БНТИ, 2002, №7

ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ КАРТ #1#

Радиоволновой метод исследования состояния грунтов применяет московская Научно-производственная фирма ЭИТЭК для определения экологической безопасности нефтегазовых предприятий и вспомогательных сооружений - как строящихся, так и действующих.

Это касается и нефтепроводов, многочисленные аварии на которых происходят, по мнению разработчиков метода, в основном из-за недостаточной информации о состоянии грунтов - предварительной и текущей. Особенно опасны те объекты добычи, транспортировки и переработки нефти, которые строились в 60-х годах. Стремление побыстрее извлечь из недр земли "черное золото" нередко приводило в те времена к пренебрежению техническими нормами при строительстве.

Для некоторых из этих объектов сегодня нет достоверных сведений даже о местоположении их подземных сетей и тем более неизвестны характеристики грунтов, в которых они размещены.

Применяемый фирмой ЭИТЭК радиоволновой метод исследования грунтов основан на различии их электрических свойств и, как следствие, на различии возникающих в них при воздействии электромагнитного поля вторичных полей. Изучение таких полей и позволяет выявить геологические и техногенные подземные аномалии и составить на их основе геологическую карту местности. Производится это при помощи прибора собственной разработки, не имеющего на сегодняшний день аналогов в мире. Прибор состоит из передатчика, который при помощи передающей антенны (рамки) создает в грунте электромагнитное поле, и измерителя вторичного поля, снабженного второй - приемной - антенной (рамкой), причем взаимная ориентация этих антенн, а также расстояние между ними жестко определены.

Высокая частота (до 10 МГц), на которой работает прибор, делает его нечувствительным к промышленным и атмосферным помехам и позволяет использовать на застроенных территориях с высоким уровнем индустриальных помех.

Специалисты кафедры неорганической химии Омского государственного университета установили, что существует прямая связь химического состава почечных камней, удаленных у больных мочекаменной болезнью, с химическим составом потребляемой ими питьевой воды.

Некачественная питьевая вода представляет собой серьезную проблему во многих регионах России, становится причиной многих заболеваний - респираторных, аллергических, желудочно-кишечного тракта. Теперь есть основания предполагать, что ее состав может стимулировать и образование в организме патогенных биоминералов, в частности - мочевых камней.

Омские химики исследовали их состав, а также качество питьевой воды в нескольких районах области - тех, где особенно высоким оказался процент больных мочекаменной болезнью. Оказалось, что именно в этих районах питьевая вода имеет наибольшее отклонение от ГОСТа, а количество ионов железа в ней значительно превышает предельно допустимое, тогда как, например, количество ионов фтора намного меньше нормы.

Мочевые камни, как выяснилось, содержали более десятка различных элементов системы Менделеева, причем четыре из них - железо, алюминий, медь и титан - оказались буквально во всех образцах.

Исследователи считают, что недостаток в питьевой воде одних ионов и избыточное содержание других могут способствовать образованию биоминералов. И особенно явной в этом процессе представляется провоцирующая роль железа, обнаруженного как во всех камнях, так и в питьевой воде - в весьма высоких концентрациях.

Считается доказанным, что повышенное содержание в питьевой воде железа вызывает у людей аллергические реакции, увеличивает риск инфарктов и заболеваний костной системы. Теперь к этому списку прибавилось образование почечных камней. Поэтому весьма актуальными представляются работы кафедры по технологии очистки воды от ионов железа (до принятых норм).

Голографический контроль сварных швов осуществляют установки серии "Авгур", разработанные московской фирмой "Эхо+". Создание этих установок основано на работах Акустического института Российской академии наук по акустической голографии, позволяющих получать результат в режиме реального времени, то есть немедленно.

Акустическая голография - относительно новый метод, использующий традиционную ультразвуковую дефектоскопию в сочетании с компьютерной обработкой результатов и голографическим способом их представления (см. "Наука и жизнь" № 11, 1988 г.).

#2#
Изображение дефекта в сварном шве на нержавеющей стали.

Изобретенная в России еще в 20-х годах прошлого века ультразвуковая дефектоскопия (см. "Наука и жизнь" № 2, 1979 г.) давно нашла широкое применение как исключительно чувствительный способ обнаружения тончайших трещин и иных дефектов и в том числе - в сварных соединениях. Единственный, но весьма серьезный недостаток этого метода контроля состоит в том, что интерпретировать его результаты чрезвычайно трудно. На экране они представлены в виде импульсов, свидетельствующих о наличии дефекта, но не о том, что это за дефект и какую он имеет форму и размеры. А для определения его влияния на прочность конструкции это весьма существенно, и потому специалисты по ультразвуковой дефектоскопии проходят весьма серьезную подготовку. Но даже при этом условии они достаточно часто ошибаются, поскольку разрешающая способность ультразвукового контроля не превышает 10 мм. И если для больших дефектов это приемлемо, то все мелкие представляются одинаковыми.

При голографическом же контроле в память компьютера заносятся все отраженные сигналы на пути движения излучателя - приемника по контролируемой поверхности (через каждые 0,1-0,2 мм), а затем эти данные обрабатываются по алгоритму оптической голографии с учетом фазы приходящих сигналов. И в результате точность и разрешающая способность измерения повышаются на порядок. Удается улавливать даже такие сигналы, которые при традиционном контроле не фиксируются.

Новые приборы позволяют вести постоянный мониторинг за развитием дефектов, а также резко сократить объем ремонтных работ. Ведь раньше приходилось на всякий случай ремонтировать все сварные соединения, в которых имелись хоть какие-то дефекты - часто вполне безопасные. Теперь - благодаря новой технологии - можно экономить на этом весьма значительные средства.

Магнитными свойствами научились наделять полимеры в Институте элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова Российской академии наук.

Известно, что магнитные материалы изготавливают из ферромагнетиков (железа, кобальта и никеля), а также из некоторых металлов группы лантаноидов. Все они, прежде всего, отличаются присутствием в их атомах неспаренных электронов.

#3#
Образ магнитного полимера с прикрепленными магнитами.

Дело в том, что магнитным моментом обладает любой из электронов атома, но поскольку большинство их - спаренные, то магнитные моменты электронов взаимно компенсируются. Неспаренные же электроны в помещенном в магнитное поле материале ориентируются определенным образом и затем эту ориентацию сохраняют.

В Институте элементоорганических соединений используют вместо кристаллической решетки металла полимерные молекулы, вводя в их состав атомы металла. В результате получаются элементоорганические материалы с магнитными свойствами, относительно простые в изготовлении и удобные для формования и переработки.

А возможность достаточно легко изменять структуру полимерной цепи позволяет регулировать сами магнитные характеристики новых материалов.