Контроль бесшовных труб на основе эффекта свертывания акустического поля волн Лэмба

• Автор: Сельский, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Раздал: Стр.:
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА О ПРИМЕНЕНИИ ВОЛН ЛЭМБА В УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ
2. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОЛН ЛЭМБА В ПЛОСКОМ СТАЛЬНОМ
ЛИСТЕ
2.1. Траектории перемещения точек при прохождении волн Лэмба
2.2. Дополнение к условиям возбуждения ненулевых мод
волн Лэмба наклонным потоком поперечных колебаний
2.3. Регламентирование эффекта "растекания" импульса
2.4. Методика практической идентификации моды волн Лэмба
2.5. Принципы определения геометрических характеристик акустического поля источника волн Лэмба в плоском стальном
лист?
3. МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ИСТОЧНИКА ВОЛН ЛЭМБА В ВОЛНОВОДЕ ТИПА "СТЕНКА ПОЛОГО ЦИЛИНДРА"
3.1. Образование зон синфазной и парафазной интерференции при продольном "сворачивании" плоского акустического
поля в цилиндр
3.2. Построение карты интерференции в стенке трубы
3.3. Анализ карты интерференции
3.4. Построение уравнения акустического тракта
3.5. Методическая погрешность локализации дефектной зоны по показаниям табло дефектоскопа
4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОИСКА ДЕФЕКТОВ В

ТРУПАХ ВОЛНАМИ ЛЭМБА
4.1. Порядок решения уравнения акустического тракта
4.2. Построение и анализ трехмерных моделей распределения амплитуды отражения по акустическому полю
4.3. Расчет методической погрешности при локализации дефектной
зоны по показаниям блока измерения координат
5. ПРИНЦИПЫ ПОДБОРА АППАРАТУРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ИСПЫТАНИЕ МЕТОДИКИ
5.1. Основные принципы применения метода при контроле промышленных трубопроводов прибором УДС1-20
5.2. Контроль труб и трубчатых деталей малых типоразмеров
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ:
П1. Акты производственного внедрения.
П2. Методика входного контроля неразрушающими физическими методами труб, поставляемых для монтажа (ремонта) котлоагрегатов и трубопроводов (титул и извещение о согласовании).
ПЗ. Методика неразрушающего контроля реактивных штанг и рулевых тяг карьерных автомобилей “БЕЛАЗ" (титул и извещения о согласовании).

ВВЕДЕНИЕ
1. Актуальность работы
Высокая аварийность трубопроводов, разрушение деталей трубчатой формы на опасных производственных объектах часто обусловлены наличием дефектов в стенках труб. По этой причине Госгортехнадзором России тоставлена задача о полном входном контроле трубных заготовок для монтажа трубопроводов и периодическом эксплуатационном контроле средствами дефектоскопии узлов, деталей и агрегатов поднадзорных машин и механизмов. В условиях отсутствия практичных и достоверных методик такой контроль в отношении больших партий труб, поставляемых для монтажа трубопроводов, зачастую не производится, а контроль трубчатых деталей осуществляется с обязательной разборкой агрегатов и выполняется только при планово-предупредительном ремонте либо по случаю аварии. Это не может расцениваться как эффективная мера диагностирования дефектообразования в трубных элементах машин и механизмов, поскольку в условиях высокоциклических несистемных нагрузок период между зарождением дефекта и доломом детали, как правило, значительно короче межремонтного промежутка. Поэтому вопрос о разработке методик оперативного поиска несплошностей в трубах и трубчатых элементах при наименьшей трудоемкости основных и сопутствующих работ через развитие прикладных неразрушающих физических методов контроля является актуальным.
В отношении длинномерных деталей и элементов такое развитие наиболее перспективно в области акустических методов, использующих волноводные явления с охватом всего объема материала, то есть основанных на применении нормальных волн Лэмба в листах и стержнях.

Экспериментально нами установлено [55], что если дефект лежит на образующей, противоположной акустической оси (далее по тексту: "нижняя образующая", "НО") и захватывается парой лучей, каждый из которых вдвое слабее осевого, то чувствительность в точке Д схождения лучей будет равна чувствительности в равноудаленной точке на акустической оси; если же сила каждого из сходящихся лучей превышает половину силы осевого, то чувствительность в точке Д возрастает, устремляясь к удвоению по мере приближения силы краевого луча к силе осевого.
Очевидно, что до первого схождения лучей на нижней образующей пет смысла говорить о каких-либо дополнительных волноводных явлениях, отличающих трубу от плоского листа. Эти явления возникают за точкой Д первого схождения краевых лучей. Поэтому необходимо определить минимальное расстояние Г"тіп от точки ввода до поперечного сечения трубы, в плоскости которого на нижней образующей лежит точка Д. Согласно рисунку 3.2 эта дистанция может быть определена как катет прямоугольного треугольника, гипотенузой которого является спиральный путь сигнала от ПЭП до точки Д по лучу, отклоненному от акустической оси на угол раскрытия пучка 0, а другим катетом - полуокружность поперечного сечения трубы:
ЬНтш=7ГГХ0, (3.1)
где г - наружный радиус сечения трубы, мм.
Как нами было установлено в работах [54] и [55], даже при низких типовых частотах (1-ь2 МГц) и расчете угла 0 на уровне ослабления 20 дБ его значение для случаев контроля труб стандартных типоразмеров (Б, Ь) и минимальной дисперсии групповой скорости настолько мало, что условие (2.10) при В=яБ не выполняется, и эффект "клещевой захват" на большинстве трубных изделий практически остается недостижимым