V roce 2017 bylo ve Spojených státech používáno více než 600,000 mostů. Téměř 9 % těchto mostů je klasifikováno jako strukturálně nevyhovující, což znamená, že stav těchto mostů vykazuje závažné vady, a aby byla zachována jejich bezpečnost, musí být přijata různá omezení. Ačkoliv strukturálně nevyhovující most není bezprostředně nebezpečný, může se jím stát, pokud nejsou provedena zásadní zlepšení.
Průměrná očekávaná životnost mostu je 50 let, ale zhruba jeden z čtyř mostů v USA je starší. Aby byla zachována strukturální bezvadnost a bezpečnost mostů (nových i starých), je nutné provádět jejich pravidelné kontroly. Aby mosty zůstaly bezpečné, používají inspektoři různé nedestruktivní zkušební techniky (NDT). Přestože jsou tyto NDT metody funkční, nejsou dostatečně účinné a spolehlivé. Díky modernímu ultrazvukového testování však inspektoři mohou provádět svoji práci s lepšími údaji a spolehlivějšími informacemi.
Problém
Každý den přejede přes strukturálně nevyhovující mosty v průměru 174 miliónů vozidel. V průběhu životnosti mostu může neustálé zatěžování a odlehčování hmotnosti na struktuře způsobit praskliny a trhliny, které se vytvoří ve svařovaných spojích a šroubech držících most pohromadě. Pokud se nechají bez zásahu, může dojít ke katastrofě. Aby k ní nedošlo, je třeba najít závady, jako např. korozi a únavové praskliny, co nejrychleji a nejúčinněji. |  Různé závady a nespojitosti objevující se ve svarech. |
Svařované spoje a šrouby spojující mostní ocelové pilíře jsou zvláště náchylné k nespojitostem, které mohou dát vzniknout korozi a prasklinám. Pevnost svaru je snížena například, když svařovaný spoj nedostatečně propojí ocel nebo zachycený plyn ve svařovaném spoji vytvoří bubliny. Šroubový spoj může být oslaben smykovým napětím, které se objevuje, pokud jsou dvě upevněné struktury tlačeny do opačných směrů. Tato slabá místa vytváří koncentrované body s vysokým namáháním, kde může dojít ke vzniku prasklin.
Tradiční NDT metody
Tradiční NDT metoda používaná ke kontrole mostů je kapilární zkouška (PT), při které je k odhalení povrchových prasklin ve svarech použito tekuté barvivo. Ačkoliv má tento způsob jen málo omezení týkajících se materiálu a je relativně levný, je omezen pouze na odhalení povrchových prasklin, praskliny pod povrchem zůstanou neobjeveny. Dále, aby mohl inspektor použít tuto metodu, musí mít přímý přístup ke kontrolovanému povrchu. A drsnost povrchu může ovlivnit citlivost zkoušky.
Radiografie je tradiční NDT metoda, kterou je také možné využít pro kontrolu mostu, ale inspektoři od ní pomalu upouštějí. Radiografické testování používá rentgenové paprsky, které vytvoří fotografický film ve vnitřní části sváru/šroubu a stanoví, zda zde jsou přítomny nespojitosti. Tento způsob však představuje bezpečnostní rizika, protože emituje záření a vytváří chemický odpad. Navíc vyžaduje dodatečnou licenci a oblasti v blízkosti radiograficky testovaných částí musí být vyklizeny.
Jiná třída NDT metod
Ultrazvukové testování fázovým polem (PAUT) nabízí spolehlivou a bezpečnou alternativu k PT a radiografii, a zároveň nabízí lepší kvalitu získaných údajů. Defektoskop s fázovým polem používá k vysílání vysokofrekvenčních zvukových vln do mostních pilířů zkušební sondu. Pokud je přítomen defekt, jako např. prasklina nebo koroze, sonda detekuje změněné zvukové vlny. Data jsou odeslána do defektoskopu, který je posléze přemění na vizuální obraz, díky kterému může inspektor objevit závady.
Další pokročilou NDT metodou, kterou inspektoři používají, je zkoušení pomocí vířivého pole (EC zkouška). Vířivý proud slouží k detekci podpovrchových prasklin, které by kapilární zkouška neobjevila. Hlavní výhodou EC zkoušky, na rozdíl od PT, je, že může být použita na barvené nebo povrchově ošetřené plochy. Šetří tak čas a snižuje náklady, protože před kontrolou není nutné odstraňovat barvu nebo povrchové vrstvy. |  Svařované spoje lze kontrolovat pomocí zkoušení vířivým proudem bez odstranění barvy. |
V současnosti více než 54 000 mostů překročilo svou očekávanou životnost a čekají na opravy a/nebo výměnu, což by trvalo celých třicet sedm let. Abychom mohli tyto mosty bezpečně přejíždět každý den, musí být mostní inspektoři schopni určit jakékoliv závady, které by vyžadovaly omezení nákladu, a proto jsou PAUT a EC defektoskopy vynikající alternativou radiografických a PT zkoušek.
Zdroje
American Society of Civil Engineers 2017 Zpráva o infrastruktuře
American Road and Transportation Builders Association 2018 Zpráva o nevyhovujících mostech
Související obsah
Mostní kontroly využívají fázový proud