Разработка математической модели выявляемости дефектов в сплавах на основе алюминия и железа рентгенографическим методом

• Автор: Сасанпур Мохаммадтаган
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Введение

Прогресс развития техники в разных ее отраслях в значительной степени зависит от качества материалов, из которых они изготовлены. Между тем технология получения изделий из сплавов не обеспечивает стабильности их параметров из-за нестабильности технологических процессов, наличия разного рода дефектов в частности нарушений сплошности, металлических и неметаллических включений, структурных неоднородностей, ликвационных зон и пр. Причины появления дефектов зачастую являются непредсказуемыми. Природа, размеры, количество и тип дефектов весьма разнообразны. Каждому виду техпроцесса производства и эксплуатации сопутствуют определенные типы дефектов, но, сколько их, каковы их размеры и какой конкретно тип дефекта сказать трудно без проведения неразрушающих испытаний тем или иным методом. Одним из основных прогрессивных методов выявления упомянутых дефектов является неразрушающий контроль (НК). В настоящее время неразрушающий контроль - одно из научных направлений, способное обеспечить повышение качества и надежности изделий. НК представляет собой совокупность различных методов: магнитный, ультразвуковой,
радиационный вихретоковый, капиллярный и др. Дальнейшее развитие НК определяется:
- глубокими теоретическими исследованиями физических основ каждого из методов;
- их популяризацией;
- оснащением новейшими техническими средствами, которые относятся непосредственно к самому контролю, а также к процессам обработки информации, получаемой в результате его проведения.
В числе прочих видов НК наиболее распространенными в производстве техники являются радиационные методы неразрушающего контроля, в том числе рентгенографический метод с использованием рентгеновского излучения и радиографической пленки в качестве регистратора информации.

Рентгенографический метод неразрушающего контроля применяется в промышленности много лет, несмотря на то, аппаратура, средства контроля и его технология за долгие годы непрерывно совершенствовалась, его важной проблемой остается получение достоверной информации о контролируемом изделии. Достоверность получаемой информации определяется в основном двумя факторами: во-первых, чувствительностью контроля, во-вторых, способностью системы контроля различать аномалии, присущие объекту контроля от помех, вносимых собственно системой. Дефект, по своей сути, -это полезный сигнал, который система контроля должна зарегистрировать, следовательно, чем выше чувствительность контроля, тем в большей степени система контроля к этому адаптирована. С другой стороны, появления дефекта носит случайных характер и его обнаружение представляет собой случайный процесс. Вероятность обнаружения дефектов зависит от их типа, размеров, местонахождения, средств и технологии проведения НК. Существующие средства оценки качества проводимого рентгенографического контроля не являются объективными, поскольку в их конструкциях заложена регулярность. Получение достоверной информации о результатах контроля возможно при проведении исследований с использованием модельных конструкций, максимально имитирующих реальные дефекты и их содержание в объекте контроля, Достоверная информация о вероятности обнаружения дефектов радиографическим методом может быть получена при наличии большого объема статистических данных также репрезентативного моделирования возможных ситуаций контроля. Настоящая работа посвящена оптимизации параметров рентгенографического контроля при которой высокая чувствительность контроля обеспечивает удовлетворительную вероятность обнаружения дефектов на фоне помех, вносимых как системой контроля. В ней представлено описание экспериментальных и теоретических исследований и разработок по созданию моделей, имитирующих дефекты и их случайное распределение в объекте контроля. В результате выполненных исследований получены данные, позволяющие внести поправки оптимальных режимов и

параметров радиографического контроля, рекомендуемых или регламентируемых НТД.
В диссертации исследуются и выносятся на защиту следующие основные положения:
- определение условий обнаружения дефектов для заданного уровня чувствительности;
- разработка математической модели радиационного контроля, как системы, регистрирующей случайной сигнал на фоне внутренних и внешних шумов;
- разработка алгоритмов для расчета вероятности обнаружения дефектов разного типа и проведение математического моделирования процессов получения рентгеновских снимков;
- разработка средств контроля, позволяющих с удовлетворительной достоверностью определить качество объекта контроля.

затвердевания отливки. Типичная усадочная раковина всегда локализована внутри отливки.
Плотные металлические включения
Рис. 2.2. Рентгенограммы отливок с изображением дефектов литья