Втрата несучої здатності опори контактної мережі електрифікованих залізниць може призвести до вельми важкої аварії з загибеллю людей. Більше половини опор контактної мережі залізниць в нашій країні і за кордоном виконано із залізобетону. Основою такої опори є стійка у вигляді товстостінної труби з зовнішнім діаметром 300 - 400 мм, виготовлена методом центрифугування. Під впливом кліматичних факторів, вібрації і робочого навантаження бетон стійки змінює структуру, розтріскується, отримує різні пошкодження, і в результаті стійка поступово втрачає свою несучу здатність. Тому для визначення необхідності заміни стійки потрібні регулярні обстеження всіх стійок деякої ділянки дороги. Такі обстеження запобігають також зайву відбраковування опор.
Можливість об'єктивної оцінки несучої здатності центрифугованих залізобетонних стійок опор базується на зменшенні швидкості поширення УЗ-коливань в бетоні при появі в ньому дефектів. Причому в силу конструктивних особливостей стійок і характеру навантажень на них зміни властивостей бетону в напрямках уздовж і поперек стійки виявляються неоднаковими: швидкість ультразвуку в поперечному напрямку з часом знижується швидше, що, мабуть, можна пояснити підвищенням концентрації мікротріщин з переважно поздовжньої орієнтацією. За зміною величин швидкостей поширення ультразвуку уздовж і поперек стійки в процесі її експлуатації, а також по їх відношенню, можна судити про ступінь втрати несучої здатності стійки і приймати рішення про її заміну.
У практиці експлуатації залізниць в Росії в останні кілька років використовується досить проста методика оцінки несучої здатності центрифугованих залізобетонних стійок опор контактної мережі, заснована на вимірах швидкості поширення поздовжніх УЗ-хвиль в тілі стійки в поздовжньому і поперечному напрямках [1]. Ця методика розроблена в ВНИИЖТ в результаті багаторічних досліджень міцності бетону в стійках опор і її зв'язку зі швидкістю ультразвуку. В якості основного вимірювального засобу при контролі опор використовується УЗ-тестер УК1401 [2], призначений для вимірювань часу і швидкості поширення поздовжніх хвиль в твердих матеріалах при поверхневому прозвучу на постійній основі 150 мм. Тестер (фото 1) являє собою малогабаритний (утримуваний в руці) електронний блок з цифровим індикатором результатів вимірювань і двома вбудованими в його корпус УЗ-перетворювачами з сухим акустичним контактом.
Ультразвуковий контроль опор проводиться при поверхневому прозвучу матеріалу стійки в двох взаємно перпендикулярних напрямках (поперек і уздовж осі стійки) в одному або декількох її місцях, в залежності від типу і ступеня її ушкодження. Спосіб поверхневого проникання дозволяє вести контроль в будь-яких місцях стійок. При контролі виконується по три вимірювання часу поширення ультразвуку між перетворювачами тестера в кожному напрямку і визначаються середні значення цих вимірювань. Використання відліків часу замість швидкості методично більш зручно. За отриманим середнім значенням часу поширення ультразвуку в поперечному напрямку ( «показнику П1») і по його відношенню до часу поширення ультразвуку в поздовжньому напрямку ( «показнику П2») оцінюється фактична несуча здатність опори. На основі накопиченого досвіду оцінки стану стійок опор різних типів встановлені граничні значення показників П1 і П2, при досягненні яких опори необхідно замінювати.
На рис. 2 показані положення приладу УК1401 при контролі стійки опори. Точки установки перетворювачів тестера при прозвучу поперек стійки вибираються так, щоб поздовжні тріщини, якщо вони є, проходили не ближче 30 мм до будь-якого з перетворювачів, і на шляху проходження хвиль між перетворювачами не було жодної тріщини. При поздовжньому прозвучу стійки в цьому ж місці прилад розташовується між пучками поздовжньої арматури, щоб максимально зменшити її вплив на результат вимірювань. Для визначення положення арматури використовується електромагнітний вимірювач захисного шару бетону. Вимірювання проводяться, як правило, в місцях, де стійка найбільш навантажена, наприклад, з боку шляху.
Сам процес контролю, якщо не враховувати огляд стійки і вибір місць вимірювань, займає кілька хвилин. В обраному місці прилад в горизонтальному положенні притискається до стійки на 10-15 с, після чого результат вимірювання зчитується з індикатора і записується в таблицю. Ці дії повторюються двічі, причому прилад заново прикладається до стійки. Потім отримують три результату при вертикальному розташуванні приладу, і вони також заносяться в таблицю. Розраховуються показники П1 і П2 і оцінюється стан стійки.
В даний час готується виробництво модернізованого варіанту УЗ-тестера (дефектоскопа) УК1401, який буде автоматично обчислювати середні значення часу поширення ультразвуку за кількома вимірами, показники П1 і П2 і порівнювати їх з відповідними граничними значеннями для отримання висновку про придатність опори до подальшої експлуатації.