Архив

Tag Archives: ndt

В журнале «В мире НК» вышла статья Тейера Питера: «Неизбежность четвертой промышленной революции и роль НК и мониторинга». Статья переведена и перепечатана из журнала  Insignt за сентябрь 2017 года.

В статье анализируются итоги прогнозов касательно тенденций развития технологий неразрушающего контроля, сделанные 5 лет назад (в целом сбываются) и сделаны прогнозы на 5, 10 и 20 лет.

Ряд положений мне не совсем понятен и не кажется пока реализуемым, а именно:

  • существенное сокращение применения разрушающего контроля за счет измерения механических свойств материала
  • полное оснащение автономными системами с дальностью работы 10-100 км
  • биологические датчики — это уже чем-то напоминает придуманный в шутку к юбилею ЭХО+ наноавгур

 

Однако ряд технологий или уже на грани внедрения или уже внедрен, в том числе в продукции нашей компании ООО «НПЦ «ЭХО+».

Применение роботизации, контроль объектов сложной формы и неконтролепригодных ранее

Мы занимаемся автоматизированным УЗК уже более 20 лет и разработали множество систем контроля, в основном для кольцевых и продольных сварных соединений. В системе АВГУР-ТФ, прошедшей аттестацию в Газпроме реализован также и метод автоматизированного визуального контроля, когда с применением лазерного профилометра строится профиль сварного шва и выполняется оценка качества, а также вырабатывается вспомогательная информация для оператора ультразвукового контроля.

Тут есть еще куда стремиться, учитвая наличие не слишком дорогих манипуляторов, типа Kuka, которые можно подружить с дефектоскопом и научить водить датчиком по сложной траектории сложного объекта контроля. Мы находимся в поиске клиентов, которым требуется решение подобных задач.

maxresdefault.jpg

Что касается неконтролепригодных объектов, то мы их любим и решаем уникальные задачи, такие как контроль неоднородных сварных соединений, в которых при эксплуатации обнаруживаются трещины, контроль сварных соединений большой толщины в условиях ограниченного доступа с высочайшим (порядка 1 мм) разрешением на глубинах более 150 мм.

Применение искусственного интеллекта

Уже сейчас реализован сервис по расшифровке медицинских радиографических снимков, в ближайшее время подобный серсис появится и для снимков радиографического контроля. Пока речь не идет о том, чтобы полностью заменить оператора, однако для аудита за выполнением работ этот инструмент очень полезен.

Мы в ЭХО+ еще в начале 2000-х годов начали применять нейросети для анализа данных ультразвукового контроля, однако пошли по несколько иному пути. Теперь, чтобы встретить вызовы времени мы возобновляем работы, связанные с применением искусственного интеллекта к анализу данных УЗК и наиболее подходящими данными для анализа представляются данные TOFD. В сущности это двумерные растровые изображения, что облегчает работу с ними в отличии от трехмерных изображений, получаемых в режимах фазированной решетки и акустической голографии. Есть основание полагать, что нейросети позволят решить задачу выявления и классификации различных дефектов сварных швов.

TOF2-e1423006777737.jpg

Автоматическая адаптация к свойствам объекта контроля

Данная серия алгоритмов позволяет например:

  • учитывать форму наружной (измеренной лазером) и внутренней (измеренной ультразвуком)  поверхности в зоне сварного шва с тем, чтобы точно сфокусировать пучок ультразвука на требуемой глубине по требуемой траектории для выявления дефекта и определения его типа
  • учитывать анизотропию сварного шва для обеспечения фокусировки по всему сечения аустенитного сварного шва
  • На подходе алгоритм, который позволяет выявлять аномалии в виде областей со скоростью звука, отличающейся от номинальной на 1-2%.

Изображение в заварке.jpg

Усложнение расчетных моделей

С развитием вычислительной техники намного легче стало реализовывать алгоритмы моделирования распространения упругих волн в твердых телах и рассчитывать поля и отклики от различных дефектов. Мы пользуемся как коммерческим программным обеспечением Civa, так и самописными программами с расчетами в приближении геометрической оптики и методом конечных элементов. Эти расчеты помогают при разработке и аттестации методик, при разъяснении непонятных данных контроля и в сочетании с применением искусственного интеллекта подталкивают к совершенствованию технологии контроля, сокращают рутинную экспериментальную работу.

Беспроводное управление и интернет вещей

Уже сейчас это становится стандартом — управление дефектоскопами и толщиномерами по WiFi и Bluetooth. Наши современные модели дефектоскопов в составе автоматизированных систем также имеют управление по WiFi.

Мониторинг всего цикла производства и жизни объекта

Еще с 2004 года программное обеспечение АВГУР построено на использовании баз данных, что обеспечивает мониторинг всех данных, попавших в эту базу, с привязкой объектов контроля по дате, географической координате, условиям контроля, динамике числа и размера дефектов.

В случае необходимости эта информация может быть передана в автоматизированную систему управления жизненным циклом завода, АЭС, компрессорной станции или иного объекта, на котором проводился контроль.

1

 

Что бы еще хотелось попробовать

  • Расширить область применения роботизированных систем и увеличить число методов контроля — добавить к АУЗК и АВИК еще контроль методом ЭМА, телевизионный контроль
  • Контроль изделий, выполненных по аддитивным технологиям, тут, вероятно целесообразно будет применять вихретоковый контроль, автоматизированный визуальный контроль.
  • Работа с умными датчиками, постоянно установленными на объектах контроля.
Реклама

На стенде ПАО «ГАЗПРОМ»  «Диагностика в газовой отрасли» в Санкт-Петербурге ООО «НПЦ «ЭХО+» показывало свои разработки в области автоматизированного ультразвукового контроля АВГУР-Т и АВГУР-ТФ.

  1. Система АВГУР-Т реализует обработку методом 3D-SAFT и визуализацию дефектов в поднакладочном шве при расстоянии от ультразвукового преобразователя до шва порядка 300-400 мм

 

2. Система предназначена для высокопроизводительного АУЗК кольцевых сварных швов магистральных трубопроводов с применением технологий ФР, TOFD, ЦФА и зональной фокусировки. Для реализации технологии автоматизированного визуального контроля применяется лазерный профиломер.

1487155591_1

Без истории нет будущего — книга А.Х. Вопилкина

 

Меня привлекает погружение в техническую жизнь общества и государства, эпохальные стройки и тому подобное через частную историю одного человека. В данном случае через книгу воспоминаний директора и владельца ООО «НПЦ «Эхо+» Вопилкина Алексея Харитоновича.

 

Действительно здесь чувствуется дыхание истории, рассказы о встречах со значимыми персонажами в министерстве среднего машиностроения, головных материаловедческих институтах, лидерами отрасли неразрушающего контроля.

 

Сам А.Х. так отзывается о своем учителе и руководителе И.Н. Ермолове «не разменивался на мелочи, строгий и принципиальный в науке, достаточно либерален и внимателен к людям. Потрясающий популяризатор — простыми доступными словами мог объяснить любую сложную теорию»

 

Алексей Харитонович в свою очередь умеет видеть лучшее в людях, абсолютно в его стиле помогать тем, с кем он работал раньше. Я думаю то, компания ЭХО+ прошла через множество кризисов и общественно-политических катаклизмов с честью — во многом объясняется именно доброжелательными отношениями как в коллективе, так и за его пределами.

 

В рассказах о людях поражает то, что они часто увлекались делом, требующим времени и аккуратности — работой руками типа авиа или  судомоделирования.

Я сам завидую людям, которые выбирают свое хобби и достигают в нем совершенства, а не хватают по верхам.

 

Большинство интересных историй на мой взгляд во второй части — о работе в ЦНИИТМАШ в 1960-х, 80-х.

 

Одна из дефектоскопических историй которые мне нравятся — о сварщике-изобретателе, который для ускорения сварки главных циркуляционных насосов для АЭС вываривал в корень шва прутки; история дошла до  Председателя совета министров СССР и разыскивать “доработанные” насосы в СССР и за рубежом отправили группу дефектоскопистов.

 

Словом при вдумчивом чтении можно увидеть много ярких моментов, в которых отразился дух эпохи. Рекомендую.

Я просмотрел вебинар Олимпус про программу для автоматического анализа данных, собранных приборами с поддержкой технологии фазированных решеток.

Ниже кратко его содержание:

Проблема технологии фазированных решеток в том, что данные можно собрать быстро, но завязнуть в их анализе, что дорого обходится.

Кроме того уже на позднем этапе может выясниться что данные контроля не вполне качественные (потери контакта или данных, смещение точки входа относительно шва).

Предложенное программное обеспечение позволяет:

  • оценивать потерю акустического контакта и потери данных, размечает дефекты или, во всяком случае, зоны на которые следует обратить внимание.
  • помогает снизить влияние человеческого фактора и дать возможность заказчику применять аудит.
  • Основная функция программы — автоматически определять места с дефектами для данных секторного сканирования, причем с настаиваемыми порогами чувствительности.
  • Предполагается, что достигается существенное увеличение скорости анализа данных.
  • При автоматическом анализе данных индикации присваивается степень достоверности — дефект это или артефакт, то есть не идет речи о принятии решения о дефектности за оператора.
  • Поддерживается обработка сразу для заданного большого количества данных, например — всех швов, проконтролированных за смену. При этом можно указать что на выходе швы сортируются по степени дефектности.
  • Что удобно — выполняется разметка файла для просмотра в программе анализа данных, но также создается и xls файл с полным описанием данных, дефектограммой, наложено на теоретический чертеж шва, анализ качества исходных данных.
  • Пока программа работает только для секторного скана и только для V-образных швов толщиной от 5 до 25 мм. Дальнейшие доработки алгоритма в планах.

 

Замечания:

В вебинаре не приводятся ссылки на отчеты о валидации предложенного автоматического алгоритма. По видимости он построен просто на поиске индикаций с амплитудой, превышающей заданную в определенной области, описываемой заданными параметрами сварного шва.

Определенный недостаток предложенной технологии в том, что она работает только для родных данных Omniscan Olympus.

Кроме того, пока не поддерживается анализ данных TOFD, а в то же время на практике для принятия решения часто необходимо рассматривать и данные секторного скана и TOFD.

Кроме того, определение высоты и протяженности выполняется только по методу минус 6 дБ, что противоречит применяемым нередко на практике подходам к определению высоты по сигналам дифракции и протяженности на контрольном уровне или на уровне шумов.

Отмечу что пока не знаком с успешными результатами применения нейросетей и прочего Machine Learning для анализа данных ультразвукового контроля. Любые сведения о внедрении таких алгоритмов были бы полезны.


Автоматический анализ данных в системах ООО «НПЦ «ЭХО+»

Путь, которым пошла наша компания (ООО НПЦ «ЭХО+») при разработке такого программного обеспечения еще в начале 2000-х годов — добиваться более качественного изображения (разнообразной фильтрацией и сглаживанием, применением когерентной обработки), а затем программа повторяет действия оператора, оперируя терминами контуров на двухмерных изображениях.

Определенные успехи были достигнуты в разработке алгоритмов поиска и определения размеров дефектов в аустенитных сварных соединениях Ду300, получаемых системой с SAFT-обработкой данных АВГУР. Кстати, вывод данных в формате excel с рисованием дефектограммы также был реализован еще в начале 2000-х годов.

Позже при разработке системы ультразвукового контроля рельсов в пути был разработан алгоритм, который не только обнаруживал дефект в различных частях рельса (головка, шейка, подошва, болтовое отверстие), но и определял его код и размеры. Результаты испытаний показали высокую точность работы алгоритма.

В 2015-2016 году в программное обеспечние для анализа данных, полученных системами серии АВГУР внедрены модули автоматического:

  • оценки качества акустического контакта;
  • проверки наличия пропусков в данных;
  • выявление и определения размеров и типа несплошности в сварных швах.

Алгоритм автоматического поиска дефектов был протестирован и испытан на сварных швах толщиной 110-150 мм, обработка данных выполнялась по технологии цифровой фокусировки антенны (ЦФА, TFM).

Поскольку программное обеспечение системы АВГУР позволяет просматривать и обрабатывать данные, собранные с применением дефектоскопов различных изготовителей, возможности программного обеспечения по автоматизации анализа данных могут найти свое применение у различных заказчиков.

Необходимо только — указать требования к качеству собранных данных, алгоритм определения размеров дефектов (выбрать из нескольких стандартных вариантов) и критерии приемки. Для настройки алгоритма желательно иметь несколько сканов на валидационных образцах.

 

Литература по теме:

  • Бадалян В.Г. Оценка результатов контроля по акустическим изображениям. —  Дефектоскопия, 2007, №4, с. 39-58. [pdf]
  • Бадалян В.Г. Погрешность измерения дефектов с использованием систем с когерентной обработкой данных. — Дефектоскопия, 2003, №3, стр.12-23. [pdf]
  • А.Е. Базулин, С.А. Коколев, Д.С. Тихонов. Аттестация системы и методики ультразвукового контроля с полным циклом автоматизации,  10-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, Россия 16-19 мая 2017 г. [pdf]

 

 

 

Моя первая попытка бизнеса в сети: https://www.protectmydoc.com/

 

Screen Shot 2018-06-26 at 23.40.04.png

Я вдохновился обсуждением на форуме дефектоскопистов, посвященном тому, что заключения по неразрушающему контролю стабильно подделывают, несмотря на ежегодную смену печати и, условно говоря, тисненую бумагу.

Вспомнив курс прикладной математики и существование алгоритмов стойкого шифрования я решил сделать сервис, который может обеспечить защиту заключений, справок и прочих публичных документов путем нанесения на них шифрованной метки.

Ключ хранится на сервере, для шифрования необходимо зарегистрироваться на сервисе. Для проверки достаточно лишь просканировать QR-код любым общедоступным сканером.

Вот пример такого кода ниже:

3b01b0_fec2e315ab7b435a9d35e10736b63fad_mv2

Полагаю, что сервис будет полезен лабораториям неразрушаюшего контроля, экспертным организациям, юристам, медицинским учереждениям и прочим субъектам, которым необходимо обеспечить защиту выпускаемых ими документов, справок, заключений от подделок.

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;

0.jpeg

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

0 (1).jpeg

— 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);

0 (2)

— 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 °.

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 %.