The customer has set a task to provide the AUT of the fusion line of two parts made from austenitic steel. The thickness of the part was about 150 mm. The obligatory conditions were:

• application of the phased array flaw detector already owned by the customer, the device had only 16 active channels for focusing.

• detection of a 1 mm FBH and measurement pf defects dimensions with high accuracy (~ 1 mm)

The task could be solved with the help of straight-beam probe, providing XY-scanning and SAFT-type coherent processing. For example of such approach see the paper.

However, in order to satisfy the customer’s requirements for the use of a phased arrays flaw detector, the following tricks were required:

— create the focal laws, simulating 15 transducers with different angles of incidence of the longitudinal wave;

— the data acquired while scanning with a 0,4 mm step and processed to the coherent SAFT-type method;

— process all the data coherently and obtain an image with high resolution (on the image below — simple PA image for one position and PA+SAFT processed image);

— it was necessary to create a special algorithm for calibrating the parameters of the phased array operating in such an unusual mode, the calibration was performed at the SDH

The required sensitivity and measurement error was achieved.

There was one problem — the image of the FBH looked not round, but oval because of the lack of focusing in the plane perpendicular to the incidence plane. With the use of a straight beam probe with a round plate, this problem would not arise. In this case, the procedure had to include an additional scanning with phased array rotated by 90 °.

Реклама

Ультразвуковые толщиномеры требуют указания скорости звука в объекте контроля при настройке по СОП.

1
В то же время, если ставится задача измерения скорости в объекте контроля (например для определения напряженно-деформированного состояния), то необходимо знать его толщину.

Что делать когда ни толщина ни скорость звука в объекте точно не известны, а их необходимо определить одновременно?

Решение может состоять в применении для сбора данных антенных решеток, работающих в режиме Full Matrux Capture (FMC) — перебор всех комбинаций излучатель-приемник. На первом этапе выполняется сбор данных. На втором этапе выполняется математическая обработка — с помощью алгоритма оптимизации вычисляются оптимальные значения толщины и скорости звука, которые соответствуют временным задержкам для экспериментально измеренных эхосигналов.

Таким образом в сущности решается задача минимизации методом наименьших квадратов по трем неизвестным (толщина, скорость звука продольной и поперечной волны) с заведомо избыточным количеством исходных данных (число комбинаций соответствует квадрату числа элементов в антенной решетке).

Достигнутая на образцах точность достигает 0,5 %.

Formulae

Let`s ask a question: if NDT report states that no defects were found in weld what is the chance that defect exists really?

The reliability of NDT system can be described by POD (probability of detection against the size of defect) curves or ROC (relative operating characteristics) curve. In any case, historical data obtained during qualification allows having quantitative information about the probability of defects detection.

Let`s assume that TP (True positive) probability of defect detection is 0.95, so FN (False negative) probability is 0.05.

Let`s assume that FP (False positive) probability of defect detection in its absence shown during qualification is 0.05, so TN (True negative) probability is 0.95.

Does it mean that probability to have a defect in the weld if no defects reported can be estimated as 0.05 (FN)?

The Bayesian analysis allows calculating this uncertainty taking into account conditional probabilities.

Let H1 will be the hypothesis that defect exists in the weld and apriori probability of defects from retrospective analysis or known statistics P(H1) is 0.1, so hypothesis H2 that no defects exist in the weld has probability P(H2) = 0.9.

E is the evidence — NDT report without defects.

Conditional probability to get E in case of H1 is true P(E|H1) = P(FN) = 0.05

Conditional probability to get E in case of H2 is true P(E|H2) = P(TN) = 0.95

Full Bayesian formulae gives aposteriori probability:

P(H1|E) = P(E|H1) * P(H1) / (P(E|H1) * P(H1) + P(E|H2) * P(H2)) =

=0.05*0.1 / (0.05*0.1+0.95*0.9) = 0.006

 which is surprisingly ten times less than intuitive estimation.

При решении практических задач ультразвукового контроля нередко перед разработчиками возникают задачи, касалось бы не имеющие решения. Выходящие за пределы возможностей традиционно применяемых оборудования и методик. Желание решить задачу изящно требует научного поиска, который в ряде случаев приводит к неожиданному применению имеющегося дефектоскопа, образца, преобразователя.

 

Я сделаю ряд заметок под названием Дефектоскопические истории с тем чтобы поделиться интересными находками, наблюдениями.

При отладке системы, реализующий метод TOFD, столкнулись со странным явлением: при установке ПЭП на образец из стали 20 уровень шума по отношению к амплитуде головной волны был приемлем, но при установке на образец из стали для изготовления роторов амплитуда шума существенно возрастала. Мало того, помеховые импульсы не уменьшались при усреднении и появлялись до сигнала головной волны.

 

 

Сейчас даже странно об этом говорить, но мы не сразу догадались, что проблема в слишком большой частоте посылки импульса возбуждения, а поскольку затухание в роторной стали оказалось существенно ниже чем в стали 20, то сигналы объемной реверберации, связанные с предыдущей посылкой зондирующего импульса попадали в интересующую область.

 

Конечно, сразу возникла идея, что если требуется усреднение по нескольким реализациям, то следует добавить случайную задержку перед посылкой каждого импульса. Тогда все полезные сигналы будут складываться в фазе, а помеховые сигналы от предыдущих посылок будут то запаздывать, то отставать.

 

Исследования, проведенные на моделях показали что решение эффективно.

TOFD

 

Возникла мысль запатентовать идею, однако умные люди такой подход уже продумали… http://www.freepatent.ru/patents/2517774

 

Так что если стоит задача сохранить высокую частоту посылок зондирующего импульса и применять усреднение сигналов — стоит задуматья о том, чтобы к задержке между импульсами добавлялась случайная величина не менее чем ширина импульса.

In practice, we can face a problem — to understand the causes of the appearance of systematic defects in welded joints.

 

It is assumed that the welding technology (WPS) and welders have already passed certification, but when production starts defects appear suddenly and systematic.

 

What can be understood as «systematic»? Let’s say that this is when the proportion of joints with repairs welded over a short period of time (for example, a week, a shift depending on the number of joints) exceeds 20%.

Note: In industry, it is recommended to use control charts for statistical analysis.  however, it is often enough to simply analyze the proportion of repair joints.

To facilitate the task of finding the root cause of the defects, I prepared a special mind map. Here, at the first level, groups of possible causes are presented, with the most likely to be selected from the font size, from which to start, and the orange color represents the actions that should be taken to confirm or disprove the hypothesis about the cause.

Root-cause diagram for defects in welds

Note: You could submit it in the form of Ishikawa diagram, but I’m more used to using a mind map.

Such a diagram does not take into account, in fact, the types of defects, but only offers an exhaustive list of parameters and conditions that should be checked in order to clarify the root cause in the general case.

Also, the diagram does not describe the steps that should be taken to eliminate the found cause. For each case, this will be its own set of measures, for example, if errors are committed through the fault of the welder, then he will removed from the job and will be sent for re-certification.

I pay special attention to the fact that the cause of the emergence of systematic «defects» can be incorrectly performed non-destructive testing (NDT). So the problem can be in non-compliance with the requirements of the procedure, an error in the calibration, the subjective factor of operator reviewing the data.

In the case of automated ultrasound control, a good verification method may be:

* Sending the results of the inspection to a level III for review

* Repeated inspection of the seam with a defect

* Repeated inspection by rotating the scanning device 180 degrees


 

I hope this scheme can help a respected audience in practice, and I will be grateful for the comments and additions to this scheme.

575b4b7f35be328e5bd2686ad6e07ee8

Оплот демократии The New Yorker опубликовал на диво трезвую статью о вреде моды на самосовершествование, которое может даже привести к самоубийству.

Не считая традиционных плевков в сторону мистера Трампа и ошибочного, на мой взгляд, идентифицирования основного постулата христианства (вне зависимости от конфессии) как навязанного чувства вины, автор иронично излагает одну проблему совеременного общества — предъявляющего так много требований к индивидууму при его сравнении с другими членами общества. Социальные сети — очень способствуют этой соревновательности. Быть худыми, стильными, успешными, креативными, крутыми, глядя на всех хочется почтивсем.

Приводится забавная история про двух чудиков, которые решили в течении года попробовать набрать вес на кросс-фите, посидеть на жидкой диете, заниматься медитацией и йогой, провести консультации с терапевтами и бизнес-кучами, использовать вибраторы для простаты, участвовать в стендапе, пройти курс по мужественности, включающий крики и плач во время бега голышом по лесу — потратили на все это по 10 000 долларов и множество времени, но в конце года не почувствовали себя более совершенными или счастливыми.

Это было бы смешно если бы не было так правдиво. Подумайте сами, есть ли среди ваших знакомых те, кто вкалывают на работе с 9 до 9, но кроме этого занимаются ораторским искусством и тренингами в группе ведения переговоров, берут курсы английского, фотографии и танцев, читают по 10 бизнес-романов в год. Наверняка есть. Как при этом удается провести время с семьей — загадка. Это игра на истощение. Сравните число таких людей с количеством тех кто ходит к психологу или принимает транквилизаторы.

Мало того, думая о результате, часто можно прийти к тому, что слишком долго живешь со стиснутыми зубами. Об этом хорошо сказано у Михала Чиксентмихайи: «Проблемы начинаются, когда люди настолько сосредоточиваются на своих целях, что перестают получать удовольствие от настоящего»

Об этом я тоже недавно думал в контексте борьбы за наше с вами время со стороны всевозможных его вымогателей.


Что делать?

 

  1. Для защиты от избыточных позывов к самосовершенствованию можно применить какую-то модельку для принятия решений. Например отсюда с Mindtools. Правда, чтобы освоить эту модель или привить себе эту мысль придется таки усовершенствовать себя.

 

 

  1. Или просто задуматься о том, чтобы ценить себя такими как мы есть. Вы таки будете смеяться, но на эту тему тоже написано множество книг с заглавиями в духе: “Магия, изменяющая жизнь, ни х#я не работает: как прекратить тратить время, которого у вас нет с людьми, которые вам не нравятся. Делайте то, что вы не хотите делать

 

 

  1. Вспомнить незабвенных Monty Python с их “Все уникальны, а я не уникален”. С гордостью признать себя или свое сообщество (что даже более важно) посредственным и предаваться самоанализу не чаще чем раз в год, желательно на летних каникулах.

 

 

  1. Есть еще парадоксальная идея — начать менять мир вокруг нас вместо того чтобы меняться самим. Эту идею проведем по разряду утопий.

 

 

Ссылки на книги, в которых описаны эти идеи есть в первоначальной статье в New Yorker.

 


Учитывая, что в нашем обществе все больше функций будет переходить к роботам — у людей освободится время на самокопание и погоню за ускользающими общественными идеалами — перед всеми нами рано или поздно встанут вопросы о которых сейчас размышляют философы и авторы бестселлеров.

Мне лично приятна идея коммуны среди лесов, рек и полей в которой можно предаться взращиванию детей, строительству сараев и лодок, рыбалке и рисованию. Посмотрим — быть может удастся к этому прийти.

А кто-то уже и пришел. См. серию фильмов под названием “Счастливые люди”.

По следам дискуссии на форуме дефектоскопистов касательно несовпадения координаты пропила в шпильке  и положения пьезопреобразователя я решил продемонстрировать возможности цифровой фокусировки антенны на примере похожего объекта.

Выбран был СО-2, поставленный на торец, выявлялись отверстия диаметром 2 мм для проверки мертвой зоны ПЭП.

2.png

Применялся дефектоскоп АВГУР-АРТ, производства ООО «НПЦ «ЭХО+». Применялся режим ЦФА-2D, когда антенная решетка сканировала по поверхности образца и полученные данные совместно обрабатывались с целью получить максимально качественное изображение отражателей в образца.

На изображении ниже можно видеть изображение нижней части образца в области малых боковых отверстий. Хорошо видно, что ложные, переотраженные сигналы меньше по амплитуде чем основные сигналы, которые в свою очередь находятся в ожидаемых координатах.

Некоторая асимметрия изображения объясняется тем, что для уменьшения влияния ревеберационных шумов была использована призма, а не плоско-параллельная задержка.

3.png

Как можно видеть:

  • Разрешающая способность порядка 5-6 мм и позволяет надежно определить координаты залегания отражателей
  • Тень от отверстия диаметром 6 мм не оказывает влияния на изображение отверстий диаметром 2 мм
  • Можно более точно просчитать происхождение ложного изображения дефекта и донного сигнала.