Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0419U002800, Кандидатська дисертація

Назва роботи

Підвищення завадостійкості теплової дефектоскопії багатошарових конструкцій та трубопроводів

Здобувач

Мягкий Олександр Валерійович,

Керівник Стороженко Володимир Олександрович
Опонент Щапов Павло Федорович
Опонент Хандецький Володимир Сергійович

На здобуття

Кандидат технічних наук, 05.11.13, Прилади і методи контролю та визначення складу речовин

Дата захисту

23-05-2019

Опис

Дисертація присвячена підвищенню завадостійкості теплової дефектоскопії багатошарових стільникових конструкцій і трубопроводів шляхом зниження завад в тепловому неруйнівному контролі як за рахунок вибору режиму контролю за критерієм максимуму відношення сигнал / завада, так і за допомогою подальшої комп'ютерної обробки отриманих експериментальних даних. У роботі проаналізовано сучасний стан теплового неруйнівного контролю. Показано, що для контролю якості найбільш широко використовуваних матеріалів в сучасній авіації і космічній техніці, а саме стільникових конструкцій, які є основою для корпусів практично всіх виробів цієї галузі, де до надійності комплектуючих пред'являються підвищені вимоги, перспективно застосування теплової дефектоскопії, яка забезпечує високу чутливість до виявлення дефектів типу порушення суцільності. Також перспективно використовувати тепловий неруйнівний контроль для визначення якості виробництва і ступеня зносу трубопроводів, використання яких поширене у багатьох галузях промисловості і сільського господарства. Відмітимо, що в порівнянні з іншими методами неруйнівного контролю, використання теплового контролю пов'язане з рядом причин, які ускладнюють його застосування. Головними проблемами застосування теплового неруйнівного контролю є як наявність великої кількості шумів і завад різної природи, так і те, що теплова дефектоскопія проводиться, як правило, не в оптимальному режимі, що істотно погіршує виявлення дефектів, обмежує достовірність результатів контролю. На основі проведеного аналізу обґрунтовано необхідність розвитку теплового методу, заснованого на більш глибокому дослідженні процесів виявлення дефектів і розробці принципів вибору режиму контролю, так і подальшої обробки отриманої інформації. Для вирішення цих питань було запропоновано теплофізичні моделі багатошарових стільникових конструкцій і трубопроводів, для яких були проведені розрахунки режимів теплової дефектоскопії (ТДС) по критерію максимізації відношення сигнал / завада. В якості теплофізичної моделі об'єкта контролю (ОК) у вигляді стільникових конструкцій обрана багатошарова пластина, що адекватно відображає реальну конструкцію стільникової структури, яка складається з вуглепластикової обшивки, між двома шарами якої знаходиться сотопласт. Для розрахунків по теплофізичній моделі використовується циліндрична система координат: r - радіальна координата; z - вертикальна координата, φ - кутова координата. Ряд завад, такі як неоднорідність випромінювальної здатності поверхні зразка і «крайовий ефект», моделюються окремо. Для ефективного зменшення завад вони були розділені на дві групи: першу групу, в яку входять мультиплікативні завади, з огляду на її властивості подавлюємо шляхом оптимізації режиму контролю, а другу, в яку входять адитивні завади, виключаємо шляхом послідовної фільтрації отриманих термограм. Розрахунки по теплофізичній моделі проводилися двома методами: методом кінцевих різниць і скінченних елементів, після чого порівнювалися з експериментальними даними, які були отримані на досліджених зразках. При проведенні зйомки в робочих умовах системи з напірних паропроводів було виявлено присутність ще й адитивної завади викликаної впливом сторонніх джерел випромінювання. Для зменшення вказаних завад було розроблено ряд фільтрів, а також послідовність їх застосування для істотного зниження рівня завад при проведенні ТДС, завдяки чому підвищилась чутливість теплової дефектоскопії до виявлення дефектів типу «непроклей» в стільникових структурах - розмір дефекту який можливо виявити зменшено з 6 мм до 3 мм, а достовірність їх виявлення зросла на 17 -20%, що створює всі передумови для того, щоб у виробництві від візуального методу ідентифікації дефектів перейти до автоматизованого, заснованого на відповідних технічних засобах.