Главная страница
Навигация по странице:

  • Технология исследования внутренних дефектов и их характеристик в конструкциях из пкм.

  • Методы обнаружения и распознавания дефектов. Метод безэталонного определения порогового значения сигнала в автоматизированной системе неразрушающего контроля.

  • Ультразвуковой неразрушающий контроль многослойных изделий из ПКМ.

  • Исследование процесса теплового контроля многослойных конструкций из ПКМ.

  • Производственные системы и технологии неразрушающего контроля. Разработка принципов построения автоматизированной системы неразрушающего контроля (АСНК) и её программного обеспечения.

  • Автоматизированный рентгеновский контроль. Методы радиометрического контроля.

  • Дискретный метод измерения.

  • Автоматизированный ультразвуковой контроль крупногабаритных конструкций из ПКМ.

  • Автоматизированный ультразвуковой контроль малогабаритных изделий сложной формы из ПКМ.

  • Автоматизированный контроль радиопрозрачности конструкций из ПКМ.

  • Ультразвуковой теневой контроль многослойных крупногабаритных сложнопрофильных конструкций из ПКМ.

  • Ультразвуковой теневой контроль средне – и малогабаритных конусных изделий из углеродных материалов.

  • Акустический односторонний контроль сложных многослойных конструкций из ПКМ.

  • Диагностика технического состояния плоских стеклопластиковых нагревателей по анализу температурных полей поверхности.

  • Исследование и разработка новых технологий неразрушающего контроля.

  • Метод ультразвуковой термографии.

  • Повышение достовености результатов неразрушающего контроля путем оптимизации работы операторов на основе методов статического анализа и оптимального управления.

  • Введение. Технология исследования внутренних дефектов и их характеристик в конструкциях из пкм


    Скачать 36.78 Kb.
    НазваниеТехнология исследования внутренних дефектов и их характеристик в конструкциях из пкм
    АнкорВведение.docx
    Дата30.09.2018
    Размер36.78 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаВведение.docx
    ТипДокументы
    #25279

    Введение.

    Конструкции из полимерных композитных материалов в последнее время находят все более широкое применение и являются перспективными во многих отраслях промышленности (машиностроении, авиационной, космической, энергетике и др.), так как обеспечивают минимальную массу конструкции при заданном значении прочности, не подвержены коррозии и т. п.

    Как показали исследования, наиболее часто встречающимися опасными макродефектами структур из ПКМ являются дефекты типа нарушения сплошности, например расслоения, непроклеи, трещины, инородные включения и т.п. С другой стороны, они влияют на показатели назначения конструкции, а с другой – характеризуют качество технологического процесса ее изготовления. Наличие дефектов часто говорит об отступлениях в технологии изготовления изделия.

    Технология неразрушающего контроля и соответствующие технологические средства должны удовлетворять следующим требованиям:

    1. Выявление дефектов типа нарушении сплошности в любом месте конструкции.

    2. Достаточно большая производительность контроля, чтобы обеспечить обследование конструкции в разумные промежутки времени;

    3. Максимально возможное исключение оператора из процесса контроля.

    Это обуславливает применение контроля, реализующих обследование одновременно достаточно большой площади поверхности.
    Схема создания технологий неразрушающего контроля.

    Технология исследования внутренних дефектов и их характеристик в конструкциях из пкм.

    Исследования, анализ конструкции и технологии производства (от изготовления до испытаний) изделий из ПКМ методом намотки позволили определить основные причины возникновения в них дефектов типа нарушения сплошности. К ним относятся:

    1. Нарушение режимов хранения и выдержки материалов, что приводит к снижению жизнеспособности связующего – снижению его вязкости и ухудшению адгезии между отдельными слоями стеклоткани или нити;

    2. Попадание на поверхность армирующего материала в процессе изготовления изделия воды, мала и других жидкостей.

    3. Нарушение технологических режимов намотки, в том числе величины натяжения, усилия давления прикатки, случайные изменения качества пропитки стеклоткани или нити в процессе намотки;

    4. Изменение ширины ленты армирующего материала;

    5. Отсутствие адгезии между кольцевым и осевым слоями намотки (расслоение по торцам изготавливаемого изделия);

    6. Погрешности механически станков, осуществляющих намотку изделия (изменение условий натяжения стеклоткани или нити, увеличение величины биения вала и т.п.);

    7. Дефекты, обусловленные изменением внутреннего давления при испытаниях изделий. Изделие при этом «растягивается» и образуются дефекты типа нарушения сплошности между слоями намотки.



    Методы обнаружения и распознавания дефектов.
    Метод безэталонного определения порогового значения сигнала в автоматизированной системе неразрушающего контроля.

    Основная проблема обнаружения дефектов – определение значения порогового сигнала, разделяющего области дефектных и качественных (бездефектных) областей сигналов, полученных при обследовании изделия.

    В настоящее время эта задача решатся путем настройки дефектоскопов на эталонный образец с эталонным дефектом. Такой метод достаточно эффективен и показывает неплохие результаты, но применим только к однородным материалам, т.е. материалам и конструкциям, физико-механические характеристики которых не изменяются по всей конструкции.

    ПКМ априори имеют достаточно большой разброс физико-математических характеристик, поэтому метод настройки по эталону применим только в очень ограниченном круге задач.

    Рассмотрим характер закона распределения, которому подчиняется выборка измерений информационного сигнала в контрольных точках. Анализ условий получения выборочных значений позволяет предположить, что выборка изменений является неоднородной, поскольку в ней в общем случае содержатся сигналы, соответствующие дефектным участкам (дефект) и качественным участкам (качеством), которые имеют различную природу и соответствуют разным условиям распространения информационного сигнала. Это позволяет предположить, что адекватной моделью распределения может быть бимодальное распределение с функцией плотности:
    Функция распределения (плотности) одномерна, если информационный параметр (сигнал) одномерен.

    Рассмотрим еще один вил ошибок – методические, которые возможны при настройке по эталону. f(x) – функция плотности некоторого бимодального распределения. Без потери общности можно предположить, что значения информационного параметра, соответствующие дефекту, группируются около моды m1 , а соответствующие качеству – около моды m2.

    Значения мод m1 и m2 соответствуют некоторому среднему дефекту и среднему качеству контролируемого изделия, поскольку исходная выборканеоднородна по способу получения. Среднее арифметическое по всей выборке является оценкой математического ожидания исходной f(x), т.е. оценкой некоторого центра тяжести, которое расположено левее моды m2. А моду m2 естественно принять за характеристику среднего качества. Следовательно, в этом случае получаем смещение , т.е. совершаем методическую ошибку в определении среднего качества и соответственно ошибку в определении первого значения информационного параметра.
    Ультразвуковой неразрушающий контроль многослойных изделий из ПКМ.

    Моделирование процесса возбуждения и распространения упругих волн в цилиндрической оболочке. В настоящее время разработаны разнообразные модели процесса ультразвукового (УЗ) неразрушающего контроля изделий в основном металлов и очень небольшая часть изделий из многослойных полимерных материалов. Анализируя эти работы, можно отметить, что авторы, как правило, впадают в две крайности при разработке моделей (особенно это касается моделей УЗ-контроля многосмещений и напряжений в пластине и в варьировании энергетического функционала. Данный подход применим в тех случаях, когда толщина контролируемого изделия оказывается намного меньше длины сдвиговой или продольной волны в материале, из которого изготовлено изделие, а также меньше длины волны искомой волновой моды. Преимущество такого подхода заключается в том, что уравнение, которое получается в результате моделирования процесса, зависит лишь от двух координат и не зависит от координаты, направленной перпендикулярно плоскости изделия. Это существенно упрощает численные исследования процесса контроля и анализ получаемых данных. К сожалению, для моделирования крупногабаритных многослойных изделий из ПКМ не представляется возможным воспользоваться, данным проходом, поскольку длина волны излучения оказывается сравнимой с толщиной пластины.

    Второй (точный) метод заключается в рассмотрении пластины как слоя упругого материала. При этом методе распространение ультрозвуковых колебаний в слое описывается уравнением динамической теории упругости, а на границе – свободными граничными условиями. В результате получается хорошо известное дисперсионное уравнение для волн Лэмба. В случае моделирования процесса акустического контроля крупногабаритного многослойного изделия из ПКМ готовые уравнения отсутствуют, и требуется выполнить все вычисления, поскольку необходимо вывести также уравнения, описывающие специфическую слоистую структуру пластик-резина, состоящую из тонкого и толстого слоёв.

    Математическое описание распространения ультразвуковых колебаний в слоистой структуре проводят в два шага.

    На первом шаге в каждом из слоёв записывают уравнения теории упругости и формулируют граничные условия. Для внешних границ слоёв это условия отсутствия напряжений (условия свободной границы), а между слоями – это условие непрерывности смещений и напряжений.

    На втором принимается во внимание малая величина толщины одного из слоёв, и, таким образом, влияние тонкого слоя сводится к появлению импедансных граничных условий на соответствующей границе толстого слоя.

    В многослойных изделиях из ПКМ, изготовленных методом намотки, дефект мал, и поэтому можно использовать простую скалярную статическую модель трещины. Эта модель правильно отражает все характерные свойства реальной трещины (порядок величин коэффициентов, краевые асимптотики и т.д.), поэтому можно надеяться на хорошую точность получаемых с помощью ее оценок.

    Процесс моделирования включает три этапа:

    1. Моделирования процесса возбуждения упругих волн и их распространения вдоль изогнутой поверхности;

    2. Моделирования процесса рассеяния волн на трещине специфического типа (дефекте), например на «непроклеенности» между слоями пластика или между пластиком и резиноподобным покрытием и т.п.

    3. Исследования модели и процесса ультразвукового неразрушающего контроля многослойных изделий из ПКМ с резиноподобным покрытием.

    Построим теоретическую модель процесса возбуждения упругих волн и их распространения вдоль изогнутой поверхности в трубе из пластика, покрытого резиной.

    Теоретическое описание ситуации, в точности соответствующей физическим условиям процесса УЗ-контроля, представляет значительные трудности и в силу своей громозкоти являются малоинформативными.

    При построении модели примем следующие допущения:

    - воспользуемся наличием нескольких малых параметров, что позволит либо вовсе не учитывать некоторые особенности задачи, либо учесть их в первом приближении;

    - результатом моделирования процесса УЗ-контроля построение качественной картины процессов и в определении достоверных количественных оценок. Это обосновано тем обстоятельством, что любая тонкая теория будет полностью сведена на нет тем, что точная форма дефекта (трещины) не всегда известна. Поэтому будем пользоваться, где это возможно, разумными модельными представлениями.

    Опишем качественно картину происходящих процессов.

    Для пластика скорость сдвиговой волны ct≈0,7•103 м/с, а скорость продольной ct≈1,8•103 м/с. При таких скоростях в пластине на частоте 50 кГц (средняя частота УЗ-волн при контроле изделий из ПКМ) существуют три моды Лэмба. Это изгибная мода (распространяющая с самой малой скоростью и не имеющая частоты отсечки), мода растяжения (также не имеющая частоты отсечки) и антисимметричная мода с частотой отсечки, примерно равной

    ,

    Где Н – толщина пластины.

    Будем называть эту моду сдвиговой. Такое название не является стандартным, однако в рамках длиной работы позволит обозначать моду, о которой идет речь.

    Более высокие моды имеют частоту отсечки больше 50 кГц и, следовательно, не являются распространяющимися. При работе дефектоскопа на более высоких частотах необходимо учитывать наличие и других мод.

    Здесь не учитывалось влияние резинового слоя. Очевидно, для приведенных мод наличие этого слоя дает поправку в функционал энергии порядка нескольких процентов. Для первых двух мод его влияние не существенно, поскольку это даст аналогичную малую поправку к фазовой скорости. Для третьей моды уже нельзя считать влияние резинового слоя априори маленьким. Это связано с тем, что мода имеет частоту отсечки, причем рабочая частота может оказаться близкой к частоте отсечки. В такой ситуации даже малое изменение частоты отсечки порождает значительное изменение фазовой скорости. Таким образом, необходимо учитывать влияние резинового слоя для третьей моды при решении задачи распространения УЗ-волн в материале.
    Исследование процесса теплового контроля многослойных конструкций из ПКМ.

    Математическое моделирование теплового неразрушающего контроля (ТНК) является задачей определения геометрических характеристик и положения дефектов по температурному полю объекта контроля. При этом особую проблему для неразрушающего контроля представляют дефекты в изделиях их ПКМ. Однако при использовании существующих экспериментальных систем, анализирующих информацию о тепловом поле поверхности объекта контроля и представляющих собой тесный симбиоз между программно-аппаратным комплексом и специалистом-экспертом, не всегда удается обеспечить получение качественных оценок дефектов, что существенно ограничивает область их применения.

    Таким образом, вопрос получения точных координат формы дефекта в трехмерном понимании и определение его местоположения, в том числе глубины залегания, при проведении теплового контроля достаточно актуален.

    При таком положении дел заказчик исследования может полагаться только на опыт эксперта-дефектоскописта и получать в качестве отчета только информацию о приемном местоположении дефектов и их приблизительной форме, в основном в плоскости. Это предполагает для обеспечения достоверных результатов обязательное привлечение к проведению контроля высококвалифицированных специалистов, что не всегда экономически оправдано и технически реализуемо.

    Поэтому перспективен метод определения пространственных характеристик дефектов в изделиях из ПКМ а основе трехмерного математического моделирования (тепловая дефектометрия), обеспечивающий получение достоверных объективных результатов контроля независимо от квалификации дефектоскопистов.
    Производственные системы и технологии неразрушающего контроля.
    Разработка принципов построения автоматизированной системы неразрушающего контроля (АСНК) и её программного обеспечения.

    Трудности качественного и своевременного создания сложных программных комплексов, а тем более сложных систем, общеизвестны. Однако признания трудностей недостаточно для исправления существующего положения. Решение этой проблемы должно быть единым, концептуально целостным, учитывающий специфику задач проектируемой системой и специфику ее функционирования и окружения.
    Автоматизированный рентгеновский контроль.

    Методы радиометрического контроля.

    В соответствии с основным назначением средства радиометрического контроля относят к приборам, использующим ионизирующие излучения для измерения физических характеристик просвечиваемых объектов. По характеру измеряемого параметра их подразделяют на дефектоскопы и толщимеры. Кроме того, классификационными признаками являются условия измерения (поглощения излучения и его обратное расстояние), вид используемого ионизирующего излечения (рентгеновские трубки, изотопные источники, ускорители) и конструктивно-эксплуатационные особенности.

    При радиометрическом методе контроля дефектами излучения являются различного рода счетчики, электронно-оптические преобразователи, ионизационные камеры, сцинтилляционные преобразователи.

    В радиометрических приборах может быть использован аналоговый или дискретный (счетный) метод представления информации. Выбор метода обусловлен быстродействием, точностью, числом каналов, выходным устройством анализа принятия решения.

    Дискретный метод измерения.

    Заключается в определении числа импульсов на выходе детектора. В этом случае возможны погрешности измерения двух видов: статические и аппаратурно-статические. Первые вызваны отклонением случайных чисел импульсов на выходе детектора от средних значений (принимаем за истинный результат); вторые связаны с наличием «мертвых времен» детектора, пересчетного устройства или механического и возрастают с увеличением средней скорости счета.
    Автоматизированный ультразвуковой контроль крупногабаритных конструкций из ПКМ.

    Рассмотрим подробно установку, программно-аппаратурную часть и методику автоматизированного ультразвукового контроля крупногабаритных цилиндрических изделий из ПКМ.

    Описанные ниже установки автоматизированного контроля других типов изделий построены по аналогичному принципу.

    Дефектоскоп контроля качества (установка ДКК) предназначен для автоматизированного неразрушающего контроля крупногабаритных цилиндрических изделий из ПКМ.

    Процесс контроля происходит следующим образом.

    Перед началом автоматизированного контроля осуществляется определение порогового сигнала – значение сигнала, разделяющего с заданной вероятностью кластеры сигналов, принадлежащих дефектным и качественным областям контролируемого изделия. Пороговое значение сигнала – значение сигнала определяется перед проведением автоматизированной дефектоскопии двумя способами в зависимости от поставленной задачи.

    Первый способ заключается в безэталонном определении порогового сигнала путем автоматической обработки материала аналоговых сигналов по поверхности изделия методами математической статистики, оптимальной фильтрации и т.п. на основе выше описанных алгоритмов. Реализация данного способа осуществляется в реальном времени в процессе сканирования изделия.

    Второй способ применяется, когда не требуется большая достоверность обнаружения дефекта. В этом случае предполагается, что площадь дефекта много меньше площади поверхности изделия (что, в общем, соответствует практике) и пороговое значение Хпор сигнала определятся по формуле

    дБ,

    Где Xi – значение ультразвукового сигнала, измеренного равномерно по поверхности контролируемого изделия; I – номер точки измерения ультразвукового сигнала; N – количество точек измерения; 20 дБ – экспериментальная (империческая) величина ослабления ультразвукового сигнала на дефекте типа нарушения сплошности (расслоение) раскрытием 0,2 мм.

    В процессе контроля механизированная система сканирования 2 перемещает преобразователи бесконтактные, низкочастотные 4, 5 по поверхности контролируемого изделия 1. Для этого система сканирования 2 вращает изделие 1 и одновременно перемещает вдоль образующей преобразователи 4, 5. В результате этого происходит сканирования изделия 1 по поверхности по спиральной траектории. Преобразователи 4, 5 с ультразвуковым дефектоскопом 3 «прозвучивают» (контроль) стенки контролируемого изделия теневым методом. При наличии дефекта (нарушение сплошности материала) с выхода дефектоскопа 3 вырабатывается специальный сигнал о наличии дефекта, который через плату интерфейса 8 поступает ЭВМ 9. Одновременно через плату интерфейса 8 на ЭВМ 9 от датчиков вращения 6, 7 предается информация о координатах контролируемого участка изделия 1.

    Таким образом, в ЭВМ 9 накапливается и обрабатывается информация о сигналах от поверхности контролируемого изделия, о наличии дефектных участков на контролируемом изделии и координаты данных участков.

    По окончании процесса сканирования накопленная информация обрабатывается с помощью программного обеспечения 10, реализуя сбор и хранение первоначальной (исходной) информации, выявление дефектов, формирование архива результатов контроля.

    Таким образом, формируется выходная информация 13, включающая протокол дефектоскопии и дефектограмму изделия.
    Автоматизированный ультразвуковой контроль малогабаритных изделий сложной формы из ПКМ.

    Автоматизированная установка включает в себя автоматизированную механическую систему контроля с компьютерным управлением и специальные программные средства обнаружения и распознания дефектов.

    Система осуществляет сканирование поверхности бесконтактными ультразвуковыми преобразователями с формированием матрицы информационного параметра. Далее результаты контроля обрабатываются и формируются итоговые документы.

    На этом этапе осуществляется автоматизированный анализ матрицы ультразвукового сигнала по поверхности изделия с выделением контуров дефектов, подсчетом площади каждого дефекта и общей площади дефектов.

    Анализ проводятся в соответствии с установленным режима контроля и выбранным уровнем дефектности. Выбор порогового значения сигнала осуществляется посредством специальных алгоритмов по анализу матрицы ультразвукового сигнала.
    Автоматизированный контроль радиопрозрачности конструкций из ПКМ.

    Автоматизированная сканирующая установка, аппаратура и программное обеспечение предназначены для контроля ослабления СВЧ-радиосигнала, проходящего через полусферическую оболочку из ПКМ, при изменении углов визирования от 0 до 80° относительно вертикальной оси оболочки.

    Установка функционирует следующим образом.

    Под управлением микропроцессороной системы приемная и передающая антенны синхронно и соосно сканируют сферическую поверхность изделия. В процессе сканирования измеряется коэффициент ослабления сигнала, величина которого записывается в память компьютера. По завершению сканирования поверхности формируется протокол (поле) ослаблений величины радиосигнала и делается заключение о качестве изделия.
    Ультразвуковой теневой контроль многослойных крупногабаритных сложнопрофильных конструкций из ПКМ.

    Теоретические и экспериментальные исследования показали, что в связи со сложностью конструкции изделия (большие габаритные размеры и наличие навесных элементов) и особенностями материала (большое затухание ультразвукового сигнала в слое пенопласта) использование механизированных установок для автоматизированного контактного и бесконтактного контроля не представляется возможным. Поэтому были разработаны технологии поэтапного ручного ультразвукового контроля.
    Ультразвуковой теневой контроль средне – и малогабаритных конусных изделий из углеродных материалов.

    Перспективным направлением в современной технике является использование углеродных материалов, обладающих рядом преимуществ традиционными материалами – металлами, особенно в авиакосмических отраслях техники. Однако такие материалы требуют особого подхода, новых решений при разработке и создании методов и средств их дефектоскопии. Это вызвано больших разнообразием видов таких материалов, специфическими особенностями конструкций из них и технологии их изготовления, случайным изменением физико-механических и прочностных характеристик, большим разнообразием типов дефектов, возникающих в процессе изготовления. Повысить качество изделий невозможно без достоверной оценки критериев качества. Соответственна, невозможна разработка мероприятий и технологий по повышению качества изделий. Одним из признаков качества изделий является величина нарушений внутренней сплошности, обнаружение которых возможно с помощью методов неразрушающего контроля.

    Однако не всегда имеется возможность использовать для контроля изделий автоматизированные системы. В этом случае неразрушающий контроль качества производят в ручную.

    Ручной ультразвуковой теневой контроль изделий из углеродных материалов осуществляют на трех стадия производства: после высокотемпературное термической обработки, перед механической обработкой и готового изделия.

    Технология ультразвукового контроля аналогична описанным выше и заключается в следующем: ультразвуковой дефектоскоп настраивают на обнаружение дефектов по эталонному образцу (образцу с эталонным дефектом), далее проводят контроль качества материала поточечно по всей поверхности изделия. Информационным признаком наличия или отсутствия дефекта являются два параметра: изменение амплитуды ультразвукового сигнала либо изменение времени прохождения ультразвукового сигнала между акустическими преобразователями. Шаг сканирования определяется в данном случае минимальным обнаруживаемым дефектом и вычисляется по описанной методике.

    После завершения контроля оформляют дефектограмму изделия – развертку наружной поверхности изделия с нанесенными контурами дефектов, указанием площадей и координат обнаруженных дефектов.

    Разработанный метод ультразвукового неразрушающего контроля позволил улучшить технологию изготовления изделий в части снижения величины внутренних несплошностей (расслоений), в результате:

    - определены режимы и введена предварительная термообработка ткани для удаления замасливаний;

    - обеспечен равномерный прогрев пакета в гидроклаве при отверждении;

    - увеличен режим карбонизации.
    Акустический односторонний контроль сложных многослойных конструкций из ПКМ.

    Акустический метод неразрушающего контроля широко известен в технической диагностике и реализует обнаружение дефектов (нарушений сплошности) между «тонкими» упругими поверхностями и основанием посредством анализа спектра упругих колебаний поверхности при ее ударном возбуждении. Для акустического метода неразрушающего контроля применяют колебания ультразвукового и звукового диапазонов частотой от 50 Гц до 50 МГц. Интенсивность колебаний обычно невелика, не превышает 1 кВт/м2. Такие колебания происходят в области упругих деформациях среды.

    Основной особенностью акустического контроля конструкция из ПКМ является, как и для большинства методов, значительный диапазон изменения физико-механических характеристик материалов. Из-за этого возникают достаточно серьезные сложности при применении акустического контроля на практике, в том числе при разработке и изготовлении контрольных образцов (образцов контролируемых изделий с эталонными дефектами) и метрологической аттестации технологий (методик) контроля. Разработанная и описанная выше математическая модель акустического контроля позволяет рассчитать оптимальные режимы контроля различных изделий.
    Диагностика технического состояния плоских стеклопластиковых нагревателей по анализу температурных полей поверхности.

    Для поддержания оптимального температурного режима функционирования электронного оборудования и комфортных условий для человека в различных климатических условиях на ряде ответственных объектов широко применяются плоские стеклопластиковые нагревательные элементы, обладающие рядом преимуществ по сравнению с другими устройствами аналогичного назначения.

    Стеклопластиковый тонкослойный электронагреватель представляет собой получаемый прессованием трехслойный «сэндвич», внешними слоями которого являются электроизоляционные слои, а внутренним – электропроводящий слой.

    Электропроводящий слой – это полимерная композиция, состоящая з стеклоткани, пропитанной связующим с электропроводящими добавками, например мелкодисперсной угольной сажей. Подвод питания к греющему слою осуществляется специальными токоведущими шинами. Концентрация графита, плотность, температура и пропитки и т.п. определяются требованием получением необходимого электрического сопротивления r для выделения соответствующего количества энергии. Основной характеристикой, определяющей параметры температурного поля, является распределение по площади электрического сопротивления греющего слоя. Таким образом, можно определить дефект греющего слоя как участок с координатами контура S(x,y), имеющий электрическое сопротивление rd, отличное от номинального rnom. На работоспособность описанных нагревательных элементов наиболее сильно влияют дефектные участки с пониженным сопротивлением rdnom, так как на них происходит наиболее сильное выделение энергии, и, следовательно, эти участки имеют повышенную температуру:



    Где qWi – выделяемая энергия; ∆P – плотность мощности выделяемой энергии; ∆F – элементарная площадь.

    Таким образом, представляется удобным определять техническое состояние нагревательных элементов посредством контроля температурного поля его поверхности. Проведенные работы позволили сформулировать требования и разобрать методику контроля на основе тепловизионного компьютерного комплекса регистрации и обработки информации.

    Методика контроля технического состояния нагревательных элементов включает: регистрацию температурного поля поверхности в виде матрицы значений температур и видеоизображения в псевдоцентах, обработку полученной информации (в том числе определение максимального значения температуры и координаты расположения данного участка на поверхности), создание и поддержание архива результатов.

    В результате контроля на каждый нагревательный элемент оформляется паспорт результатов контроля с приведением термограммы и максимального значения температуры поверхности.
    Исследование и разработка новых технологий неразрушающего контроля.

    Высокая скорость конструкции и технологий изготовления изделий из ПКМ и появляющихся новых материалов приводят к необходимости кроме описанных традиционных технологий (методик) неразрушающего контроля создавать принципиально новые нетрадиционные решения возникающих новых задач. Рассмотрим некоторые из разработанных технологий.
    Метод ультразвуковой термографии.

    Достаточно часто возникают задачи обнаружения «слипнутых» дефектов, т.е. дефектов-расслоений с «нулевой» толщиной. Такие дефекты характерны для многослойной конструкций из ПКМ при отсутствии адгезии между слоями.

    Такие дефекты не определяются традиционными (ультразвуковыми, рентгеновскими и др.) технологиями неразрушающего контроля, так как основаны на других физических принципах. Некоторые проблемы обнаружения таких дефектов может решать акустический односторонний метод контроля, но он применим в основном к тонким упругим покрытиям.

    В настоящем разделе рассмотрены экспериментальные исследования метода со специальным тепловым возбуждением конструкции – метод ультразвуковой термографии. Он основан на следующем физическом принципе. Если в материал ввести достаточно мощные ультразвуковые колебания с соответствующей частотой, то вибрация материала в области дефекта (особенно «слипнутого» дефекта) приводит к взаимным перемещениям стенок дефекта. Это вызывает их нагрев вследствие трения. Температурное поле локализируется в области расположения внутреннего дефекта, по анализу которого можно определить расположение дефекта, его характеристики и т.п. Образующее температурное поле регистрируется с помощью специальной тепловизионной техники.

    Экспериментальные исследования технологии контроля и обработку режимов проводили на образцах изделий из углеродных материалов, имеющих сетчатую структуру.

    Разность температуры между качественной и дефектной областями конструкции (выявляемость дефекта) уменьшается с расстоянием от точки ввода ультразвукового излучения до точки регистрации температуры, что обусловлено затуханием ультразвуковых колебаний в материале. Анализ приведенных результатов показывает, что возможно выявление дефектов на расстоянии до 150…350 мм от точки ввода ультразвуковых колебаний в зависимости от материала, мощности вводимого излучения и т.п.

    Таким образом, экспериментальные исследования показали, что возможно выявление «слипнутых» дефектов в сложных пространственных сетчатых конструкциях тепловым методом с тепловым возбуждением ультразвуковым излучением.
    Повышение достовености результатов неразрушающего контроля путем оптимизации работы операторов на основе методов статического анализа и оптимального управления.

    Одно из наиболее сильных влияний на качество результатов диагностики оказывает квалификация специалистов, выполняющих контроль. Квалификация специалистов обеспечивается как их специализированным обучением, так и опытом практической работы. Поэтому о качестве обучения специалистов можно судить по качеству выполняемой ими работы, в том числе по величине погрешности получаемых результатов контроля. В связи с этим актуальна задача разработки объективной методики оценки работы и обучения операторов – специалистов НК по анализу погрешности полученных ими результатов контроля.

    На сегодняшний день проведении НК отсутствует единая, ранжированная по целям и способам их достижения система управления. Таким образом, ответственность как за достоверность контроля, так и за качество готовой продукции возложена на оператора-дефектоскописта (опертора – технолога).

    Рассмотрим в качестве примера величины основных управляющих воздействий за длительный период времени, выбранные из архивной базы данных теплового неразрушающего контроля технического состояния строительного объекта.

    Предварительный статический анализ качества работы дефектоскопистов позволяет говорить о том, что различными операторами решались различные целевые подзадачи управления. Основным отличием введения контроля является уровень кванования оперативной информации при оценке текущей ситуации и выработке управляющих воздействий, который при решении данной целевой подзадачи не превышает времени проведения контроля одного объекта. Данную целевую подзадачу управления в дальнейшем будем называть задачей


    написать администратору сайта