№ 2 (2023)
Статьи
Восстановление изображения отражателей на границе основного и наплавленного металла с использованием технологии Plane Wave Imaging
Аннотация
Предлагается использовать технологию Plane Wave Imaging (PWI) для ультразвукового контроля сварных соединений с узкой разделкой для выявления трещин на границе сплавления основного и наплавленного металла. В сравнении с методом цифровой фокусировки изображения (ЦФА) данный способ позволяет восстанавливать изображения отражателей с более высоким отношением сигнал/шум, с большей скоростью как регистрации эхосигналов, так и восстановления изображения несплошностей по разным акустическим схемам с учетом трансформации типа волны при отражении от границ объекта контроля. Численные и модельные эксперименты подтвердили эффективность применения технологии PWI для повышения скорости зонального контроля. Применение когерентного фактора повысило отношение сигнал/шум изображения моделей трещин как для режима FMC, так и для режима PWI.
Дефектоскопия. 2023;(2):3-15
3-15
Учет жесткости стальных канатов при оценке силы их натяжения по результатам измерения частоты собственных колебаний
Аннотация
Рассмотрены результаты ранее выполненного обследования стальных канатов вантового перехода, где определяли силу натяжения по частотам их поперечных колебаний. Выявлены особенности методики выполнения измерений собственных частот колебаний каната, касающиеся способа возбуждения колебаний, их ориентации и объема информативной выборки регистрируемых частот. Физическая модель, лежащая в основе методики измерений, не учитывает упругой изгибной реакции каната и вязкого трения. Показано, что учет таких факторов позволяет не только повысить точность измерения силы натяжения, но и открывает возможность выявления дефектов в канате. Например, обрыв волокон каната, его утонение в результате коррозии или истирания приводит к убыванию изгибной жесткости. Изменение состояния канатной смазки или проникновение жидкости внутрь каната приводит к изменению коэффициента затухания его колебаний. Результаты исследования могут быть использованы для создания мониторинговых систем состояния стальных канатов.
Дефектоскопия. 2023;(2):16-23
16-23
Технология ультразвукового контроля сварных соединений, полученных точечной сваркой трением с перемешиванием
Аннотация
Сварка трением с перемешиванием нашла широкое применение в авиастроении и ракетостроении, прежде всего благодаря возможности получения сварных соединений с прочностью, близкой к прочности основного материала. Одним из наиболее перспективных методов такой сварки является точечная сварка трением с перемешиванием, которая может служить альтернативой электроконтактной точечной сварке и заклепочным соединениям. Для внедрения точечной сварки трением с перемешиванием в производство ответственных изделий необходимо рассмотреть вопросы, связанные с неразрушающим контролем качества сварных соединений, полученных данным методом сварки. Целью настоящей работы является обоснование применимости ультразвукового эхометода для контроля качества сварных соединений, полученных точечной сваркой трением с перемешиванием. Актуальность работы подтверждается тем, что на сегодняшний день отсутствуют достаточно полные сведения о результатах экспериментальных исследований, направленных на анализ характеристик сварных соединений, полученных точечной сваркой трением с перемешиванием. Авторами статьи предложено использовать ультразвуковой эхометод контроля. Контроль проводился с помощью ультразвукового дефектоскопа с раздельно-совмещенным пьезоэлектрическим преобразователем на образцах, изготовленных с применением точечной сварки трением с перемешиванием. В результате ультразвукового контроля в трех образцах были обнаружены дефекты типа непровар и слипание, что было подтверждено металлографическими исследованиями. Образцы, в которых не были обнаружены дефекты, были подвергнуты механическим испытаниям, в результате которых установлено, что прочность полученных сварных соединений сопоставима с прочностью основного металла образцов. Металлографические исследования, проведенные на образцах после механических испытаний, также подтвердили отсутствие дефектов в сварных соединениях. Таким образом, показана связь результатов ультразвукового контроля, металлографических исследований и механических испытаний, что позволяет обосновать применимость ультразвукового эхометода для контроля качества сварных соединений, полученных точечной сваркой трением с перемешиванием.
Дефектоскопия. 2023;(2):24-34
24-34
К решению одной задачи магнитостатики для трубы с дефектом на внутренней поверхности
Аннотация
Разработан и реализован алгоритм численного решения прямой линейной задачи магнитостатики по расчету результирующего поля трубы с поверхностным дефектом на внутренней ее стенке в предположениях, что перпендикулярное сечение трубы и вектор напряженности внешнего намагничивающего поля остаются неизменными вдоль оси протяженности трубы - это позволило взять за основу двумерное интегро-дифференциальное уравнение магнитостатики. Алгоритм реализован на языке программирования FORTRAN. Результаты протестированы на достоверность с помощью точно решаемых задач. Построены иллюстративные кривые. Указаны возможности применения полученной методики расчета для класса задач, в чем-то отличающихся по постановке.
Дефектоскопия. 2023;(2):35-46
35-46
Анализ сжатых изображений тепловых волн при контроле подповерхностных слоев
Аннотация
Определение параметров подповерхностных слоев изделий в активной термографии требует высокой скорости съемки, что приводит к сокращению времени экспозиции, избыточности данных, требованию большой пропускной способности, нерациональному использованию ресурсов датчика и памяти. Компрессионное зондирование (КЗ) - это методика получения данных, с помощью которой преодолеваются данные ограничения путем получения сигнала на частотах ниже частоты Найквиста при меньшем количестве измерений, учитывая, что сигнал разрежен в некоторых преобразованных областях и восстанавливается до исходного отклика. В данной работе проверяется эффективность применения КЗ при визуализации частотно-модулированных тепловых волн путем проведения экспериментов на образцах из низкоуглеродистой стали c высоким тепловым откликом с искусственно созданными дефектами. Дискретное косинус-преобразование выбрано в качестве метода априорного разрежения, а ортогональное согласованное преследование используется для восстановления исходного теплового отклика из сжатых изображений. Первоначально проводится анализ выбора оптимального параметра разреженности и количества измерений, затем осуществляется оценка влияния количества измерений на обнаружение дефектов в различных методах постобработки, используемых при частотно-модулированной импульсации. Обнаруженные дефекты и их качественный анализ с помощью оценки отношения сигнал/шум подтвердили пригодность КЗ для эффективного восстановления данных тепловых измерений и, таким образом, улучшения восстановления формы дефектов.
Дефектоскопия. 2023;(2):47-61
47-61
Решение обратной задачи восстановления поверхности при электронно-лучевой наплавке
Аннотация
Поставлена обратная задача восстановления поверхности по сигналу тормозного рентгеновского излучения применительно к процессу наплавки валика при аддитивном производстве, а также приведено ее решение с использованием итерационного метода восстановления. Численная реализация осуществлена на примере восстановления трех типов симметричных объектов: гауссова поверхность, полусфера, цилиндр. Сравнение показало хорошее соответствие восстановленных поверхностей с заданными.
Дефектоскопия. 2023;(2):62-72
62-72