Оценка коррозионного износа металла

Оценка коррозионного износа металла позволяет установить, насколько коррозионные повреждения изменили фактическую толщину и геометрию стальных конструктивных элементов. Основное внимание уделяют количественному определению потери металла, расположению повреждённых участков и их возможному влиянию на рабочее сечение.

Коррозия может развиваться равномерно по поверхности или локально, образуя язвы, углубления и участки интенсивного разрушения. Поэтому наличие ржавчины ещё не определяет степень износа: внешне выраженный коррозионный слой не всегда сопровождается значительной потерей металла, а локальное повреждение может существенно уменьшать толщину отдельного участка.

Задача исследования — разграничить поверхностные признаки коррозии и фактически подтверждённое уменьшение сечения. Для этого измеряют доступные параметры, оценивают распространение повреждений и сопоставляют результаты с исходной геометрией элемента, если она достоверно известна.

Где и почему необходимо оценивать коррозионный износ

Проверку назначают при обнаружении признаков коррозии на колоннах, балках, фермах, связях, опорных деталях и других металлических элементах. Особое значение имеют повреждения в зонах передачи значительных усилий, у соединений и на участках, где конструктивная форма способствует накоплению влаги.

Оценка может потребоваться:

• При выявлении ржавчины, расслоения продуктов коррозии и местного разрушения поверхности металла.
• Если необходимо установить остаточную толщину стенок или полок стальных профилей.
• При обнаружении коррозионных повреждений опорных плит, фасонок и соединительных деталей.
• Для определения фактических характеристик сечений перед проверочным расчётом.
• При сопоставлении состояния различных участков конструкции после длительной эксплуатации.

Наиболее выраженное внешнее повреждение не обязательно находится в наиболее ответственной расчётной зоне. Поэтому расположение участков контроля определяют с учётом конструкции элемента, условий эксплуатации и предполагаемого распределения усилий.

Характер коррозии и измеряемые параметры

При обследовании необходимо различать распространённость повреждения и глубину потери металла. Эти характеристики описывают разные стороны коррозионного процесса и не могут заменять друг друга.

Равномерная коррозия. Характеризуется уменьшением толщины на относительно протяжённой поверхности. Для оценки важно установить остаточную толщину в нескольких точках и определить, насколько однородно распределён износ.

Местная и язвенная коррозия. Проявляется отдельными углублениями, размеры и глубина которых могут существенно различаться. Средняя толщина элемента не всегда отражает состояние наиболее повреждённой зоны.

Коррозия в соединениях и контактных зонах. Может развиваться на поверхностях, доступ к которым ограничен прилегающими деталями. Видимые признаки не позволяют автоматически определить состояние скрытой контактной поверхности.

В зависимости от задачи фиксируют остаточную толщину, протяжённость повреждённого участка, глубину отдельных углублений, расположение дефектов и степень изменения первоначальной геометрии.

Общий перечень количественных характеристик различных коррозионных повреждений рассматривается на странице «Коррозионные повреждения: измеряемые параметры». При исследовании металлоконструкций основное значение имеет пригодность полученных данных для характеристики фактического стального сечения.

Измерение остаточной толщины металлических элементов

Способ измерения выбирают с учётом геометрии детали, доступности поверхности, характера коррозии и предполагаемой толщины металла.

На доступных кромках и участках, где возможно непосредственное измерение, могут применяться соответствующие механические измерительные средства. Для определения толщины стенок и полок профилей также используют ультразвуковую толщинометрию при соблюдении условий применимости метода.

Ультразвуковое измерение позволяет оценить толщину металла в зоне контроля, однако точность зависит от состояния поверхности, акустических свойств материала, конфигурации детали и корректности настройки прибора.

При выполнении измерений учитывают:

• Подготовку поверхности. Продукты коррозии, покрытия и неровности могут препятствовать надёжному контакту датчика.
• Расположение точек. Контроль должен охватывать характерные и наиболее повреждённые участки.
• Локальность результата. Измерение в отдельной точке не характеризует автоматически всю поверхность элемента.
• Геометрию повреждения. Узкие глубокие язвы могут требовать дополнительного исследования, если выбранный метод не обеспечивает их достоверного определения.
• Повторяемость. Неоднозначные показания проверяют с учётом состояния поверхности и возможностей метода.

Если внутренняя поверхность полого элемента недоступна, возможность её оценки определяется характеристиками применяемого метода. Наличие достоверных измерений с одной стороны не означает, что все скрытые повреждения обязательно обнаружены.

Определение потери металла и её технического значения

Для вычисления величины износа необходимо знать исходную толщину либо иметь обоснованную базу сравнения. При известной первоначальной толщине разность между ней и измеренной остаточной толщиной может характеризовать потерю металла в соответствующей точке.

Однако номинальная толщина профиля не всегда равна фактической толщине до начала эксплуатации. Если исходные размеры неизвестны, необходимо учитывать производственные отклонения и другие обстоятельства, способные повлиять на оценку величины износа.

При неравномерной коррозии важно установить не только минимальную толщину, но и размеры повреждённой зоны. Единичное локальное углубление и протяжённое уменьшение толщины могут по-разному влиять на работу элемента.

Количественная оценка изменения геометрии связана с задачей оценки потери сечения. При этом фактическое уменьшение площади или других характеристик сечения ещё не определяет автоматически степень снижения несущей способности.

Для проверки технического значения коррозионного износа учитывают положение повреждения относительно расчётных усилий, конструктивную схему и состояние сопряжённых деталей. При достаточности исходных данных результаты используют для расчёта несущей способности.

Если исходные размеры или границы повреждения достоверно не установлены, количественный вывод о величине потери металла должен содержать соответствующие ограничения.

Результаты оценки коррозионного износа

Результаты исследования должны позволять соотнести измеренные значения с конкретными участками металлического элемента и условиями проведения контроля.

Итоговые материалы могут включать:

• Описание обследованных металлических элементов и границ проверки.
• Схемы расположения коррозионных повреждений и контрольных точек.
• Характеристику распространённости и вида обнаруженной коррозии.
• Измеренные значения остаточной толщины металла.
• Оценку потери толщины при наличии достоверных исходных характеристик.
• Указание ограничений, связанных с доступностью поверхностей и методами измерения.
• Выводы о пригодности данных для последующей технической оценки.

Если исследование выполняется в составе обследования металлоконструкций, результаты сопоставляют с состоянием соединений, геометрией элементов и фактической схемой передачи нагрузок.

Оценка коррозионного износа позволяет перейти от визуального обнаружения ржавчины к измеряемым характеристикам состояния металла. Обоснованный результат требует учёта локальности повреждений, достоверности исходной толщины и ограничений применённых методов. Только после такого анализа можно определить, достаточно ли сведений для оценки влияния коррозии на работу конструкции.