйнованого бетону з оголеною іржавої арматурою. На інших опорах видимих дефектів при відкопування виявлено не було.
Як показали експерименти, ефект зсуву резонансної частоти на АЧХ, знятої на нижньому рівні 2, щодо її положення на АЧХ, знятої на рівні 1, спостерігається не тільки при зйомці АЧХ нижче рівня поверхні грунту, але і вище нього до висоти близько 20-25 см (внаслідок капілярного підйому вологи з бетону).
Наведені дані підтверджують можливість визначення наявності та ступеня електрокоррозіонного пошкодження арматури в підземній частині залізобетонних опор по відмінності положення основних резонансних піків на АЧХ, знятих на двох рівнях, різних по висоті відносно поверхні грунту.
1. Спосіб контролю стану підземної частини залізобетонних опор контактної мережі, що включає порушення в арматурних стержнях опори вимушених коливань зі змінною поступово частотою до заданого часу витримки і фіксацією амплітуди коливань на кожному ступені, що відрізняється тим, що коливання збуджують на двох різних за висотою рівнях, один з яких знаходиться близько або нижче поверхні грунту, а другий - в надземної частини опори, а про стан підземної частини опори судять за ступенем відмінності положення основних резонансних піко в на амплітудно-частотних характеристиках, знятих на цих рівнях.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в ньому перший рівень знаходиться в інтервалі 1,0 - 1,5 м вище поверхні грунту, а другий рівень - в інтервалі 0,2 м вище поверхні грунту - 0,5 м нижче поверхні грунту.
Винахід відноситься до механічних випробувань різних матеріалів.
Винахід відноситься до техніки дослідження твердих матеріалів на кавитационную стійкість з використанням ультразвукових хвиль.
Винахід відноситься до способів випробувань матеріалів і елементів конструкцій, а точніше до способів визначення довговічності конкретного виробу при стаціонарному навантаженні.
Винахід відноситься до випробувальних пристроїв.
Винахід відноситься до контрольно-вимірювальної техніки і може бути використано для діагностики трещинообразования і прогнозування залишкового ресурсу металоконструкцій до освіти макротріщини в зонах концентрації напружень, навантаження яких проходить в умовах циклічного пружно-пластичного або пластичного деформування.
Винахід відноситься до області механічних випробувань конструкційних матеріалів, а точніше до способів визначення часу до руйнування.
Винахід відноситься до області досліджень міцнісних властивостей металів шляхом додатки до них повторюються зусиль.
Винахід відноситься до способів дослідження пружних властивостей конструкцій і може бути використано для визначення тріщин або пробоїн в конструкції літального апарату в польоті.
Винахід відноситься до дослідження міцності грунтів.
Винахід відноситься до випробувальної техніці
Винахід відноситься до випробувальної техніці
Винахід відноситься до випробувальної техніці
Винахід відноситься до випробувальної техніці
Винахід відноситься до випробувальної техніці, до випробувань на міцність
Винахід відноситься до випробувальної техніці, до випробувань на міцність
Винахід відноситься до випробувальної техніці, до випробувань на міцність
Винахід відноситься до випробувальної техніці, до випробувань на міцність
Винахід відноситься до випробувальної техніці, до випробувань зразків матеріалів і виробів на міцність
Надати фінансову допомогу
проекту FindPatent.ru