Исследование и унификация методов и средств проверки рабочих характеристик ультразвуковых дефектоскопов в процессе контроля изделий

• Автор: Щербаков, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 107 с. : ил.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи
1.1. Проверка ультразвукового оборудования в Европе
1.2. Проверка ультразвукового оборудования в России
1.3. Эквивалентность терминов "измерение" и "настройка"
при дефектометрин
1.4. Общая концепция аттестации ультразвуковой дефектоскопической аппаратуры на образцах с искусственными отражател я м и
1.5. Постановка задачи
Глава 2. Способы обеспечения единообразия определения характеристик дефектоскопов
2.1. Разработка расчетной модели для определения эффективной частоты эхоимпульса ультразвуковых преобразователей
2.2. Анализ влияния характера акустических нагрузок на эффективную частоту эхоимпульса ультразвуковых преобразователей и практические рекомендации по ее определению
2.3. Исследование разрешающей способности ультразвуковых
дефектоскопов по дальности
Глава 3. Проверка результатов исследования
3.1. Пример повышения качества контроля образцов
3.1. Конструирование интерферометрической ванны
3.3. Практическое приложение результатов
Заключение
Библиографический список используемой литературы
Приложение:
Акты о внедрении результатов диссертационной работы от ООО «АЛТЕС», НТЦ «НОРМА» и ФГУП «ЦНИИТМАШ».

Важным звеном в обеспечении промышленной безопасности [97] является комплексная система обеспечения эффективного и качественного неразрушающего контроля (НК). Качество НК характеризуется степенью достижения цели и зависит от правильности выбора основных параметров контроля и точности их соблюдения в процессе контроля. Гарантировать сохранение параметров контроля в заданных пределах можно только периодической проверкой выбранных параметров по единообразным
методикам на соответствие установленным нормам. При этом проверка с
помощью электронных средств, проблематична в условиях эксплуатации.
В стране сложилась ситуация [161, 162], когда объемы ультразвукового контроля (УЗК) весьма велики.
Отсутствие регламентируемой номенклатуры обязательных
характеристик ультразвукового (УЗ) дефектоскопа общего назначения (УЗДОН) приводит к отсутствию единообразия при выборе проверяемых характеристик прибора у различных производителей и по средствам и по методам проверки [25, 28-31, 33, 65 - 67, 68, 69, 114 - 116, 138, 152] и при выпуске и при периодической проверке в процессе эксплуатации изделия.
Общие технические требования к современному УЗДОН только
начинают определяться [2, 140], поэтому характеристики прибора могут не гарантировать качество проведения НК. Для УЗ НК используются УЗ дефектоскопы различных фирм, которые проходят проверку по «фирменным» методикам и работают только с определенными ньезопреобразователями (ПЭП) при юстировке по фирменным образцам.
На практике контроль УЗД может осуществляться при. достаточно случайном подборе образцов и ПЭП, которые есть в наличии у потребителя. Насколько при таком контроле изменяются эксплуатационные характеристики, потребителю остается неизвестным. Следовательно, для грамотной эксплуатации УЗД необходима оперативная оценка наиболее важных его параметров с целью проверки выхода этих параметров за заданные пределы для принятия решения о целесообразности продолжения ультразвукового контроля.
Отсутствие единообразия при периодической проверке рабочих характеристик УЗДОН на соответствие установленным нормам создает иробле.му, заключающуюся в отсутствии единства при определении параметров дефектов.
Учитывая возможные материальные потери от аварий оборудования ответственного назначения и решающую роль качественного ультразвукового контроля в деле своевременного предупреждения аварий, поставлена задача оптимизация методов проверки контролируемых характеристик для системы УЗДОН - кабель - преобразователь (ПЭП) в процессе ультразвукового контроля без привлечения электронных измерительных средств.
Разработка соответствующих средств и реализация этих средств в методиках так, чтобы методики обеспечивали возможность проверки различных систем дефектоскоп - ПЭП по единым характеристикам независимо от фирмы-изготовителя на разных стадиях производства и эксплуатации контролируемого изделия имеет большую народно-хозяйственную и социальную значимость.
В связи с изложенным, цслыо данной работы является оптимизация методов проверки контролируемых характеристик для системы УЗДОН -кабель - ПЭП в процессе ультразвукового контроля без привлечения электронных измерительных средств, что обеспечит единство при определении параметров дефектов на разных стадиях производства и эксплуатации контролируемого изделия, что позволит предупредить аварии при продлении ресурса технологического оборудования ответственного назначения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- разработать унифицированную методику определения характеристик системы УЗДОН - кабель - ПЭП, обеспечивающую возможность потребителю без привлечения дополнительных электронных средств обоснованно судить о соответствии параметров контроля номинальным значениям и единообразии результатов контроля на разных стадиях производства и эксплуатации контролируемого изделия;

2.3. Исследование разрешающей способности ультразвуковых
дефектоскопов по дальности
Согласно ГОСТ [29, 36] разрешающая способность по дальности (условная) 51 соответствует длительности эхо-сигнала (огибающей) на уровне 0,5 от максимума, полученного для стандартного образца. В работе [76] условие разрешения двух дефектов находящихся вдоль акустической оси, дающих одинаковые амплитуды эхосигнапов, сформулированы как лучевая разрешающая способность. Это происходит, когда расстояние между дефектами в направлении луча больше половины пространственной длительности импульса.
г = 0,5-51 • с (9)
где г-пространственное расстояние между дефектами (лучевая разрешающая способность), сигналы от которых регистрируются как от отдельных отражателей, длительность импульса 51, с - скорость упругой волны.
Множитель 0,5 возникает при эхометоде, когда импульс проходит путь в прямом и обратном направлении.
При этом отмечалось, что длительность импульса 51 равна четырем периодам колебаний, в результат чего
51>4Т = 4 • Я/с, а из (9) г >24, (10)
где Я - длина волны в контролируемой среде; Т - период колебания на рабочей частоте, т.е. предполагалось, что длительность импульса (на уровне 0,25 от максимума) - четыре периода.
В работе [80] предложен критерий разрешения по дальности: два дефекта разрешаются, если во временном или пространственном интервале между ними эхо-сигнал уменьшается не менее, чем в 2 раза по сравнению с максимумами эхо-сигнатов от каждого дефекта в отдельности.
Проводимые нами прямые измерения интервала времени между эхо-сигналами от "ступенчатой" отражающей поверхности на нашем