הקדמה ל- Steel Tendon Assessment

נוטה פלדה מתחנן הם עמוד השדרה של מבנים מודרניים מתחזקים, מגשרים ארוכי טווח ומבנים גבוהים עד מוסכי חניה ואיצטדיון ספורט. אלה מפלסטיקים או חוטים מתחים לפני או לאחר מיקום קונקרטי כדי לכפות מתחים דחוסים, נגד עומסי קרב קטסטרופליים ולהגדיל באופן משמעותי את חיי המבנה.

הערכה לא הרסנית (NDE) מספקת מהנדסים עם הכלים כדי לבדוק מצב נוטה ללא הסרת או פגיעה פלדה. מאמר זה חוקר את העקרונות, הטכניקות וההליכים המעשיים לביצוע יעיל NDE על נטייה פלדה, עוזר לבעלי נכסים ומהנדסים מבניים לשמור על בטיחות ולהרחיב חיי שירות תשתיות.

מדוע לא-Destructive Assessment Matters for Prestressing Tendons

בניגוד לברים גלגולים קונבנציונליים, נוטה מתחים לפעול ברמות לחץ גבוהות - לעתים קרובות 70-80% מכוחם הפורשטי האולטימטיבי.כל אובדן של חציון עקב קורוזיה או סדק עייפות קטן יכול להוביל לקרע פתאומי, אשר עשוי לגרום להתמוטטות מתקדמת של בדיקות הרסניות (חיתוך ומיצוי דגימות) הוא לא מעשי עבור שירות נוטה כי זה מחליש את המבנה היקר ודורש תיקון מוקדם של בדיקות סודיות, תוך כדי אפשרות בדיקה אוטומטית של החלפתית, החלופה.

היתרונות הכלכליים הם משמעותיים.על פי מינהל הכבישים הפדרלי, עלות החלפת גשר נוטה יכול להיות גבוה פי 5-10 כאשר מבוצעת לאחר כישלון מאשר כאשר תחזוקה מונעת מתוכננת מודרך על ידי נתוני NDE. יתר על כן, NDE מצמצם את השיבושים של התנועה ומונעת את ההשפעה הסביבתית של הרס ושיקום.

שיטות הערכה לא הרסניות

בדיקת חלקיקים מגנטית (MT)

בדיקת חלקיקים מגנטית היא אחת השיטות הוותיקות והאמינות ביותר לגילוי פני השטח ופגמים ליד-surface בחומרים פרוטרומגנטיים כמו פלדות.התהליך כולל מגנטיזציה של הנבון, ולאחר מכן החל חלקיקים מגנטיים דקים (דארי או רטוב) אל פני השטח.פלים יוצרים שדות דליפות שמושכים חלקיקים, ויוצרים אינדיקציות גלויות.

עבור נוטה מתחנן, MT הוא יעיל ביותר כאשר נוטה להיחשף (למשל, בעגן או לאחר הסרת בטון) זה דורש ניקוי פני השטח כדי להסיר קנה מידה רופפת וציפוי. מגבילים כוללים חוסר יכולת לזהות פגמים תת-קרקעיים עמוק יותר מ 6-8 מ"מ ורגישות מופחתת על פני השטח גסים. MT משמשת לעתים קרובות כטכניקה משלימה כדי לאשר סימנים שנמצאו על ידי שיטות אחרות.

בדיקה לא נכונה (UT)

בדיקות אולטרה סאונד מעסיק גלי קול גבוהה (בדרך כלל 1-10 MHz) כדי לחקור את הפנים של נוטה פלדה. A transducer שולח הדופק לתוך הפלדה; השתקפות של פגמים או גבולות מתקבלים ומוגדר על מסך. UT יכול לזהות סדקים, רִיק, הכללות, ואובדן עובי ב נוטה מ 3 מ"מ עד 36 מ"מ או יותר.

עבור יישומים מתועדים, UT הוא בעל ערך במיוחד משום שהוא יכול לבדוק אורכו של נטיון באמצעות דוקטרים מלאים של סיפוק או עשבים מפוצצים. בדיקות קוליות מתקדמות (PAUT) משתמשות באלמנטים מרובים כדי לנווט ולהתמקד דבורים, המאפשר הדמיה של גיאמטריה מורכבת וזיהוי פגמים ליד עיגון.

ההתפתחויות האחרונות בבדיקת גלי גל מונחה (GWUT) מאפשרות בדיקה של אורך נטוון שלם מנקודת גישה אחת, צמצום דרמטי של זמן ההתקנה.לדוגמה, מחקר על נוטה לגשר לאחר לחץ דם בפלורידה הראה כי GWUT יכול לזהות הפסד של 5% מעבר ל- 50 מ' עם דיוק גבוה.

מגנטי Flux Leakage (MFL)

MFL מבוסס על ריצוף שדות דליפות מגנטית וחישה מעל פגמים פורצי פני השטח. כמו נוטה פרוטרומגנטי עובר דרך או ליד שדה מגנטי חזק, אנומליות מקומיות כגון בורות קורוזיה או סדק משבש את הנתיב הרגיל של פלוקס, גורם כמה פלוקס לברוח.

מערכות MFL זמינות כיחידות מוחזקים יד עבור נוטה חשופים או כמו זוחלים רובוטיים עבור דוקטרקטים בפנים.הם יעילים במיוחד לזיהוי קורוזיה כללית ובורחת, אבל פחות רגישים לסדקים עייפות הדוקים.קלבריציה היא הכרחית, ופירוש האות יכול להיות מסובך על ידי עובי משתנה או חיזוק פלדה סמוך.עם זאת, MFL משמש נרחב בבדיקות גשר, עם סטנדרטים כגון ETM15 מתן הדרכה.

פשפשפשים (GPR)

GPR משתמש הדופקים אלקטרומגנטיים כדי לצלם תכונות תת-קרקעיות.עבור טרמפינג נוטה, זה יכול לאתר דוקטרקטים, למדוד כיסוי קונקרטי, לזהות ריקות, לחות, או זעזועים סביב נוטה. בעוד GPR אינו מעריך ישירות את מצב הפלדה, הוא מזהה אזורים שבהם הסיכון קורוזיה הוא גבוה (למשל, חוסר כיסוי גרפי) ומדריכים ממוקדים באמצעות שיטות NDE אחרות.

מערכות GPR מודרניות עם 1-2 GHz אנטנה יכול לפתור דוקטרונים נוטה לתוך דיוק עומק ±5 מ"מ תוכנת עיבוד נתונים יוצרת מפות תלת-ממדיות של הפריסה נוטה, אשר שימושי במיוחד עבור מבנים עם תצורה לא ידועה כפי מובנה. עם זאת, GPR לא יכול לזהות קורוזיה או סדקים בפלדה עצמה, ואת עומקו מוגבל ל- 0.5 מ"ר בטון.

טכניקות נוספות

(FLT:0 ,Radiographic Testing (RT)FLT:1) משתמש קרני רנטגן או gamma כדי לייצר תמונות של מצב נוטה, גילוי קורוזיה או חוטים שבורים.זה לעתים רחוקות בשימוש בתחום בשל חששות בטיחות ודרישות גישה.

(FLT:0)Acoustic Emission (AE)cioFLT:1 להאזין גלי לחץ גבוה קידוד שוחרר במהלך צמיחה סדקים או פריצה חוט. ניטור AE רציף יכול לזהות התדרדרות פעילה בזמן אמת, אבל זה דורש חיישנים קבועים וניתוח נתונים נרחב.

(ב) ⁇ :0) ,המבחן הנוכחי (ECT) של LT:1 מתאים לגילוי סדקים על פני השטח ליד עיגון, אך מוגבל לסעיפים דקים ודורש כיבוד לכל כיתה פלדה.

שלב-בי-שלב הערכה

1. תכנון והכנה

החל על ידי סקירה של רישומים מבניים, היסטוריה של תחזוקה, ודיווחי בדיקה קודמים.זהה מיקומים קריטיים - אנקורים, מתפתלים, אזורי מתח גבוהים ואזורים עם בעיות קורוזיות ידועות. דרישות גישה Determine: כמה נוטה עשויים להיחשף לאחר הסרת בטון, בעוד אחרים נגישים רק באמצעות דוקטרקטים גרפיים או עשבים חיצוניים.

בחר את טכניקת NDE (s) המבוססת על סוג של פגם חשד.עבור פגמים משטח ב נוטה חשופים, MT או UT הם אפשרויות עיקריות. עבור קורוזיה פנימית ב נוטהים נפוחים, MFL או גלי מונחה קולי מתאימים יותר.אם המטרה היא למפות עמדה נוטה, GPR היא האפשרות הטובה ביותר.

הכינו את פני השטח הטיוטה: מנוחה נקייה, ריגוש או צבע מאזור הבדיקה באמצעות מצחצחים חוטים, פותרים, או שחיקה קלה.וודא שהמשטח יבש עבור MT ו UT כדי למנוע אינדיקציות כוזבות.עבור MFL, להסיר מפלט רופף אבל לא דבק חזק קנה מידה.

2. Calibration and Equipment

קלג את כל הכלים באמצעות תקני ההתייחסות המחקים את הגיאומטריה נוטה ואת פגמים צפויים. עבור UT, השתמש בלוקים calibration עם פגמים ידועים בעומק משוער וכיוון של עניין.עבור MFL, להכין דגימות עם זרמי קורוזיה מלאכותיים של ממדים ידועים להגדיר רמות סף.

הגדר מחסומים בטיחותיים וציוד הגנה אישי (PPE) כנדרש, במיוחד כאשר עובדים בגבהים או ליד תנועה חיה.עבור רדיוגרפיה רנטגן או גמא, טמבלון מאזור מבוקר ועוקב אחר פרוטוקולי בטיחות קרינה.

3.ביצוע בדיקות

בצע את הבדיקה באופן שיטתי, נע בין אזורים נגישים פחות נגישים.עבור נוטה חשופים, ליישם אבקת MT או השעיה רטובה תוך מגנטיזציה - באופן חד-משמעי באמצעות יוגורט או פרודז. עבור UT, להחיל ג'ל הפיכה לסרוק את הטראנספר לאורך ציר נוטה בדפוס רשת, ולא כל אינדיקציה של פגמים.

עבור MFL, להעביר את ראש החיישן בהתמדה לאורך הטינטון במהירות קבועה (בדרך כלל 0.1-0.5 מ ' /s) כדי למנוע אותות חסרים. רשומות נתונים ברציפות. עבור GPR, למשוך את האנטנה לאורך קו מסה מקבילים לטינון, שמירה על מגע עקבי עם משטח קונקרטי.מארק כל הסימנים ישירות על המבנה עם chalk או קלטת עבור מתאם מאוחר יותר.

תנאי סביבה של מסמך (טמפרטורה, לחות) שעשויים להשפיע על הפצת אותות. לצלם בכל מיקום מבחן.

4. ניתוח נתונים ופרשנות

אנליז את הנתונים שנאספו באמצעות תוכנה מיוחדת. for UT, לזהות תבניות הד המציין השתקפות של פגמים (למשל, סדקים הפנים או קצה של חוט שבור) בהשוואה סריקות בסיס מן נוטה טובים ידועים.עבור MFL, אותות מדלפת נגד מיקום ותואמים שיאים עם קריטריונים של קיבת כדי להעריך עומק פגם.

נתוני GPR דורשים עיבוד להסרת קלוטריטר ולשפר את ההשתקפות של דוקטרונים נוטה. השתמש באלגוריתמים הגירה כדי לאתר במדויק עמדות דוקטרקט.הקצוב-ההפרעה עם תצפיות חזותיות של סדק או מכתים על פני השטח הבטון.

פרשנות היא לעתים קרובות רציונטיבית.אם אינדיקציה חשודה נמצא עם שיטה אחת, לאמת עם טכניקה שנייה - לדוגמה, לאשר אות קורוזיון MFL עם עובי UT המקומי.

5.דיווח והמלצות

ממצאי Compile לתוך דו"ח ברור עם תמונות מרשימות, פיסות נתונים, ומקומות פגומים המסומנים על תוכניות מבניות.סווג פגמים בחומרה: קורוזיה של משטח קטן עשוי לדרוש רק טיפול על פני השטח, בעוד אובדן משמעותי של ניתוח צלב (>15%) בדרך כלל דרישות נוטה החלפת או חיזוק משלים.

לספק המלצות פעולה: לקבוע בדיקות מפורטות נוספות, לפקח על המרווחים, או ליישם תיקונים. Include רשימה עדיפות המבוססת על סיכון - עלונים במסלולי העומס הקריטיים ביותר או עם הפגמים הגדולים ביותר יש לטפל תחילה.קלקודים החלים כגון AASHTO T 327 עבור UT של strands טרום מתח או ASTM E1444 עבור בדיקות חלקיקים.

יתרונות ומגבלות של NDE עבור עידוד Tendons

יתרונות

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ מבנית: FLT:1, הנוטה נותרה בשירות ללא קידוח, חיתוך או הדגשת שינויים.
  • (ב) ניתן לזהות את ההפחתה המוקדמת של ה-FLT:1 בקורוזיה ועייפות לפני השגת סף קריטי, המאפשר התערבות מתוכננת.
  • (ה) מניעת תקלות בלתי צפויות מבטלות את עלויות תיקון החירום ושעות השבתה.
  • (FLT:0)Versatility: FLT:1 טכניקות חלות על סוגים שונים של נוטה (strand, חוט, בר), חומרי דוקטרקט (steel, HDPE), ותנאים קונקרטיים (המוחזקים, ung Pathed).
  • (FLT:0) תחזוקת מבוססת תנאי: ההרחבה 1 (NDE) מאפשרת החלטות רציונליות לגבי החלפת נטיון ולא להסתמך על לוחות זמנים המבוססים על גיל גנרי.

הגבלות

  • (ב) אילוצים גישה:0) דרישות רבות דורשות מגע פנים ישיר עם הטיגון, אשר עשוי להיות קשה לקבורה עמוקה, נוטה נפוחים.
  • (FLT:0)Operator תלותיות: כוח אדם ממונע 1 נחוץ ל calibration נאותה, רכישת נתונים ופרשנות. מפעילי חוסר ניסיון עלולים להחמיץ פגמים או ליצור חיובי כוזב.
  • (ב) § (ב) ⁇ :0) גבולות: 1. MT ו-ECT הם משטח-או ליד-surface-רק. UT פוחת עם גסות נוטה וגודל דגנים.GPR אינו יכול לראות מעבר למטמים מתכתיים.
  • (FLT:0) של מערכות מתקדמות: FLT:1read-array UT או רובוטיקה MFL סורקים דורשים השקעה משמעותית, אם כי עלויות בדיקה ניתן להצדיק עבור תשתיות גדולות.
  • (FLT:0) רגישות סביבתית: FLT:1 שיטות מגנטיות מושפעות מחיזוק פלדה סמוך ואפקטיביות משתנה. אותות אולטרה סאונד אם הטינטון אינו מגובש היטב.

הקדמה אחרונה ב-Frefering Tendon NDE

העשור האחרון ראה חידוש מהיר.FLT:0;0) גל מאונטן טומוגרפיה 1FigmographyFelo עכשיו מאפשר הדמיה של חלקים נוטה עד 100 מ' מנקודת גישה אחת, באמצעות מערך של טרנסנפורמטים שיוצרים ומקבלים גלים. אלגוריתמי למידת מכונה מאומנים לסווג באופן אוטומטי סוגים פגומים של תבניות אותות, צמצום שגיאות, לדוגמה, חוקרים מאוניברסיטת טקסס פיתחו אבולוציה של שבעה חוטים עם דיוקים שבורים.

(ב) [13] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(FLT:0) אינטגרציה תאום תאום אינטגרטיבית 1 (FLT:1) מתעוררת, שם נתונים NDE מבדיקות מרובות מוזנים למודל יסוד סופי כדי לדמות יכולת נטוון שנותרה תחת תרחישים שונים של עומס.זה מאפשר הערכת סיכונים פרובביליסטיים ולא פשוט ללכת / לא גשו סף.

כמה תקני תעשייה מתייחסים כעת לשיטות מתקדמות אלה.הפדרציה הבינלאומית ל- Structural Concrete (fib) פרסמה כדור על NDE של נטיות לאחר לחץ, והחברה האמריקנית של Nondestructive Testing (ASNT) מציעה אישורים ספציפיים עבור דליפת שפעתx מגנטית ומערך שלב של אודיו.

דוגמה: הערכה של ברידג' פוסט-נסינג Tendons

גשר בטון בעל 30 שנים בדרום-מזרח ארצות הברית הציג סדקים בעגגן ובסימנים של כתמים גרפיים על ה-Soffit.מהנדסים השתמשו בגישה רב-טכנית NDE:

  1. (ב) עיין:0GPR סקריפי FLT:1 של כל סיפון הגשר ממפה עמדות דוקטרקט וזיהתה שלושה תחומים שבהם חללי קבר הציעו שיבושים לא שלמים.
  2. (FLT:0MFL סריקת FLT:1) של נקודות חשיפה באזורים חשודים חשפו אותות דליפת פלוקס מקומיים מעידים על קורוזיה בשני מעוגנים.
  3. (ב) באותה ⁇ ,0) , ⁇ ⁇ (ב) באותה ⁇ ⁇ אישרו את ההפחתה של 8-12% בשני נטים, יחד עם סדק קטן ליד האחיזה.
  4. בהתבסס על ממצאים אלה, שני הנתונים המושפעים ביותר הוחלפו, בעוד שהנטינים הנותרים היו מתוכננים לבחינה מחודשת של חמש שנים.העלות של קמפיין ה-NDE הייתה 45,000 דולר, בהשוואה ל-600,000 אם נותרו עד שתיקון חירום ותיקון חירום היה צורך.

מסקנה

הערכה לא הרסנית של נטייה להמתחת פלדה היא תרגול הכרחי עבור ניהול תשתיות מודרניות.על ידי הבנת היכולות והמגבלות של טכניקות כגון בדיקות חלקיקים מגנטיים, בדיקות קוליות, דליפות פלוקס מגנטית, ומדחמת קרקעיים מכ"ם, מהנדסים יכולים לעצב תוכניות בדיקה כי לזהות מוקדם ללא פגיעה במבנה.תהליך שיטתי של תכנון, קיטור, ניתוח, ניתוח, ולהבטיח תוצאות אמינות כיבוד יעיל יותר, כמו גם החלטות תחזוקה לטווח ארוך, הוא להמשיך לפתח נתונים לטווח ארוך.