Разработка методов и аппаратуры для ультразвуковой дефектометрии сварных соединений трубопроводов АЭС

• Автор: Тихонов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ ПО ДАННЫМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (ОБЗОР)
1Л. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ
1.2. АМ1ЫИТУДНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ДЕФЕКТОВ
1.3. ДИФФРАКЦНОННО-ВРЕМЕННОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ ДЕФЕКТОВ
1.4. МЕТОДЫ СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРЫ
1.4.1. Алгоритм SAFT
1.4.2. Алгоритм SAFT для фазированных антенных решеток
1.4.3. Использование гибких фазированных антенных решеток
1.5. МЕТОД АКУСТИЧЕСКОЙ ГОЛОГРАФИИ И SAFT В ФУРЬЕ ОБЛАСТИ
1.5.1. Метод угловых спектров
1.5.2. Обобщенная акустическая голография
1.5.3. Метод проекции в спектральном пространстве
1.5.4. Алгоритмы сверхразрешения
1.6. СВОЙСТВА КОГЕРЕНТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
1.7. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.8. ВЫВОДЫ
2. ПОЛУЧЕНИЕ КОГЕРЕНТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЕФЕКТОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ
2.1. Восстановление изображений дефектов по данным, зарегистрированньем па неплоской
поверхности
2.1.1. Влияние неровности поверхности объекта контроля на восстановленное изображение
11еровности периодического типа
Модельные эксперименты
2.1.2. Алгоритмы коррекции акустических голограмм
Коррекция фаты голограмм
Коррекция фазы спектра голограмм
2.1.3. Восстановление изображений дефектов при регистрации данных по замкнутой линии
Два алгоритма восстановления изображений
Результаты численных экспериментов
Результаты модельных экспериментов
2.2. Алгоритмы получения изображений дефектов методом проекции в спектральном
ПРОСТРАНСТВЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТРАНСФОРМИРОВАННЫХ И ЗЕРКАЛЬНО ОТРАЖЕПНЬЕХ ВОЛИ
2.2.1. Восстановление изображений при использовании трансформированных на дефекте волн
2.2.2. Восстановление изображений при использовании волн, отраженных от границ объекта
контроля
2.2.3. Объединение изображений
2.2.4. Восстановление изображений вертикальных трещин
Модельные эксперименты
2.2.5. Объединение изображений для определения размеров и формы моделей дефектов
2.3. Выводы
3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ Д Е Ф Е КТ О В
3.1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
КОНТРОЛЯ С ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ ДЕФЕКТОВ
3.2. Калибровка преобразователей
3.3. Методика проведения анализа изображений дефектов сварных соединений
3.4. Система автоматизированного ультразвукового контроля АВГУР пятого поколения
3.5. Выводы

4. МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ
4Л. МЕТОДИКА АУЗК КОЛЬЦЕВЫХ СС АУСТЕНИТНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ДуЗОО
4.2. МЕТОДИКИ АУЗК КОЛЬЦЕВЫХ И ПРОДОЛЬНЫХ СС ПЕРЛИТНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ БОЛЬШОГО
ДИАМЕТРА И ТОЛЩИНЫ
4.3. Методики АУЗК аустенитных и композитных сварных соединений большой толщины
4.4. Методики АУЗК цилиндрических объектов контроля
4.5. Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
5.1. Основные результаты работы
5.2. Практическая ценность работы
5.3. Перспективы дальнейших исследований
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.МЕТОДИКИ АУЗК С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМ АВГУР
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.СЕРТИФИКАТЫ ТИПА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ СИСТЕМ
СЕРИИ АВГУР
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.ОПИСАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ АВГУР 5
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
ОПИСАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЛИТЕРАТУРА

В последнее время среди задач эксплуатационного неразрушающего контроля промышленного оборудования атомных электростанций (АЭС) и других промышленных объектов России всё более актуальной становится задача точного определения характеристик обнаруженных различными методами не-сплошностей. Потребность обоснованного продления ресурса работающего оборудования, а также проблемы избыточного консерватизма существующих норм контроля, ориентированных на традиционные устаревающие методы диагностики, требуют получения достоверной информации не только о наличии или отсутствии несплошностей, но и об их реальных размерах, точном месте локализации, ориентации и типе.
Наиболее перспективными методами неразрушающего контроля оборудования, способными предоставить необходимую информацию о дефекте, являются компьютерные методы визуализации данных ультразвукового (УЗ) контроля (УЗК), среди которых наиболее точными являются когерентные вычислительные методы формирования трёхмерных изображений несплошностей. За последние четыре десятилетия, благодаря трудам отечественных и зарубежных ученых таких как, например, Буров В.А., Горюнов А.А., Сасковец
A.В., Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Качанов В.К., Осетров А.В., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г., Certo М., Devaney A.J., Gallagher N.C., Erniert Н., Hildebrand
B.P., Langenberg K.J., Porter R.P., Schmitz V., Wustenberg H. созданы физико-технические основы методологии формирования акустических изображений с высокой фронтальной и лучевой разрешающей способностью, повышенным отношением сигнал/шум, расширенным динамическим диапазоном. В связи с бурным развитием вычислительной, информационной и визуализационной техники, созданы также широчайшие возможности обработки, хранения и представления данных контроля.

ся также и в других случаях, когда ведется контроль (сканирование) по неровной поверхности, например при контроле обжатых сварных соединений или цилиндрических объектов.
Рис. 2.6. Зависимость среднего квадратичного отклонения исправленного и идеального изображений от радиуса цилиндрической поверхности регистрации.
2.1.3. Восстановление изображений дефектов при регистрации данных по
замкнутой линии
Для объектов контроля с замкнутой поверхностью регистрации УЗ отраженных сигналов, например, таких как роторы турбин, стержни, толстостенные трубы, оси и колеса колесных пар железнодорожных вагонов весьма актуальна задача совместной когерентной обработки зарегистрированных данных для получения изображений внутреннего сечения этих объектов по аналогии с алгоритмами, реализованными для плоской поверхности.
Два алгоритма восстановления изображений
Для восстановления изображений в этом случае естественно использовать интегральную теорему Гельмгольца-Кирхгофа [114;59], но это связано с большим объемом вычислений и практическими трудностями измерения необходимой для вычислений нормальной к поверхности регистрации производной поля. Первый алгоритм представляет собой экономичный способ вычисления интеграла Гельмгольца-Кирхгофа при замене нормальной производной её при-