- Indico style
- Indico style - inline minutes
- Indico style - numbered
- Indico style - numbered + minutes
- Indico Weeks View
ОРГАНИЗАТОР КОНФЕРЕНЦИИ «ФМНК-36»:
620108, г. Екатеринбург, ул. С.Ковалевской, 18, www.imp.uran.ru
УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!
XXXV Уральская конференция с международным участием «Физические методы неразрушающего контроля (Янусовские чтения)» прошла 19-20 марта 2025 г в рамках выставки «Металлообработка. Сварка – Урал» (18-21 марта 2025 г., международный выставочный центр «Екатеринбург-Экспо», г. Екатеринбург).
По результатам конференции участники молодежной секции получили возможность опубликования статей объемом 5 страниц в журнале «Дефектоскопия» (ВАК, РИНЦ, RSCI).
Прием статей осуществляются по адресу defect@imp.uran.ru до 1 июня 2025 г.
Оперативная информация доступна в нашем Telegram-канале:
https://t.me/+S04WL2y2Byg1ODRi.
ПАРТНЕРЫ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА
Рассмотрены теоретические и прикладные аспекты применения методов и средств диагностики композитных конструкций волоконно-оптическими датчиками.
Решение задачи формирования параметров сталей, чувствительных к изменениям их структуры и физико-механических свойств, из параметров предельной петли магнитного гистерезиса.
В работе представлен алгоритм расчёта поля рассеяния ферромагнитного объекта в слабом магнитном поле, что является основой для проектирования магниточувствительных элементов, способных выявлять ферромагнитные осколки в теле человека. Для определения остаточного магнитного поля объекта используется метод представления его в виде совокупности поверхностных и объемных магнитных зарядов. Решение соответствующих интегральных уравнений сведено к системе линейных алгебраических уравнений, решаемой численными методами. Полученные результаты позволили оценить напряженность магнитного поля рассеяния ферромагнитного объекта, что даёт возможность оптимизировать параметры ферромодуляционного магниточувствительного элемента.
Данная работа посвящена исследованию отказов рабочих лопаток газоперекачивающего агрегата с использованием металлографических и фрактографических методов. Цель работы заключается в детальном изучении характера изломов и оценки качества материала лопаток в зоне их разрушения.
Проведено исследование причин возникновения дефекта, совмещающего коррозионный и стресс-коррозионный характер повреждения металла трубопровода. Выполнены лабораторные исследования материала трубы. Сделан фрактографический анализ поверхности разрушения в трещинах. Показаны последовательные стадии развития дефекта, что объясняет комбинированное повреждение.
Представлены результаты экспериментальных исследований и моделирования методом конечных элементов деформирования прессовых соединений при локальном механическом нагружении для решения задачи неразрушающего контроля прочности методом тензометрии.
Использована концепция «тепловых эквивалентов» ударных повреждений в композитах, создаваемых путем итеративной подгонки параметров плоскодонных дефектов. В тонкостенных композитах ударные повреждения, как правило, расположены вблизи поверхности, противоположной удару, поэтому для их обнаружения наиболее эффективен ТК со стороны задней поверхности изделия. Выявление дефектов на передней поверхности связано с малой амплитудой сигналов в области температурных отметок и требует использования теплового эквивалента ударного повреждения в виде комбинации плоскодонных дефектов. На задней поверхности, температурные отметки ударного повреждения зачастую имеют форму бабочки и характеризуются большой площадью дефектных отметок. Тепловыми эквивалентами таких дефектов могут служить одиночные плоскодонные дефекты. Предложенная концепция тепловых эквивалентов реальных дефектов в композитах проверена экспериментально на углепластиковом образце с ударным повреждением.
Воздушные линии электропередачи (ВЛ) получили широкое распространение в системах передачи и распределения электрической энергии по всей территории Российской Федерации. Среди основных элементов этой сложной системы выделяют опоры ВЛ – металлические или железобетонные конструкции, поддерживающие проводники электрического тока на заданными нормативами высотах над поверхностью земли. Среди неразрушающих методов контроля в настоящее время получает распространение определение технического состояния зданий и сооружений по периодам и декрементам собственных или свободных колебаний. Данная работа посвящена исследованию чувствительности частот собственных колебаний к изменению условий закрепления решетчатых металлических опор ВЛ башенного типа на примере опор марки П110-3.
Рассмотрены принципы построения и практическая реализация серии многоканальных автоматизированных систем контроля толщины теплозащитных покрытий на внутренней поверхности цилиндрических изделий переменного диаметра длиной до 1,96 м. Толщина контролируемых покрытий составляет от 0,3 до 2,9 мм, переменный диаметр в зависимости от конструктивного исполнения изделия может составлять от 58 до 210 мм. Количество измерительных каналов – до 8. Для измерения толщины покрытий используются специализированные интеллектуальные магнитоиндукционные измерительные преобразователи, обеспечивающие установленные метрологические характеристики при непрерывном цикле работы в цеховых условиях.
Выявление и прогнозирование развития дефектов в протяженных, труднодоступных для других способов контроля объектах, например, дорожных подземных, водных и воздушных переходах и т.п. является сложной и не всегда решаемой задачей. Нормальные волны широко используются для обследования трубопроводов большой протяженности благодаря их характеристикам распространения с низким затуханием. Волноводный контроль позволяет проводить контроль труб без сканирования и использует методику прозвучивания, где низкочастотный импульс запускается с поверхности длинномерного объекта, распространяется по телу и, отразившись от дефекта или особенности геометрии, возвращается обратно и регистрируется. Эхо-сигнал, отраженный от дефекта, меняется не только в зависимости от его глубины, но и от его длины с учетом частоты контроля. Оценка размеров дефектов при контроле крутильными волнами является сложной задачей [1]. Помимо этого, в стадии разработки и внедрения по всему миру находится несколько систем мониторинга на основе контроля крутильных волн [2, 3]. Из-за высокой зашумленности и изменения скорости звука и влияния продукта записанные периодические сигналы могут существенно отличаться. Приведены результаты изысканий, направленных на создание подхода к точному измерению оцениваемых размеров дефектов с автоматической калибровкой к единому уровню величин.
Проведен анализ данных по поверке приборов неразрушающего контроля. Исследованы зависимости между типами приборов, их производителями и средним сроком службы. Также изучено распределение организаций, выполняющих поверку, и проанализированы количественные показатели по годам и типам приборов.
В данной работе рассматриваются основные принципы сочетания данных различных методов неразрушающего контроля сварных соединений и основного металла магистральных трубопроводов. Определены ключевые информационные параметры, получаемые при контроле сварных швов и основного металла. Исследовано влияние различных информационных параметров методов неразрушающего контроля на прогнозирование типа и параметров дефектов. Разработаны модели сочетания данных неразрушающего контроля, проведена их работоспособности.
Внутритрубное техническое диагностирование магистральных газопроводов ЭМА методом. Верификация инспекций опытно промышленной эксплуатации комбинированного ЭМА дефектоскопа для трубопроводов DN1400
Высокие дозы ионизирующих излучений (более 10 Гр) в настоящее время широко используются в радиационных технологиях и научных исследованиях для стерилизации пищевых продуктов и медицинских инструментов, очистки сточных вод, в брахитерапии, при модификации свойств композитных материалов, металлов и сплавов, а также для спектроскопии собственных и примесных дефектов в полупроводниковых и диэлектрических материалах. Для контроля параметров таких излучений перспективными являются люминесцентные детекторы на основе наноструктурных материалов из-за их повышенной радиационной стойкости [1]. Большинство коммерческих люминесцентных детекторов характеризуются верхним пределом диапазона регистрируемых доз до 1-100 Гр. Поэтому поиск и исследование новых люминесцирующих материалов, пригодных для дозиметрии высокоинтенсивных радиационных полей, обеспечивающих поглощенные дозы 1 кГр и более, представляет собой актуальную задачу [2-4].
Целью данной работы является синтез и исследование люминесцентных и дозиметрических свойств облученных высокими дозами ультрадисперсных керамик на основе широкозонных оксидных диэлектриков.
Исследованы термолюминесцентные (ТЛ) и дозиметрические свойства ультрадисперсных керамик на основе оксидов алюминия и циркония, облученных высокодозным импульсным электронным пучком (130 кэВ, 1.5 кГр на один импульс). Для синтеза керамик с различным размером кристаллитов использовалось спекание компактов, изготовленных из нанопорошков, на воздухе в электрической печи при Т=700-1700 оС, а также их облучение высокоэнергетическими электронами (1.4 МэВ) с высокой плотностью мощности (20-30 кВт/см2) [5]. Методами сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа установлено, что высокотемпературный отжиг не влияет на фазовый состав, однако приводит к существенному росту размеров кристаллитов. В керамиках, синтезированных электронно-лучевым методом, размер наночастиц практически не отличается от размера кристаллитов в исходном нанопорошке. Установлено, что отжиг керамик при Т>1000 оС приводит к существенному увеличению интенсивности ТЛ пиков. Максимальным ТЛ откликом обладают керамики, полученные электронно-лучевым методом, что связано с образованием радиационно-индуцированных центров захвата и свечения при синтезе. С помощью измерения импульсной катодолюминесценции установлен спектральный диапазон свечения исследуемых образцов. В работе также определены значения кинетических параметров ловушек, ответственных за ТЛ пики. Анализ дозовых зависимостей ТЛ облученных керамик α-Al2O3 и ZrO2 выявил их преимущественно сублинейный характер. Для керамик на основе оксида алюминия, в отличие от монокристаллической модификации, установлено наличие аномального ТЛ фединга, связанного с наличием локализованных переходов носителей заряда, характерных для наноструктурных материалов. При этом величина фединга увеличивается с ростом размера кристаллитов. Наличие интенсивного изолированного пика ТЛ и сублинейный характер большинства дозовых зависимостей доказывают перспективность синтезированных в настоящей работе оксидных керамик для измерения высоких доз импульсных электронных пучков (единицы-десятки кГр). При этом для керамик на основе оксида алюминия требуется коррекция ТЛ отклика на величину фединга.
ЛИТЕРАТУРА
1. Kortov V.S. Nanophosphors and outlooks for their use in ionizing radiation detection // Radiation Measurements. 2010. V. 45. P. 512-515.
2. Yukihara E.G., Bos A.J.J., Bilski P., McKeever S.W.S. The quest for new thermoluminescence and optically stimulated luminescence materials: Needs, strategies and pitfalls // Radiation Measurements. 2022. V. 158. P. 106846.
3. Bilski P.P., Obryk B., Gieszczyk W., Baran P. Position of LiF: Mg, Cu, P TL peak as an alternative method for ultra-high-dose dosimetry // Radiation Measurements. 2020. V. 139. P. 106486.
4. Tang H., Lin L., Zhang C., Tang Q. High-sensitivity and wide-linear-range thermoluminescence dosimeter LiMgPO4: Tm, Tb, B for detecting high-dose radiation // Inorganic Chemistry. 2019. V. 58. No. 15. P. 9698-9705.
5. Lisitsyn V., Mussakhanov D., Tulegenova A., Kaneva E., Lisitsyna L., Golkovski M., Zhunusbekov A. The Optimization of Radiation Synthesis Modes for YAG:Ce Ceramics // Materials. 2023. V. 16. P. 3158.
В работе проведено исследование акустической эмиссии при межкристаллитной коррозии нестабилизированных аустенитных сталей. Образцы стали 12Х18Н9 были подвергнуты термообработке, имитирующей процесс сенсибилизации, а затем испытаны по методу АМУ с последующим нагружением на статический изгиб под контролем метода АЭ. При анализе данных АЭ было установлено, что присутствие даже незначительных коррозионных повреждений приводит к характерным изменениям параметров АЭ.
Обобщены требования к материально-технической базе центра, занимающегося подготовкой, аттестацией и оценкой квалификации специалистов в области неразрушающего контроля. Рассмотрены требования нормативных документов к оборудованию и экзаменационным образцам, а также собственный опыт по организации рабочих мест и изготовлению экзаменационных образцов.
Целью данной работы является демонстрация современных возможностей аттестационных центров по работе с предприятиями-заказчиками в области применения методов неразрушающего контроля. Аттестационные центры, обладающие развитой материально-технической базой, современным оборудованием и специалистами НК высокой квалификации, могут успешно решать сложные производственные задачи предприятий-заказчиков.
Целью исследования являлось изучение возможности обнаружения внутренних дефектов в корундовых керамических пластинах методом активного теплового контроля (ТК) с использованием импульсного нагрева. Представлены результаты исследования образцов из корундовой керамики с искусственными дефектами с применением ксеноновых ламп в различных схемах ТК.
В работе был разработан способ снижения влияния соседних деталей на результаты вихретокового контроля качеств пайки боковых стенок токоведущих соединений статоров гидрогенераторов. Установлено, что с помощью оптимизации размеров экрана, его толщины и количества слоев, а также расстояния между ними удалось добиться полной отстройки от влияния соседних соединений на результаты контроля качества пайки.
В работе рассматривается задача разработки методов неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) магистральных трубопроводов, подверженных сложным нагрузкам. Существующие методы, такие как полевые испытания с одним измеряемым параметром и лабораторные исследования, не позволяют точно определить влияние нагрузок на магнитные свойства труб. В качестве информативных параметров предлагаются коэрцитивная сила, остаточная магнитная индукция и другие магнитные характеристики, однако отсутствуют широко распространенные методики их использования для оценки НДС. Перспективным направлением является применение приборов, способных измерять несколько магнитных параметров или всю петлю гистерезиса, что повышает точность контроля. В работе использован магнитный мультитестер ММТ-3 для проведения измерений на участках трубопровода из стали 17Г1С. Результаты показали, что наиболее подходящим местом для оценки НДС является верхняя часть трубы (сторона на 12 часов), при этом измерения следует проводить при перемагничивании вдоль оси трубы. Участки с повышенным коэффициентом нагруженности, превышающим критическое значение 1,2, наиболее подвержены разрушению. Одновременное измерение коэрцитивной силы и остаточной магнитной индукции повышает точность контроля и чувствительность к НДС. Для измерений вдоль окружности трубопровода рекомендуется разработать специализированные наконечники для обеспечения надежного контакта между образцом и измерительным преобразователем.
В докладе рассмотрен способ определения магнитострикционных деформаций, основанный на методе корреляции цифровых изображений. Созданная лабораторная установка была успешно испытана на сталях, магнитострикция которых не превышает величин порядка 10^-5.
Работа посвящена вопросу определения механических свойств полиэтилена в области стыкового сварного соединения. В качестве метода исследования предлагается использование методов индентирования, так как они позволяют локально определить параметры сопротивления упруго-пластической деформации. При первичном исследовании выявлено изменение твердости по шкале Виккерса в области сварного соединения в зависимости от расстояния от сварного соединения полиэтиленового трубопровода.
В докладе рассмотрены вопросы проектирования прямого совмещенного пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) для систем мониторинга состояния стационарных инфраструктурных объектов и технологического оборудования в диапазоне температур от -70°С до +450°С (измерение остаточной толщины и скорости коррозии/эрозии стенок технологического оборудования).
Рассматривается задача синтеза зондирующего поля в приборах магнитного контроля, определяются оптимальные параметры катушки намагничивания для повышения эффективности магнитного контроля. Проводится синтез поля для прямоугольной катушки, при этом катушка разбивается на отдельные секции, и изменяются токи в секциях. Оптимизация катушки намагничивания осуществляется путем подбора оптимальных размеров секций катушки и положения средней секции, которые обеспечивают минимальные значения токов при заданных значениях напряженности однородного магнитного поля. Представленные численные результаты демонстрируют значительное снижение значений токов в секциях катушки после оптимизации.
В настоящее время для решения задач неразрушающего контроля механических свойств материалов широкое применение находят портативные приборы контроля. Один из перспективных методов контроля — динамическое инструментальное индентирование (ДИИ), которое позволяет контролировать не только пластичные, но и упругие свойства материала.
В качестве объекта контроля были выбраны разные полиэтиленовые трубы, изготовленные из разного вида полиэтилена, а также эксплуатируемые при разных условиях и разного срока эксплуатации.
Исследования проводились с целью определения возможности проведения контроля физико-механических свойств объекта методом ДИИ.
По результатам исследования пришли к выводу, что можно использовать портативные приборы, реализующие метод ДИИ, для контроля физико-механических свойств объекта на месте эксплуатации без нарушения его целостности.
Сложившийся запрос на увеличение сроков между капитальными ремонтами рельсовых путей, тенденция увеличения грузонапряженности, интенсивности и скоростей движения определяют актуальность задачи продления срока службы рельсов. Это обуславливает необходимость совершенствования технологий повышения эксплуатационной износостойкости и сопротивляемости к образованию дефектов рельсов при их выплавке и обработке [1]. Закономерности образования и развития износов, трещин и выкрашиваний зависят не только от физико-механических свойств рельсовой стали, но также от геометрических параметров пути и эксплуатационных характеристик. Сравнительный анализ развития преддефектных состояний поверхности катания рельсов различных категорий твердости может быть проведен при условии сопоставимости условий эксплуатации и достоверности методов оценки параметров дефектов.
В настоящее время для контроля и обеспечения качества грунтовых оснований широко используются устройства, основанные на использовании ударно-динамических источников приложения нагрузки [1, 2]. Работа таких устройств сосредоточена на измерении значения прогиба грунта под нагрузочной плитой датчиком акселерометра. Жесткость оценивается только по максимальному (пиковому) значению прогиба. Подход, основанный на оценке пиковых значений, приводит к значительным ошибкам измерений [3]. Для решения этой проблемы используется метод обратной задачи. Это позволит учитывать как динамику процесса ударного нагружения, так и влияние неконтролируемых мешающих факторов, связанных с нелинейной жесткостью и просадкой грунта под нагрузкой.
Метод обратной задачи основан на математическом моделировании процесса ударно-динамического нагружения. Результатом моделирования являются значения ускорения скорости и перемещения нагрузочной плиты. Параметры модели учитывают нелинейную жесткость контролируемого основания и просадку от ударной нагрузки [4, 5]:
$\begin{cases}
m_{1}\cdot x^{''}_{1}=-k_{1}\cdot (x_{1}-x_{2})-m_{1}\cdot g\\
(m_{2}+\Delta m)\cdot x^{''}_{2}=-k_{2}(x_{2})+k_{1}\cdot (x_{1}-x_{2})-c_{2}\cdot x^{'}_{2}-(m_{2}+\Delta m)\cdot g,
\end{cases}$
$k_{2}(x_{2})=k_{21}+k_{22}\cdot x_{2},$
$x_{3}=x_{2}-F_{max}/k_{2},$
где $m_{1}$ – масса падающего груза, кг; $x_{1}$ – перемещение падающего груза, м; $k_{1}$ – жесткость упругого элемента, расположенного на штампе, Н; $m_{2}$ – масса штампа, кг; $∆m$ – инерционная масса подвижного грунта, кг; $x_2$ – перемещение штампа, м; $k_{21}$,$k_{22}$ – коэффициенты функции жесткости основания $k_2(x_2)$; $с_{2}$ – коэффициент демпфирования основания, кг ⋅ с/м; $x_3$ – просадка основания, м; $F_{max}$ – максимальная нагрузка, при которой возникает просадка основания, Н.
После измерения ускорения нагрузочной плиты параметры модели подбираются таким образом, чтобы минимизировать разницу между смоделированными и экспериментальными сигналами. Это позволяет определить упругие характеристики грунта, путем сопоставления модельных и экспериментальных результатов измерений.
Применимость метода численного решения обратной задачи исследовалась при сравнительных испытаниях измерения статического и динамического модуля деформации уложенного балласта железнодорожного пути. По результатам испытаний установлено, что измерения динамического модуля деформации согласуются со значениями, полученными при статических испытаниях, с погрешностью не более 8%. Также обнаружено влияние условий положения камней балласта под нагрузочной пластины на результаты измерений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сазонова С.А., Пономарев А.Б. Некоторые предпосылки применения динамического плотномера к определению модуля деформации грунта // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2018. Т. 9. №3. С. 28-35. DOI:10.15593/2224-9826/2018.3.03.
2. Dina Kuttah. Determining the resilient modulus of sandy subgrade using cyclic light weight deflectometer test // Transportation Geotechnics. 2021. № 27. P. 100482. DOI: 10.1016/j.trgeo.2020.100482.
3. Adam, C. Computational assessment of the dynamic load plate test with the light falling weight device / C. Adam, I. Paulmichl // ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Rethymno, EU. – 2007.
4. Выплавень, В. С., Бехер С.А. Упруго-линейная модель динамического контроля жесткости балластного слоя железнодорожного пути // Интеллектуальные системы в производстве. – 2023. Т. 21, № 1. С. 4-13. DOI: 10.22213/2410-9304-2023-1-4-13.
5. Выплавень, В. С. Использование численного решения обратной задачи для совершенствования метода динамического штампа для контроля балластного слоя / В. С. Выплавень, С. А. Бехер // Контроль. Диагностика. – 2024. – Т. 27, № 11(317). – С. 4-13. – DOI 10.14489/td.2024.11.pp.004-013.
Произведена экспериментальная оценка чувствительности электромагнитно-акустического преобразователя и пьезоэлектрического преобразователя на основе пленки ПВДФ к внутреннему дефекта круглого проката марки стали 05Х16. Определен многократный коэффициент выявляемости по всей длине образца на первых 10 отражениях. Несмотря на наличие различий в физических принципах применения ЭМА-преобразователя и пьезопреобразователя на основе ПВДФ, идентичность поведения их информативных параметров говорит о возможности их замены в случаях, если чувствительность ЭМА-преобразователей является недостаточной.
В работе представлена возможность применение трехмерной печати методом стереолитографии пр и создании упругого элемента для измерения относительных деформаций в объектах.
Проанализирован способ настройки чувствительности ультразвукового контроля, описанный в ОСТ 1093-93. Отмечены недостатки способа настройки и поставлен вопрос о его корректности. В соответствии с этим, проведено сравнение способов настройки чувствительности. На основании полученных результатов сделан вывод о некорректности способа настройки чувствительности, описанного в ОСТ 5Р. 1093-93, и о необходимости пересмотра данного документа или его замены.
Исследованы физические и акустические свойства полиамида-6 блочного (капролона) с целью оценки возможности дальнейшего контроля его сплошности ультразвуковым эхо-методом. Проведены измерения плотности, скорости распространения продольной волны; рассчитан коэффициент затухания.
Исследование посвящено изучению магнитоанизотропного эффекта в ферримагнитных сталях при сложном двухосном нагружении, что актуально для повышения точности определения остаточных механических напряжений в промышленных конструкциях. В отличие от предыдущих работ, ограниченных одноосными нагрузками, в данной работе анализируется поведение материала в условиях одновременного воздействия нагрузок по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Результаты показали, что при двухосном нагружении амплитуда выходного сигнала изменяется слабее, чем при одноосном, что свидетельствует о зависимости распределения напряжений от типа нагрузки. Монотонная динамика сигнала при равных нагрузках по осям указывает на исходную неоднородность напряжений в структуре образца.
В конструкциях машин, механизмов и строительных сооружениях широко применяются болтовые и прессовые соединения, неподвижность которых обеспечивается силами трения. Необходимый уровень этих сил создается упругими механическими напряжениями, формируемыми на этапе монтажа. Контроль прочности соединений может быть выполнен в процессе монтажа по силе затяжки или запрессовки. Однако многократные операции демонтажа болтовых соединений и соединений с натягом повреждают поверхности деталей и негативно сказываются на их сроке службы. Таким образом разработка методических и технических средств определения прочности болтовых и прессовых соединений без снятия является актуальной. Целью работы является оценка прочности болтовых и прессовых соединений по результатам частотного анализа свободных и вынужденных колебаний. В ходе экспериментальных исследований объект контроля подвергался воздействию ультразвуковых колебаний определенной частоты и конфигурации, источником которых являлся пьезоэлектрический преобразователь, устанавливаемый на поверхность объекта. По характеристикам отраженных колебаний на резонансных частотах оценивалась величина трения, возникающих между поверхностями сопряжения
В работе рассматривается математическая модель КРН-трещин. По результатам расчета с использованием этой математической модели разработаны намагничивающие системы внутритрубных снарядов.
В работе представлен гелиевый масс-спектрометрический метод неразрушающего контроля сосуда Дьюара криостата PPMS-9 с системой рециркуляции гелия. Метод, основанный на использовании течеискателя Pfeiffer HLT 260, позволил эффективно (с эффективностью не менее 95%) обнаружить и локализовать утечку гелия без демонтажа оборудования. Применение системы рециркуляции значительно снизило затраты на гелий. Результаты демонстрируют высокую эффективность и экономичность предложенного метода для дефектоскопии вакуумных сосудов.
В работе рассматривается применение оптимизации с ограничениями в задаче восстановления геометрии поверхностных коррозионных дефектов с большим раскрытием по измеренному вблизи поверхности объекта контроля магнитному полю.
В работе, в рамках классического математического анализа, представлено доказательство случаев не-единственности решения обратной задачи магнитостатики.
Магнитная структуроскопия является одним из разделов неразрушающего контроля. Она основана на взаимосвязи структуры ферромагнетиков с их механическими, магнитными и другими свойствами. Для измерения статических магнитных характеристик реальных изделий применяются приставные преобразователи, образующие с объектом контроля составную магнитную цепь. Известно, что форма и размер объектов контроля влияют на результат измерений магнитных характеристик. Из-за выросшего количества измеряемых параметров и изменения способа измерений необходимо исследовать влияние размера объектов контроля и влияния бокового рассеяния магнитного потока на результаты измерений. Для достижения поставленной цели были проведены измерения магнитных характеристик образцов из стали 3 с различными размерами. Из полученных результатов сделан вывод, что имеет место как краевой эффект (изменение измеряемых значений при удалении от края), так и размерный эффект (изменение измеряемых значений в зависимости от площади образца в дали от краёв). Следовательно, при интерпретации результатов измерений, полученных на объектах контроля различных размеров или полученных в различных участках объекта контроля, может быть сделан ошибочный вывод о структуре и фазовом составе объектов или их распределении.
В данной работе рассматривается применение машинного обучения различных моделей, основанных на статических магнитных характеристиках, таких как коэрцитивная сила по индукции, остаточная магнитная индукция и максимальная магнитная проницаемость. Цель работы: повышение точности прогнозирования механических свойств изделий с помощью магнитного структурного анализа путем применения современных алгоритмов машинного обучения. В частности, рассматривается задача по неразрушающему контролю твёрдости сталей после их термической обработки. Задачи работы: обучение различных моделей на небольших наборах данных, сравнение производительности после обучения, оценка необходимого набора измеряемых параметров. В результате работы были получены различные математические модели для предсказания твёрдости по статическим магнитным характеристикам, измеренным в замкнутой магнитной цепи. Полученные модели были сравнены между собой по величине скорректированного значения коэффициента детерминации.
В работе представлены экспериментальные результаты эволюции гистерезисных магнитных характеристик, параметров магнитных шумов Баркгаузена и электромагнитных параметров метастабильной аустенитной стали 12Х18Н10 при двухосном симметричном растяжении. Исследования проведены на испытательном стенде на базе созданной в ИМАШ УрО РАН оригинальной двухосной испытательной машины, предназначенной для определения физических свойств материалов в процессе упругопластического деформирования независимо по двум осям.
Рентгенофлуоресцентный метод измерений толщины металлических покрытий является одним из самых востребованных неразрушающих методов в связи с развитием высокотехнологичного сектора машиностроения, приборостроения и электроники. В виду ограничения данного метода в части использования справочного значения плотности материалов покрытий при определении толщины металлических покрытий остро стояла задача разработки методических подходов для определения плотности материалов нанесенных покрытий. Авторами предложена физико-математическая модель измерений плотности материалов покрытий, которая была подтверждена экспериментальными исследованиями моделей покрытий и легла в основу разработанной методики количественного определения плотности покрытий для измерений толщины покрытий рентгенофлуоресцентным методом.
При автоматической многопроходной дуговой сварке плавящимся электродом, в том числе при строительстве магистральных трубопроводов, наиболее часто возникающими дефектами являются различного рода несплавления: несплавления по кромке, межслойные несплавления [1]. Одной из основных причин образования несплавлений является нарушение в позиционировании электрода относительно боковых сторон разделки кромок при поперечных колебаниях электрода в разделке стыка [2]. К сожалению, подобные дефекты выявляются уже после завершения сварочных работ методами неразрушающего контроля.
Проведенные исследования показали, что при смещении электрода от оси колебаний возникает несимметричность высоты заполнения разделки, при этом у более низкой части слоя формируется незаполненная электродным металлом продольная канавка, а у более высокой части слоя, на поверхности образуются неровности в виде поперечных углублений. Все это при сварке следующего прохода приводит к образованию несплавлений (рис. 1).
Наиболее эффективным методом предотвращения возникновения подобных дефектов является обеспечение определенного соотношение между шириной заполнения разделки и амплитудой колебаний, а также контроль за симметричностью поперечных колебаний относительно разделки стыка и за расстоянием от плавящегося электрода до боковой поверхности металла разделки непосредственно в процессе сварки.
В системе адаптивной коррекции перемещений плавящегося электрода в разделке целесообразно использовать саму сварочную дугу в качестве датчика (сенсора) ее положения в разделке [3]. Оценка фактического положения электрода в разделке должна осуществляться на основе совместного анализа фаз колебаний горелки и фаз динамических изменений тока и напряжения дуги.
Для исследования влияния параметров колебаний и геометрии разделки на колебания тока и напряжения дуги использована динамическая нелинейная физико-математическая модель, решение системы уравнений которой позволило воспроизводить микроцикл горения дуги при перемещении горелки от плоскости симметрии к кромке. Результаты моделирования показывают существенное изменение характера колебаний длины дуги, напряжения и сварочного тока (рис. 2) [4].
Наиболее значимым является возникновение в колебаниях тока и напряжения гармонической составляющей, период которой совпадает с периодом поперечных колебаний горелки. Фаза этой составляющей, зависящая от направления смещения центра колебаний горелки относительно плоскости симметрии стыка, и амплитуда колебаний, определяемая величиной смещения, позволяют получить сигнал для корректировки положения горелки в разделке, обеспечивающий слежение за стыком при сварке.
В настоящее время является актуальным определение магнитострикционных параметров реальных и объемных ферромагнитных объектов, которые применяются в промышленности, например стальные трубы и рельсы. Для отработки методики бесконтактного измерения магнитострикционных характеристик были выбраны образцы, изготовленные из трубных сталей разных марок и вырезанные из магистральных трубопроводов диаметром 1420 и 1020 мм. Получены полевые зависимости амплитуды изменения размеров образцов трубных сталей различного химического состава, измеренные с помощью лазерного виброметра.
Контроль механических напряжений позволяет обеспечивать надежность и долговечность различных конструкций и изделий. Это особенно важно в таких отраслях, как машиностроение, строительство, а также авиационная и космическая промышленность. Своевременное выявление критических напряжений в стальных объектах позволяет предотвратить аварийные ситуации и продлить срок службы оборудования. Таким образом, контроль напряжений с помощью неразрушающих методов представляет собой важную научно-техническую задачу. В работах [1,2] был предложен подход для оценки механических напряжений, основанный на измерении полей смещения 90 градусных доменных границ, чувствительных к механическим напряжениям сжатия в низкоуглеродистых сталях, подвергнутых одноосному растяжению и сжатию. Цель данной работы – исследование влияния упругой деформации изгибом на поведение кривых обратимой магнитной проницаемости стали 20.
Пластина из стали 20 с размерами 650х59х5.6 мм предварительно отжигалась при 700 0С в течение 1 часа. Концы пластины располагались на опорах. К центру пластины подвешивались различные грузы массами 19, 32 и 55 кг, под действием которого она упруго изгибалась. Перемагничивание центрального участка пластины по предельной петле гистерезиса производилось с помощью приставного П-образного электромагнита (ПЭМ). Для измерения тангенциальной составляющей поля H на поверхности контролируемой пластины использовался датчик холла. В межполюсном пространстве ПЭМ располагался индукционный преобразователь. Частота возбуждения варьировались в диапазоне от 30 от 10000 Гц. Сигнал измерительной катушки ВТП U~, пропорциональный обратимой магнитной проницаемости, измерялся селективным вольтметром.
Индикатором присутствия механических напряжений в образце является появление дополнительного перегибов на полевых зависимостях обратимой магнитной проницаемости (рисунок 1). Испытания проводились при различных нагрузках и одной частоте подмагничивающего поля, а также при одной нагрузки и разных частотах подмагничивающего поля. Благодаря используемой схеме нагружения механические напряжения в пластине не однородны. С верхней стороны пластина на поверхности испытывает максимальные механически напряжения сжатия с приближением к средней линии напряжения уменьшаются и после снова увеличиваются, но с обратным знаком.
Установлено, что при увеличении нагрузки расстояние между критическими полями необратимого смещения 90 градусных доменных границ линейно растет с увеличением нагрузки. С помощью изменения частоты подмагничивающего поля при неизменной нагрузке можно увеличивать или уменьшать глубину проникновения вихревых токов, тем самым изменяя зону контроля. Измерения проводились на частотах 30, 40, 240, 300, 1000, 5000, 10000 Гц. Расстояние между критическими полями уменьшалось с уменьшением частоты до 300 Гц, однако дальнейшее снижение частоты привило к росту расстояния между пиками. Это можно объяснить тем, что на низких частотах вихревые токи захватывают часть пластины, испытывающей растяжение.
В работе исследуются методы создания тонких чувствительных слоев для детекторов на основе кристаллов корунда (α-Al2O3), применяемых в накопительной кожной и глазной дозиметрии ионизирующих излучений, использующей для считывания дозиметрической информации эффект оптически стимулированной люминесценции. Сравниваются различные режимы работы непрерывного и импульсного CO2-лазера.
Тезис посвящен оптимизации конструкции первичного преобразователя дифференциального магнитного структуроскопа, используемого для контроля содержания остаточного аустенита (ОА) в нержавеющих сталях мартенситно-аустенитного класса. Цель работы — повышение достоверности измерений за счет модернизации конструкции магнитопровода с датчиком Холла. Методом конечных элементов проведено численное моделирование распределения магнитной индукции в Н-образном ярме при варьировании параметров щели. Установлено, что оптимальная прямая щель в месте установки датчика увеличивает чувствительность измерительной системы в 2 раза по сравнению с ранее применяемыми конфигурациями. Экспериментальные испытания на образцах стали ВНС-5 с содержанием ОА от 9% до 18% подтвердили линейную зависимость сигнала датчика Холла от концентрации остаточного аустенита.
Проведены циклические испытания на изгиб образцов из аустенитной стали 10Х18Н10Т при отрицательных температурах. Понижение температуры испытаний незначительно сказалось на магнитных свойств образцов и характере их разрушения. Это позволяет сделать вывод о том, что по изменению относительной магнитной проницаемости можно выявлять места будущего разрушения в более широком диапазоне температур.
В работе показано, что эффект разгорания оптически стимулированной люминесценции при импульсной стимуляции в анионодефицитном корунде возникает из-за перезахвата части электронов на мелкую электронную ловушку, обуславливающую пик термолюминесценции при 270 К. Для измерения низкотемпературной люминесценции была разработана экспериментальная установка, позволяющая охлаждать исследуемые образцы до 230 К.
Для увеличения износостойкости стальных изделий в современных промышленных процессах применяются разнообразные методики, в частности поверхностная закалка. В процессе такой обработки важно контролировать глубину упрочнения. В настоящее время для токопроводящих материалов применяется вихретоковый метод. В данной работе рассматривалось применение методики восстановления профиля твёрдости по результатам вихретоковых измерений. Исследование позволило восстановить профили твердости контролируемых образцов. Сравнение рассчитанных и реальных профилей твердости показало их схожее поведение, следовательно рассмотренная методика подходит для определения профиля твердости поверхностного упрочнения для плоских изделий, а также может быть использована в процессе производства. Следует отметить необходимость дальнейшего развития и автоматизации этапов данной методики в целях повышения её качества и сокращения временных затрат.
В работе рассматривается проблема оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) магистральных трубопроводов, подверженных деформациям, в частности, изгибу, который может привести к разрушению трубы. Представлены результаты испытаний на статический трёхточечный изгиб образца из трубной стали 17Г1С с использованием аппаратно-программной системы DIUS-1.21M. Измерения проводились при различных изгибающих нагрузках, превышающих предел упругости, и включали анализ петли гистерезиса для определения коэрцитивной силы, остаточной магнитной индукции и площади петли гистерезиса. Результаты показали, что в упругой области изгибающие напряжения можно однозначно определять по коэрцитивной силе, а в упруго-пластической области наиболее чувствительным параметром является остаточная магнитная индукция. При нагрузках до 20 кН рекомендуется использовать многопараметровый контроль для однозначной и более точной оценки НДС.
При сварке крупногабаритных конструкций сложной формы (корпуса судов, спецтехники и т.д.) не всегда есть возможность использовать подогрев или провести послесварочную термообработку. Решением этой проблемы может стать разработка порошковых проволок системы легирования Fe-Cr-Mn-Ni-Mo-Cu-N с содержанием азота от 0,25 до 0,40 мас. %, обеспечивающих формирование аустенитно-ферритной структуры, не нуждающейся в термообработке.
В работе были разработаны 12 составов порошковых проволок аустенитно-ферритного класса, одной из задач являлось определение доли феррита в наплавленном состоянии и оценка стабильности фазового состава наплавленного металла при пластическом деформировании.
Объектом исследования были образцы многослойных наплавок, изготовленные из разработанных проволок, которые подвергали статическому растяжению от 0% до разрыва образца на машине Tinius Olsen Super L-60. Гистерезисные магнитные параметры были определены с применением магнитоизмерительного комплекса Remagraph C-500. Для определения качественного и количественного фазового состава были построены графики зависимости дифференциальной восприимчивости от напряженности магнитного поля и обработаны по методикам.
Анализ графиков подтвердил наличие лишь одной ферромагнитной фазы – феррита, независимо от степени деформации образцов.
Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 24-19-20059 (https://rscf.ru/project/24-19-20059/) и Правительства Свердловской области.
Спекловые методы уже применялись для изучения процессов усталостного разрушения в стали и оргстекле. Установлено, что с самого испытаний на усталость имеет место локализация необратимых процессов в малых зонах. Целью исследования стало выяснить, схожи ли процессы в других материалах, в частности, в алюминиевых сплавах Д16
В условиях эксплуатации ядерных реакторов материалы оболочек твэлов подвергаются интенсивному радиационному воздействию, что может существенно изменять их физико-механические характеристики. Одним из важных аспектов исследования является изучение влияния таких воздействий на акустические параметры материалов. Целью данной работы было экспериментальное определение изменений акустических параметров материалов после воздействия быстрых электронов и анализ возможных механизмов этих изменений. Для этого были проведены измерения поверхностных волн Лэмба до и после облучения образцов. На основе полученных данных построены дисперсионные кривые, которые позволяют оценить изменения в материале под воздействием радиации. Результаты показали, что волны Лэмба, возбуждённые в нулевой симметричной моде, являются эффективным источником информации о состоянии облученности материала.
В работе исследуется ультразвуковой эхо-метод с оптико-акустической генерацией упругих колебаний для комплексного неразрушающего контроля многослойных полимерных композиционных покрытий (ПКП). Рассмотрены вопросы детектирования дефектов типа "расслоение", измерения толщины ПКП и его отдельных слоев, а также количественной оценки адгезионной прочности. Разработаны критерии оценки адгезии, основанные на анализе амплитудно-временных параметров эхо-сигналов. Установлена корреляция между акустическими критериями и результатами механических испытаний. Показано, что метод обладает высоким потенциалом для применения в промышленности.
Для проведения процедуры неразрушающего контроля тела трубы зарекомендовал себя акустический волноводный метод с применением магнитострикционных преобразователей. Он позволяют проводить контроль состояния тела трубы на большом расстоянии от места установки преобразователей на трубу.
Конструкция существующих преобразователей позволяет проводить контроль с применением фазированных акустических волн разной длины, рис. 1, (а). Изменение длины волны осуществляется путем механической замены коммутатора витков, формирующих волну заданной длины, рис. 1, (б). Такой подход неприемлем в случае проведения мониторинга, при котором изменение длины волны должно осуществляться автоматически.
Автоматический коммутатор для существующего типа преобразователя практически нереализуем ввиду необходимости использования чрезмерного количества элементов, переключающих секции катушки возбуждения преобразователя. Конструкция существующих преобразователей подразумевает использование всей длины магнитострикционной ленты для генерации акустических волн. Достигается это тем, что в таком преобразователе на прием и возбуждение волны работают сразу все витки, что обуславливает увеличение числа возбуждаемых волн, и, соответственно, секций катушки возбуждения, при уменьшении их длины.
Решением этих проблем является сохранение постоянного количества возбуждаемых волн и, соответственно, секций катушек возбуждения с изменением их длин, рис. 2, (б). Недостатком такого решения является снижение амплитуды сигнала с уменьшением длины волны, обусловленное уменьшением числа витков, что нивелируется разделением функции возбуждения и приема с использованием дополнительной приемной многовитковой катушки, рис. 2, (а).
Применение описанного раздельно-совмещенного преобразователя открывает возможности для приема акустической волн более широкого спектра длин. Использование двух одинаковых приемных катушек, расположенных симметрично относительно магнитострикционной ленты, позволяет принимать одни и те же акустические волны, но сдвинутые друг относительно друга по времени, за счёт чего могут быть реализованы алгоритмы синхронной фильтрации сигнала.