Архив

Tag Archives: ndt

61640931_2279102482177692_3030754555869528064_n

УЗДМ-2019 это уже двадцать третья конференция на тему ультразвуковой дефектоскопии металлов (и перспективных материалов).

Программу конференции можно скачать здесь: UZDM2019_program

Конференция посвящена памяти Анатолия Константиновича Гурвича, стоявшего у истоков ультразвуковой дефектоскопии в СССР и множества общественных начинаний в этой области, включая саму УЗДМ.

Конференцию открыли Н.П. Алешин и Г.Я. Дымкин.

С.Р. Цомук сделал доклад о гуру ультразвука А.К. Гурвиче.

Анатолий Константинович Гурвич родился в Баку в 1925 году, хорошо окончив техникум в числе 5% выпускников был направлен в Ленинградский институт авиационного приборостроения.

Учился в институте на отлично. Еще в 1957 году подготовил авторское свидетельство на преобразователь с качающимся лучом.  В начале 1960-х получил авторское свидетельство на глубиномер для дефектоскопа. Руководил разработкой первого вагона-дефектоскопа. 

Участвовал в разработке первого нормативного документа по УЗК сварных соединений в 1965 году, ГОСТ 14782 в 1969 году, ГОСТ 18576 в 1973 году, в постановке задачи по первым рельсовым дефектоскопам-тележкам. 

Защищать диссертации под руководством Гурвича было сложно – очень жесткие требования он предъявлял.  Всего под его руководством более 15 кандидатов защитились. 

Был главным редактором журнала «В мире НК».

Создал Ленинградской семинар по НК (1969-1994), трансформировавшийся в 2017 году в «Гурвич-клуб».

Организовал собственно УЗДМ и вел эту конференцию с 1962 по 2016 годы.

 

 

Ниже представлен краткий обзор ряда сделанных докладов.

П1: В.Г. Шевалдыкин в своем пленарном докладе пояснил разницу между технологиями фазированной решетки и синтезированной апертуры. В целом доклад был построен больше как лекция.

П2: Г.Я. Дымкин обозначил серию вопросов к эталонированию чувствительности и обеспечения воспроизводимости настроек дефектоскопов. Показаны удручающие своим разбродом и шатанием результаты сравнения нескольких десятков стандартных образцов (мер).

П3: Н.П. Алешин и М.В. Григорьев представили основные положения риск-ориентированного подхода (RBI), который все чаще применяется за рубежом при проектировании и эксплуатации опасных промышленных объектов и исторический обзор отечественных и зарубежных трудов по классификации типов дефектов, вероятности их выявления и способам измерения размеров. Интерес к данной теме возникает периодически, но внедрение часто сдерживается сложностью подготовки исходных данных для систем принятия решений. Однако, современные технологии (как диагностические, так и алгоритмические) позволяют надеяться, что эта технология может нанести реальную пользу эксплуатирующим организациям.

Стендовые доклады сотрудников «Русской лаборатории» также раскрывали нюансы внедрения технологий риск-ориентированного подхода.

Публикации ЭХО+, посвященные этой теме можно найти здесь (Бадалян В.Г., Базулин А.Е., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С.)

 

П5:  В обзорах публикаций в основных журналах дефектоскопической направленности М.В. Розина  и Я.Г. Смородинский проанализировали динамику и тематику публикаций на темы УЗК.

С1: В докладе сотрудников «ЦНИИТМАШ» В.Н. Данилова, Л.В. Воронковой рассказывалось о разработке теории фазированных решеток (начиная с фундаментального, на наш взгляд слишком фундаментального и оторванного от практики – модели расчета параметров поля фазированной решетки, установленной на объект контроля без задержки).  Предложено альтернативное толкование понятия «ближняя зона», определяемого для обычного ПЭП как расстояния до последнего интерференционного максимума и определения этого параметра равным активной апертуре антенной решетки. Это допущение на наш взгляд слишком смелое, учитывая, что во многих случаях фазированная решетка продолжает выступать как набор «традиционных» ПЭП с разными углами ввода и вовсе не обязательно сфокусированных в каждую точку пространства.

С2: В.Г. Шевалдыкин, А.А. Самокрутов в своем докладе на актуальную тему «Измерение глубины стресс-коррозионных трещин магистральных газопроводов» показали несколько способов измерения глубины трещины, развивающейся с наружной поверхности трубопроводов и наиболее практичным представляется просто способ визуализации с применением дефектоскопа с цифровой фокусировкой антенны, таким, как IntroVisor (или АВГУР-АРТ). Сигнал дифракции на вершине трещины «ловится» на прямом или отражённом луче, при этом требуется поворачивать преобразователь по азимуту по отношению к трещине.

C4: Сотрудники «АКС»  А.В. Козлов, Н.К. Пичугин, М.В. Ухин в докладе «Определение упругих свойств материалов при поверхностном прозвучивании» показали как с помощью преобразователей сухого точечного контакта обеспечивается измерение скорости распространения продольных и поперечных волн (а, следовательно коэффициентов Юнга и Пуассона) в бетоне, пластиках и сталях. Наилучшие результаты показаны для бетона и стали. Этот результат в духе концепции НК 4.0, когда обосновывается сокращение объемов разрушающего контроля и определения механических свойств за счет продвинутых способов неразрушающего контроля.

С6: В еще одном докладе «ЦНИИТМАШ» «Влияние антикоррозионного плакирующего слоя на параметры УЗК» показан пример экспериментальных и расчетных исследований диаграммы направленнисти ПЭП с углами ввода 45° – 60° при УЗК через аустенитную наплавку. Показано, что при определенных условиях (анизотропия наплавки и неровная поверхность границы металл-наплавка) в диаграмме направленности ПЭП поперечной может появиться второй максимум. В то же время для ПЭП продольной волны такого эффекта не наблюдается.

С7: В докладе сотрудников «НИИЭФА им Ефремова», сделанном Ю.А. Королёвым «Влияние акустических свойств стали на УЗК сварки в проекте ИТЭР», проведено исследование анизотропии скорости звука и затухания продольной волны в тонкостенных (12 мм) сварных швах. Повышенная анизотропия по всей видимости связана с используемой технологией сварки. Пик анизотропии по затуханию в аргонно-дуговых швах, используемых в проекте ИТЕР проходит в районе 40-45° к нормали. Эти данные учтены при практическом проведении контроля.

Отмечу, что опыт «ЭХО+» в рамках проекта ИТЭР обобщен в ряде публикаций:

С9: В докладе Базулина А.Е. «Практические аспекты реализации индустриальной революции 4.0 в ультразвуковом контроле» представлена точка зрения ООО «НПЦ «ЭХО+» на то, какой ответ отрасль ультразвукового контроля может дать на запрос современности об автоматизации, роботизации, облачных вычислениях, цифровых двойниках.

Основными препятствиями при широком внедрении алгоритмов автоматизации анализа данных ультразвукового контроля является отсутствие общепринятого формата хранения и разметки данных контроля, а также отсутствие открытой базы данных с представительной выборкой.

В качестве основы для создания такой базы мы предлагаем использовать программное обеспечение АВГУР-Анализ, в котором реализована технология базы данных и имеется возможность преобразования данных, полученных основными типами дефектоскопов на  фазированных решетках.

Сведения о программе АВГУР-Анализ: http://www.echoplus.ru/prodykciya/104-programmnoe-obespechenie-avgur-analiz.html

Доклад: http://www.echoplus.ru/engine/download.php?id=118&area=static

С10: Специалисты ОАО «ВМЗ» сделали обзор систем автоматизированного контроля, которые применяются на предприятии при контроле листа, труб, колес.

В заключение обрисованы перспективы: «В перспективе мы ждем от разработчиков новых методов и методик неразрушающего контроля которые позволят определять тип дефекта и его критичность, чтобы исключить дополнительную трудоемкую, длительную и сложную ручную перепроверку и оценку отмеченных индикаций»

С11: В еще одном докладе ООО «АКС», сделанном Козловым А.В. «Измерительный контроль при внутритрубной дефектоскопии» представлены результаты измерения толщины стенки трубопровода при использовании решетки низкочастотных преобразователей с сухим точечным контактом. Из-за низкой рабочей частоты (50-200 кГц) прямое измерение времени задержки недоступны и выполняется построение автокорелляционной функции. Одним из режимов является также уточнение скорости звука.

Оставим в качестве комментария идею о том, что при контроле с применением матрицы с большой апертурой возникает дополнительная погрешность, связанная с возможной непараллельностью стенок на большой базе.

Опыт НПЦ «ЭХО+» в решении схожей задачи, когда одновременно решается задача определения скоростей звука в объекте и толщины объекта приведен в публикации: http://www.echoplus.ru/engine/download.php?id=25&area=static

С12: Еще один доклад «НИИЭФА им. Ефремова» под названием «Опыт  автоматизированного ультразвукового контроля биметаллических соединений в проекте ИТЭР» сделал Д.В. Лянзберг и детально показал сложности, возникающие при отработке технологии сварки многослойных компонентов элементов реактора ИТЭР. Показаны впечатляющие резулььтаты контроля с примененеим интерференционного дефектоскопа «Фазус»

С13: В докладе Д.С. Тихонова «Ультразвуковой контроль труднодоступных сварных соединений» сделан общий анализ технологий УЗК труднодоступных (проблемных) сварных соединений, таких как:

  • Аустенитные сварные швы
  • Швы, сваренные в узкую разделку
  • Патрубковые сварные соединения
  • Швы с ограниченным доступом для размещения пьезопреобразователей

Все эти задачи решаются с применением систем серии «АВГУР» разработанных и производимых ООО «НПЦ «ЭХО+».

Доклад: http://www.echoplus.ru/engine/download.php?id=119&area=static

С14: В докладе М.Г. Борна «Перспективы и проблемы полностью автоматизированного ультразвукового контроля сложных деталей» обрисована возможность применения технологий искусственного интеллекта для разбраковки по дефектам по сигналам, полученным при автоматизированном контроле дисков, рельсов и прочих деталей при автоматизированном контроле.

Показан способ калибровки сканера для иммерсионного контроля на сферическом отражателе, озвучиваемом со множества ракурсов.

С15: Доклад «ЦНИИТМАШ» с провокационным названием «Сварные соединения. Радиографический и ультразвуковой контроль — что лучше?» не был сделан.

Интересующихся мы адресуем к обзору, сделанному на эту тему в ООО «НПЦ «ЭХО+» http://www.echoplus.ru/novosti/110-primenenie-uzk-vmesto-rgk.html

 

С17, С18, С20: В докладах о совместных работах «ЦНИИКМ Прометей»  и «НИИ Мостов» на темы:

  • «Методические особенности проведения ультразвукового контроля сварных соединений толщиной 20 мм и более с применением антенных решеток»
  • «Сравнение выявляемости дефектов сварных соединений при ультразвуковом контроле дефектоскопами с  традиционными преобразователями и с антенными решётками»
  • «Разработка методического обеспечения для применения дифракционно-временного метода при проведении ультразвукового контроля. Оценка размеров трещиноподобных дефектов»

проанализированы результаты работ по проверке пределов применимости технологий ФР и TOFD для сварных швов в судостроении. Результаты, полученные с применением ФР достаточно спорные:

  • работать предпочтительно в дальней зоне ФР (имеются противоречия в определении – что такое ближняя зона ФР и как ее считать)
  • фокусировку устанавливать значительно большей чем толщина объекта контроля (тут зависит от возможностей прибора, например, при использовании такого дефектоскопа как ГЕККО есть возможность указывать произвольно ориентированную линию по которой располагается точки фокуса, а ЦФА дефектоскопы, такие как АВГУР-АРТ позволяют выполнять сплошную фокусировку)
  • поперечно-продольное перемещение ФР позволяет выявлять больше дефектов чем продольное сканирование на нескольких расстояниях до центра шва (мировой опыт, отраженный в частности рекомендует как раз продольное сканирование с применением сканирующих устройств и не рекомендует ручной контроль)  – например: https://www.ndt.net/article/jrc-nde2009/papers/118.pdf

Применение TOFD, что ожидаемо,  показало существенно большую чувствительность чем эхометод. На модели дефекта показано, как отличать поперечный дефект от точечного дефекта. Сложность в идентификации поперечных трещин это одна из слабостей дифракционно-временного метода

С22: В докладе Н.В. Мелешко «Опыт ультразвукового контроля сварных соединений из аустенитных сталей дефектоскопами с фазированными решетками» проведен обзор действующих в РФ документов по УЗК сварных соединений из аустенитных сталей, в том числе ПНАЭ Г 7-032 и пришедшего ему на смену ГОСТ Р 50.05.04-2018. Отмечено что выявление отражатели типа зарубок на оси шва и на противоположной стороне шва на отраженном луче – затруднительно, равно как и выявление боковых отверстий «через шов». Вместе с тем показано, что обеспечено выявление трещин и непроваров – наиболее опасных дефектов сварных швов.

С23: В докладе «Ультразвуковой контроль полых осей колесных пар электропоездов. Требования. Проблемы. Особенности метода. Уровни качества»  начальник заводской лаборатории ООО «Уральские локомотивы» А.А. Тюрин представил сведения о локализации производства новых типов электропоездов для РЖД, в том числе в части неразрушающего контроля. Представлены характеристики комплекса автоматизированного УЗК полых железнодорожных осей SHUTTLE. Остается посетовать, что не удалось привлечь российских разработчиков к решению этой актуальной проблемы.

С26: Очень интересный доклад А.А. Маркова (Радиоавионика) «Анализ развития дефектов рельсов по результатам многоканального периодического контроля» демонстрирует реальные результаты мониторинга развивающихся дефектов в головке рельса – продольных и поперечных трещин. Показана высокая чувствительность магнитного канала, который показывает индикацию от дефекта в начальной стадии развития даже когда сигнал по каналам, реализующим эхо-метод находится ниже порога обнаружения.

 

Незапланированный доклад о контроле  сварных стыков рельсов сделали японские железнодорожники. Из того что показалось интересным – не требуется поиск дефектов в области головки рельса для сварки газопрессовой сваркой. Второй удивительный факт – нормативные документы предусматривают контроль всех частей рельса одним единственным ПЭП с углом ввода 45º.

C29, C30: Доклады «О гармонизации терминологии в национальных и международных стандартах по контролю качества и диагностированию» Л. Ю. Могильнер и «Национальные и межгосударственные стандарты по современным методам ультразвукового контроля: фазированные решётки, дифракционно-временной метод. Текущее состояние и разработка новых стандартов» В.В. Панков – вызвали оживленную дискуссию, поскольку вскрывают системную проблему в области стандартизации в РФ, когда международные стандарты принимаются в РФ путем перевода без адаптации к сложившейся системе ГОСТ. При этом ответственность ТК не состоит в разработке стандартов, разные разработчики ТК имеют возможность «лоббировать» своих производителей.

В итоге ситуация встает в тупик, а принимаются документы зачастую не вполне компетентно переведенные и не встроенные в систему действующей нормативной документации, но признанные в РФ (пример – ГОСТ Р 54382-2011) и на их основе строится проектная и исполнительная документация, что создает головную боль строительным подрядчикам при попытке удовлетворить всем требованиям, которые предъявляются со стороны Ростехнадзора.

С33: Мальцев П.С. из «ВНИИОФИ» сделал доклад на тему «Метрологическое обеспечение дефектоскопов с фазированными решетками». Тема достаточно актуальная, потому что внедрение таких дефектоскопов идет в разных отраслях промышленности и разными производителями, отсюда различие в методах проверки параметров дефектоскопов.

Наиболее простой вариант на наш взгляд с точки зрения метрологии – проанализировать на каких образцах выполняется поверка дефектоскопов уже внесенных в реестр типа средств измерений и ограничиться теми мерами, которые уже используются (СО-2 и СО-3). Введение новых мер представляется излишним и усложняющим .

А вот каким образом выполнять настройку дефектоскопов и проверку их параметров можно определить в адаптируемых в настоящий момент международных стандартов.

 

Выводы:

  • Актуальной задачей остается создание и развитие средств ультразвукового контроля, обеспечивающих измерение высоты и протяженности дефектов, а также определение их типа
  • В области метрологии предлагаются очередные ужесточения – привязка методики проведения контроля к конкретному типу дефектоскопа, введение новых мер.
  • К сожалению, из-за регламента и определенного упорства докладчиков часто не хватает времени для того, чтобы в дискуссии приблизиться к истине, модератор предлагает продолжить в кулуарах.
  • Вместе с тем дух «домашности» УЗДМ сохраняется и покидаешь эту конференцией с ожиданием следующей встречи.

 

 

Обзор подготовил

Базулин Андрей

 

 

 

Реклама

Когда я задумал свою революционную идею о защите документов от подделки, то сразу решил, что опишу основные этапы пути в заметке на Хабре

Рад сообщить, что публикация одобрена.  Признаться, не терпится получить тонну критики, для того чтобы улучшить свой pet-проект.

 

 

 

Формулировка задачи:

По ЦФА или ФАР изображению вертикально ориентированной трещины сложно доказать, что два блика соответствуют краям трещины, а не двум точечным отражателям. Идея уточнения типа дефекта — по аналогии с методом TOFD – анализировать фазы бликов изображения.
Выполнять такой анализ вручную затруднительно, что показано на рисунке ниже.
Функция измерения разницы бликов в программе АВГУР-Анализ
В программное обеспечение АВГУР-Анализ включен алгоритм, который при выборе оператором двух индикаций вычисляет среднюю разницу фазы в зоне максимумов бликов и выдает эту разницу.
Пример измерения разницы фазы у верхнего и нижнего края модели трещины, разница фазы близка к 180°:
Функция измерения разницы бликов в программе АВГУР-Анализ
Пример измерения разницы фазы у двух объемных дефктов, разница фазы близка к 0°:
Функция измерения разницы бликов в программе АВГУР-Анализ
Этот инструмент можно использовать как вспомогательный при определении типа выявленного дефекта.

В журнале Точка Опоры опубликована заметка о наших сканирующих устройствах.

СКАНЕРЫ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

Если мозгом системы автоматизированного ультразвукового контроля является многоканальный ультразвуковой дефектоскоп и его программное обеспечение, органами чувств – ультразвуковые датчики, то её телом является универсальное или специализированное сканирующее устройство.
ООО «НПЦ «ЭХО+» занимается разработками систем автоматизированного и механизированного ультразвукового контроля с 1990 года, и за это время «зверинец» сканеров, выпускаемых компанией, пополнился множеством различных устройств.

О некоторых из них нашему изданию рассказал заместитель коммерческого директора ООО «НПЦ «ЭХО+», к.т.н. Базулин Андрей


scanners

Все сканирующие устройства, предлагаемые «НПЦ «ЭХО+», в первую очередь решают две главные задачи для ультразвукового контроля, лежащие в основе автоматизации всего процесса, – замена ручного перемещения преобразователей механическимсканированиеми и обеспечение записи эхо-сигналов на пространственной сетке, привязанной к системе координат объекта контроля.

Между собой эти устройства отличаются разными параметрами, в том числе, размером. Так, самые маленькие сканеры – это просто ручные датчики положения, к которым можно прикрепить один ультразвуковой датчик и провести контроль вручную там, где сканер большего размера не пролезет.
Сканеры «Мышь» на магнитных колёсах резво бегают по трубе и несут один или два преобразователя. Есть ручной и моторизованный варианты. Особенность этого сканера – компактность, его ширина – всего 100 мм.
Старшим братом «Мыши» стал сканер «Кот» с увеличенной колёсной базой и более мощным двигателем. Затем появился ещё более мощный сканер
«Паук». Эти сканеры потрудились при ультразвуковом контроле основного металла и сварных соединений магистральных и технологических трубопрово- дов. Они могут нести до шести пар ультразвуковых преобразователей, видеока- меры и лазерные профилометры.

Сканер «ШОДС» (названный так в честь разработчиков его концепции) сделан на основе пружины, охватывающей трубу. Он предназначен для контроля труб из перлитных и аустенитных материалов диаметром 57 – 426 мм там, где совсем нет места, их высота вместе со специализированной фазированной решёткой всего 15 мм.

Ручной сканер «Хамелеон» назван так, потому что легко трансформируется в вариант для контроля двумя фазированными решётками или четырьмя датчиками TOFD; или одновременно и фазированными решётками, и TOFD; а при замене направляющей начинает работать как сканер для сплошной толщинометрии. При перестройке колёс он может сканировать как по кольцевым, так и по продольным швам.
Для контроля сварных швов роторов турбин в узком зазоре появился высокий и длинный двухкоординатный сканер «Конь». У него такой чувствительный дат- чик положения, что его приходится специально сдерживать, чтобы «не сводить с ума» дефектоскоп.

Для контроля изделий из аустенитных материалов разработаны трековые сканеры «СК.159-426». На АЭС типа РБМК-1000 такими сканерами уже проконтролированы десятки тысяч швов. Один из сканеров – двухкоординатный
«Сканер патрубков» – полюбился нашим коллегам из Финляндии и сейчас с его помощью проводится контроль патрубков реактора ВВЭР-440.
Для высокопроизводительного ультразвукового контроля магистральных газопроводов в составе системы АВГУР-ТФ семейство сканеров пополнилось «Слоном», который обеспечивает перемещение трёх пар датчиков и лазерного профилометра вокруг трубы диаметром 1440 мм за полторы минуты,  при обеспечении погрешности установки датчика ±1 мм. Сканер устанавливается на такой же бандаж, как и системы автоматической сварки.

Всё это многообразие сканеров призвано облегчить ручной труд дефектоскописта, обеспечить 100-процентную запись данных ультразвукового контроля, привязанных к текущей координате вдоль и поперёк сварного соединения, а в конечном итоге – обеспечить безопасную эксплуатацию промышленных объектов. Сканеры совместимы со всеми основными типами дефектоскопов на фазированных рещетках. Подробнее ознакомиться с техническими характеристиками всех «обитателей» этого «зоопарка» все заинтересованные смогут, пройдя по указанному ниже адресу на сайт «НПЦ «ЭХО+» в разделе «Промышленные сканеры».

 

Прочитал поучительную историю про автоматизированный ультразвук и главного сварщика Толю – хорошую и поучительную.

Спойлер ниже:

Влияние сварки на результаты контроля, конечно, возможно. Другой вопрос что такие помехи никак не могут быть синфазны с импульсом возбуждения, а значит, должны как минимум, устраняться простым усреднением. А в системах с голографической, когерентной обработкой данных, таких как система АВГУР, эти помехи просто не будут складываться в фазе и, хотя и будут маячить на исходных А-сканах, но почти не помешают анализу готового изображения.

Мы же в свое время (в 2004-2005 г) столкнулись с другой проблемой: при контроле ПЭП на поперечных волнах углом ввода 60 градусов сварных швов главного циркуляционного трубопровода мы периодически видели на В-сканах (скан поперек сварного шва) сигналы очень похожие на дефекты, причем видимые при сканировании по достаточно большой апертуре. Амплитуда сигналов была довольно приличная.

Однако при обработке данных эти сигналы не фокусировались в изображение внутри сварного шва, что заставило нас заподозрить что это сигнал связан с какой-то помехой.

Расследование показало, что, по всей видимости, сигнал связан с тем, что на неровной поверхности, образующейся при удалении валика усиления, каким-то образом возникает поверхностная (релеевская) волна, которая, несмотря на наличие контактной жидкости на поверхности умудряется от чего-то отразиться. Одной из причин появления поверхностной волны может быть также то обстоятельство для для применения в системах с голографической обработкой применялись ПЭП с широкой диаграммной направленности, в которой мог возникнуть угол соответствующий релеевской волне.  Как отличить помеховый сигнал от реального сигнала от дефекта видна на рисунке ниже.

Screen Shot 2018-12-25 at 22.55.13.png

Для поверхностной волны зависимость времени прихода эхосигнала от положения ПЭП будет линейной, поскольку релеевская волна распространяется по поверхности, а вот для объемной волны,  с фронтом распространяющимся под углом зависимость представляет собой часть параболы.

Внимательный анализ данных позволил не допустить перебраковки сварных соединений. О том, как найти сварной шов, у которого удален валик усиления еще на заводе будет отдельная история.

 

 

 

 

 

 

 

 

Мне посчастливилось быть соавтором Анатолия Константиновича Гурвича, признанного гуру ультразвукового контроля.

EA7800AA-5BBC-4F58-A1B7-E61BA7328844

Все началось на выставке NDT Russia 2008, на которой мы показывали нашу разработку “Система автоматизированной калибровки пьезоэлектрических преобразователей АВГУР 5.4”. Особенность этой системы состоит в том, что, выполнив единственное сканирование по поверхности полуцилиндрического или полусферического образца, система выполняет расчет  более чем десятка параметров пьезоэлектрического преобразователя, в том числе и угол ввода. В то время как применение обычной ручной методики измерения параметров требует применения нескольких образцов, приборов, занимает время и накладывает отпечаток субъективности оператора.

Анатолия Константиновича заинтересовала наша работа и он спросил меня — кто автор этой разработки. Без ложной скромности я сознался, что руководил проектом я.

“В таком случае, посвящаю вас в кандидаты в кандидаты” — сказал Анатолий Константинович в свойственной ему манере смеси иронии и серьезности. Я принял вызов и в 2010 году защитил кандидатскую диссертацию в ЦНИИТМАШ.

В 2011 году Анатолий Константинович предложил подготовить совместную статью “Сегодня двойка… завтра патент”, в которой он изложил анекдот о том, как на экзамене один персонаж плавал в понимании ультразвукового контроля и по ошибке сказал, что угол ввода измеряется на полуцилиндрическом образце СО-3, а не на отверстии с боковым сверлением в образце СО-2 и был отправлен домой с незданным экзаменом. А я в своей части статьи объяснил — каким образом все-таки можно угол ввода измерять на полуцилиндрическом образце. Метод действительно был запатентован.

К сожалению Анатолия Константиновича больше нет с нами, но я благодарен ему за то воодушевление, которое он придал мне своим благословением на написание кандидатской работы.

 

При измерении толщины сосудов с номинальной толщиной стенки 30 мм были получены результаты систематически отличающиеся в меньшую сторону от номинального значения на 1.5 мм.

Измерения проводились с применением фазированных решеток и плоско-параллельной задержки из оргстекла.

Результаты отличались от измеренных традиционным толщиномером, который показывал толщину порядка 30 мм. В попытке объяснить разницу в показаниях пытались сравнить способ настройки измерения сигнала в стробе, разницей в свойствах металла образца и измеряемого сосуда.

Но решение пришло лишь когда обратили внимание, что ультразвук вводился через задержку из оргстекла толщиной 35 мм, а контроль проводился при минусовых температурах.

Если посмотреть на график температурной зависимости скорости звука в оргстекле, то видно, что при изменении температуры от +20 до -5 градусов скорость звука в оргстекле (синий график) увеличивается с 2,7 до 2,75 мм/мкс, то есть примерно на 2%. Казалось бы, что и погрешность измерения толщины тоже составит 2%, то есть относительно незначительные 0.6 мм.

 

Screen Shot 2018-12-20 at 22.27.08

Рисунок из статьи.

Однако расчет показывает следующее:

При толщине задержки 35 мм разница во времени пробега в задержке составляет всего 35/2,7 — 35/2,75 = 0,23 мкс.

Учитывая, что при скорости звука продольной волны в стали 5,9 мм/мкс, время пробега в пластине толщиной 30 мм в составит 30/5.9 = 5,08 мкс, а при измерении толщины с неправильной настройкой скорости звука в призме прибор даст ошибку порядка 0.23 * 5.9  = 1,4  мм.

К счастью, данная ошибка была вовремя обнаружена и еще раз подтверждено требование ряда стандартов о том, что настройка по стандартному образцу и контроль должны проводиться при температурах, отличающихся не более чем на 10-15 градусов.