


№ 5 (2024)
Акустические методы
Расчет АРД-диаграмм для изображений, восстановленных методом цифровой фокусировки апертуры
Аннотация
Широкое внедрение антенных решеток в практику ультразвукового контроля позволило получать изображения отражателей с использованием либо технологии фазированной антенной решетки, либо технологии цифровой фокусировки апертуры (ЦФА). Однако многие действующие нормативные документы, регламентирующие правила проведения ультразвукового неразрушающего контроля в атомной энергетике, нефтехимии, газодобывающей промышленности и т.п., требуют определять эквивалентные размеры отражателей. В статье предложена методика расчета ЦФА—АРД-массива для определения диаметра эквивалентного плоскодонного отверстия (ПДО) при анализе изображения. Показано, что эффективнее работать не с амплитудой изображения, а с интегральной амплитудой. Численные эксперименты показали точность определения диаметра ПДО порядка ±0,1 мм. В модельных экспериментах точность определения диаметра ПДО оказалась по модулю меньше 0,2 мм.



Моделирование дефектов в ультразвуковой дефектоскопии. Состояние и перспективы
Аннотация
Во введении к статье отмечены четыре фактора, наиболее значимые для обеспечения точности измерений параметров дефектов при ультразвуковом контроле: параметры искусственных отражателей в образцах, соответствие акустических свойств материала настроечных образцов и контролируемых изделий, переходные характеристики электроакустических трактов, методические особенности выполнения измерений. Настоящая статья посвящена анализу первого и отчасти четвертого из перечисленных факторов. Проведен обзор отражателей, применение которых регламентировано в различных стандартах. Отмечены достоинства и недостатки отверстий с плоским дном, сегментных и угловых отражателей («зарубок»), боковых (БЦО) и вертикальных цилиндрических сверлений, пазов. Учитывая особенности рассеяния ультразвуковых волн, отмечено, что искусственные «отражатели» типа «паз» и БЦО используются для настройки параметров современных дифракционных методов контроля. Рекомендовано расширить применение пазов, БЦО и вертикального сверления при пересмотре стандартов, регламентирующих применение классических эхометодов. Приведена оценка точности измерения параметров дефектов, в первую очередь координат острия трещин, с применением современных цифровых методов обработки информации при ультразвуковом контроле. Указано, что для повышения точности измерений, определения положения и ориентации трещин в сварных швах необходимо создание базы данных цифровых двойников образцов с искусственными отражателями и изделий с реальными дефектами. Приведена общая схема выполнения работ по контролю качества, учитывающая применение эталонов (мер), цифровых моделей искусственных отражателей и цифровых двойников процесса контроля для обеспечения необходимой выявляемости дефектов и достоверности ручного, автоматизированного и потенциально автоматического контроля.



Реконструкция амплитуды сигналов акустической эмиссии на основе ее математического моделирования как случайного процесса
Аннотация
Рассмотрена задача о стохастических колебаниях, возбуждаемых внутренним дефектом в окрестности свободной границы упругого массивного тела в стадии предразрушения. Исследование основано на результатах метода инвариантов в теории акустической эмиссии (АЭ), согласно которому статистическое распределение значений параметров сигналов акустической эмиссии (АЭ) от дефекта подчиняется условию устойчивости при нахождении тела в одной и той же стадии предразрушения. Построена математическая модель нестационарного волнового поля смещений в упругом массивном теле и изучены вопросы корректности ее применения. Проблема сводится к исследованию некоторого граничного интегрального уравнения в специальных классах стохастических процессов. Поставлена задача восстановления по сигналам АЭ и описания характера случайного процесса излучения дефекта на свободной границе тела. Приведены данные численного анализа.



Радиационные методы
Математическое моделирование радиационных прозрачностей в счетной реализации метода дуальных энергий на основе аналогового амплитудного анализа исходных сигналов
Аннотация
Приведена математическая модель радиационных прозрачностей в счетной реализации метода дуальных энергий на основе аналоговой дискриминации исходных сигналов. Обобщенная математическая модель радиационных прозрачностей в анализируемой реализации метода дуальных энергий базируется на аналоговом разделении исходных электрических сигналов с детектора рентгеновского излучения по амплитуде на низкоэнергетические и высокоэнергетические сигналы с последующим счетом этих сигналов. Аналоговое разделение выходных сигналов детектора рентгеновского излучения по амплитуде осуществляется с помощью двухканального амплитудного анализатора. Предложенная модель учитывает максимальную энергию рентгеновских фотонов, порог энергии для разделения сигналов на низкоэнергетические и высокоэнергетические сигналы, материалы и размеры чувствительных к радиации элементов детекторов, параметры объектов контроля. Модель может быть использована для проведения исследований по влиянию шумов, обусловленных квантовой природой рентгеновского излучения, на качество идентификации ослабляющего материала, например, по эффективному атомному номеру, применительно к рассматриваемой реализации метода дуальных энергий, а также для обоснованного выбора параметров соответствующих двухэнергетических систем цифровой радиографии и рентгеновской компьютерной томографии.



Тепловые методы
Тепловой неразрушающий контроль трещин в газотурбинных лопатках с использованием ультразвуковой стимуляции
Аннотация
Описаны результаты неразрушающего контроля лопатки турбины из жаропрочного сплава с керамическим покрытием методом теплового контроля с ультразвуковой (УЗ) стимуляцией. Цель исследования заключалась в определении возможностей метода по обнаружению трещин в лопатке турбины и ее керамическом покрытии. Обработку термограмм проводили методом анализа главных компонент, который позволяет «подчеркнуть» дефектные отметки. Полученные данные показали хорошее соответствие результатам капиллярного неразрушающего контроля при значительно меньшем времени проведения испытания. Продемонстрирована особенность теплового контроля с ультразвуковой стимуляцией при обнаружении сомкнутых трещин керамического покрытия и трудновыявляемых подповерхностных трещин.



Оценка временного сопротивления стали по параметрам гармонического спектра кривой перемагничивания
Аннотация
Представлены результаты лабораторных исследований конструкционных сталей. Показана возможность применения комплексных параметров, полученных на основе гармонических составляющих петли магнитного гистерезиса для практической оценки временного сопротивления стали. Определение величины комплексного параметра осуществляется при помощи метода разделения диагнозов в пространстве признаков и метода группового учета аргументов. Регистрация петель магнитного гистерезиса проведена при помощи магнитного структуроскопа DIUS-1.15М. Установлены весовые коэффициенты влияния гармонических составляющих на величину комплексного параметра. Результаты исследования демонстрируют возможность удовлетворительной оценки предела прочности стали по величине комплексного параметра.


