Добавить сайт в закладки
mail@prokontrol.ru+7 (495) 768-61-65Ежедневно с 9:00 до 18:00

Уникальные технологии применения радаров в деле неразрушающего контроля

РАДАР И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

Главная потребность технологий неразрушающего контроля состоит в необходимости оценки  обследуемого объекта без нарушения его целостности, а иногда — без прекращения функционирования. Упрощённо говоря, требуется увидеть недоступное обычному визуальному обследованию и испытать без разрушений. Вот несколько типичных примеров таких обследований, важность которых трудно переоценить, а технологии — заменить другими:

  • оценка внутренних поверхностей замкнутых объёмов и полых объектов
  • контроль параметров монолитного материала
  • обнаружение дефектов, локализованных в толще монолитного материала.

Обширные и всё нарастающие требования к современным технологиям, новым и старым объектам материального мира неизбежно приведут к тому, что любые операции оценки качества и состояния материалов, изделий и конструкций будут выполняться только неразрушающими методами.

Уже сейчас подавляющее большинство работ по оценке качества и состояния разных объектов, материалов, узлов и деталей выполняется только такими технологиями.

Аппаратура неразрушающих технологий

Приборы, обеспечивающие работы неразрушающих технологий оценки качества, представляют собой аппаратуру, использующую различные принципы проникающих воздействий:

  1. радиации
  2. ультразвуковых волн
  3. магнитных и электромагнитных полей.

Исключение составляют метода капиллярного контроля, основанные на физических свойствах жидкостей высокой текучести.

Проникающие воздействия обеспечивают возможность не только увидеть полную и точную внутреннюю структуру материала, но и оценить её характеристики.

Радары

Устройство, улавливающее и анализирующее излучённые им же радиоволны, отражённые от объектов, представляющих интерес, называется радаром. Эта технология была разработана в середине минувшего века. В наши дни радары — обширная группа устройств, работающих в важных областях хозяйства, например:

  • в военном деле
  • в авиации
  • в метеорологии
  • в морском деле и в речном судоходстве.

Остроумная и перспективная идея оценки местоположения объекта и его параметров, а именно это делают радары, постоянно развивается. Находятся новые и оригинальные возможности применения такой техники — в астрономии, в рыбной ловле и в области неразрушающего контроля.

Проникающая способность радиоволн, используемых радарами, ограничена, но эта технология может быть использована для анализа объектов плоскостного характера — поверхностей, тонких слоёв.

В компании используют не только радарные технологии, но и тепловизионное инфракрасное оборудование

PENETRADAR

Американская компания PENETRADAR – пример лаборатории неразрушающего контроля. Интересно, что эта коммерческая частная компания избрала для своей деятельности узкий сектор — применение радаров для оценки качества и состояния плоскостных объектов.

История этой компании начинается со времён позорной для Америки Вьетнамской войны. Основатели компании, Anthony V. Alongi и Anthony J. Alongi занимались исследованиями возможностей применения радарной технологии для поиска не содержащих металлических деталей мин и самодельных взрывных устройств такого же назначения. Оружие такого рода широко применялось вьетнамцами в войне с агрессором.

По окончании военных действий отцы-основатели компании  PENETRADAR использовали немалые объёмы своих разработок в мирных целях — для обследования грунта и покрытий, строительных конструкций и других объектов. О роде деятельности компании свидетельствует само её наименование, образованное из сочетания английских слов «проникать» и «радар».

Деятельность компании развивается в двух направлениях — изготовление аппаратуры и оказание услуг. Главная технологическая идея этих направлений - ground penetrating radar systems (GPS),  что можно перевести примерно, как «проникающие в грунты радарные системы».

Вот основной ассортимент продукции компании:

  1. радарные системы
  2. антенны и датчики
  3. программное обеспечение
  4. транспорт, вспомогательные устройства, аксессуары.

Главный компонент аппаратуры — системные блоки (Penetradar Integrated Radar Inspection Systems (IRIS) Это небольшого размера агрегаты, предназначенные для установки на тележки или специальные автомобили. Есть версии такой аппаратуры, предназначенной для применения вручную -эти устройства внешне напоминаю привычную конструкцию миноискателя.

Аппаратура PRNETRADAR

Устройства, изготавливаемые компанией ориентированы на особенности применения. Эти особенности, а точнее — предназначение аппаратуры определяет параметры и технические характеристики.

Вот основные достоинства такой аппаратуры:

  • высокая степень автоматизации исследования и точность результатов
  • очень высокая скорость обследования поверхностей — для дорог и других линейных объектов эта скорость достигает 100 км\час
  • современные и удобные интерфейсы, использующие самые последние достижения специальной и бытовой аппаратуры, например — интерактивный экран
  • возможности адаптации под решаемые задачи контроля.

К достоинствам этой аппаратуры относят и оптимальную, оправданную стоимость.

Кроме системных блоков, компания выпускает антенны — основные компоненты радарных систем, конфигурацию которых можно компоновать под решаемые задачи.

Хорошо продуманы и сконструированы вспомогательные устройства (аксессуары) - тележки, штанги для ручных приборов, навесные консоли для применения на автомобилях.

Дорожные одежды и покрытия

Услуги компании основаны на применении собственной уникальной техники. Вот основные виды неразрушающего контроля, для которого используют радарные технологии:

  1. оценка состояния дорожных одежд и мостовых покрытий
  2. контроль конструкций железнодорожного полотна
  3. геотехническое обследование участков и территорий
  4. контроль конструкций и стен туннелей
  5. проверка состояния площадок парковки автомашин
  6. оценка инженерных сетей.

Для работы в компании используют навесное оборудование на стандартные автомашины разных конструкций. Аналогичное оборудование поступает в продажу, а его незаконное копирование предотвращается патентами.

Дорожные одежды и покрытия

Одна из самых востребованных работ неразрушающего контроля — оценка состояния дорожных покрытий. Вот какую информацию можно оперативно и наглядно получить с помощью радарных технологий:

  • структура покрытия и толщина составляющих его слоёв
  • многие виды дефектов внутренних слоёв
  • участки избыточной влажности
  • пустоты и посторонние включения, например — остатки заброшенных трамвайных путей.

Заказчики таких работ высоко ценят одно из основных достоинств — возможность инспектировать дороги техникой, движущейся со скоростью автомобильного потока. Такая технология позволяет обследовать сотни километров дорожного полотна в день без перекрытия движения.

Работа машины, на которой установлено оборудование компании PENETRADAR построена так, чтобы получить все возможные виды информации, в том числе:

  1. результаты радарного обследования
  2. тепловизионное обследование
  3. фотографии высокого разрешения.

Для эффективного контроля дорожного полотна машина с аппаратурой оснащается двумя, а чаще — тремя или четырьмя радарными модулями (антеннами), дополненными инфракрасной и фототехникой. Работы могут выполняться за редким исключением в любую погоду. Перепады и параметры температуры, влажности, ветра не оказывают влияния на точность работ.

Технологии радарного обследования рассчитаны на работу с асфальтом, бетоном, асфальтобетоном - основными, наиболее распространёнными видами дорожных покрытий и одежд, а также — подготовительных и рабочих слоёв.

Очень интересны результаты работ по обнаружению аномалий дорожных конструкций, к которым относят посторонние включения. С помощью аппаратуры и управляющего ею программного обеспечения удаётся получить точную, удобочитаемую и просто красивую, живописную карту дорожного покрытия. На этой карте отмечается точная локализация посторонних включений и других аномалий, определяются их параметры, характер, а нередко — точная форма, позволяющая узнать, что же именно скрыто в толще дорожной конструкции.

Обследование туннелей

При работе в туннелях радарные и связанные с ними технологии подразумевают довольно близкое приближение к поверхности бетона — основного конструктивного материала этих важных сооружений. Такая техника разработана и используется в компании PENETRADAR. Машина, на которой установлены антенны радаров, камеры и датчики инфракрасного излучения, оборудована специальным модулем — манипулятором. Такой модуль представляет собой направляющий рельс, по которому перемещается каретка. На каретке установлена штанга, удерживающая блок антенн и датчиков.

Эта и аналогичные системы обеспечивают автоматическое установление требуемого расстояния от антенны до материала стен туннеля, а значит — оперативное получение достоверной информации.

Итогом обследования стен туннеля является комплексная карта, выполненная в линейном формате в достаточно крупном масштабе — в 1 дюйме 10 футов, что примерно соответствует масштабу 1:120 в метрической системе. Эта карта — комплект планов стен туннеля (plan-view map), на которых отражены результаты комплексного обследования:

  • радарного контроля материала и составляющих его слоёв
  • инфракрасного исследования поверхности
  • фотосъёмки высокого разрешения.

Эти планы очень наглядны, понятны и удобны в работе. Их несомненная польза состоит не только в обнаружении дефектов и даже аварийных мест, но и в возможностях планировать стратегию и технологию текущего обслуживания такого сооружения.

Оценка состояния железобетонных конструкций туннеля линии метро оборудованием, установленным на легковой машине, двигающейся по железнодорожному пути

Обследование железнодорожных путей

Тестирование рельсов осуществляется без применения радарных технологий, которые выгодны для оценки качества и состояния основания — насыпи и составляющих её подготовительных и рабочих слоёв. Работа радарной технологии в этом направлении доказала высокую эффективность.

Оценка конструкций железнодорожного пути осуществляется с помощью автомашины, адаптированной к перемещению по рельсам. Машина оборудована радарной аппаратурой и  дополнительными устройствами для фотосъёмки с высоким разрешением и тепловизионного обследования.

Результат такого обследования железнодорожного пути или трассы метрополитена является подробный план в линейном формате, где указаны основные данные тестируемой конструкции:

  • наличие и количество подготовительных и рабочих слоёв основания
  • толщина слоёв
  • обнаружение отклонений от нужного стандарта технического состояния этих слоёв
  • поиск и обнаружение других аномалий.

Скорость и малая зависимость от климатических и погодных условий позволяет выполнять такие операции контроля состояния железнодорожного пути в больших объёмах, планировать своевременный контроль качества другими методами и даже выполнять неотложные восстановительные и профилактические работы.

Применение радарной технологии и дополняющие её другие методики неразрушающего контроля плоскостных и линейных объектов большой величины — важный ориентир для научно-исследовательской работы.