Содержание к диссертации
Введение
Анализ современного состояния в области вихретоковой дефектоскопии 8
1.1 Современные методики математического моделирования в вихретоковом контроле 8
1.2 Обзор методов оценки и обработки информации о параметрах дефектов сплошности токопроводящих металлоизделий 15
1.3 Современные средства вихретоковой дефектоскопии 20
1.4 Аспекты развития информационных систем неразрушающего контроля 26
Выводы 27
Математическое моделирование взаимодействия вихретоковаых преобразователей с поверхностными дефектами 28
2.1 Методика расчета воздействия дефектов сплошности на ВТП 28
2.2 Исследование влияния на вносимые параметры ВТП дефектов сплошности при различных режимах контроля, взаимного расположения контролируемого объекта и ВТП, электромагнитных свойств металла 37
2.3 Исследование влияния конструктивных параметров ВТП, локальных изменений электромагнитных свойств, истирания сердечника и других влияющих факторов 44
2.4 Проверка достоверности разработанной модели 52
Выводы 56
Разработка программных средств для дефектометрической оценки результатов дефектоскопии 57
3.1 Разработка пакета программ для ведения электронных баз данных и протоколирования результатов контроля 57
3.2 Обработка и дефектометрическая оценка результатов дефектоскопии.65
Выводы 67
Практическая реализация информационных средств по дефектометрической оценке электропроводящих объектов контроля 68
4.1 Разработка программно-аппаратных средств для обработки информации, полученной в результате контроля дефектов в металлоизделиях 68
4.2 Работа дефектоскопа «ГАЛС» с использованием дефектометрической базы данных 76
Выводы 85
Заключение 86
Литература 88
Приложение 1 115
- Обзор методов оценки и обработки информации о параметрах дефектов сплошности токопроводящих металлоизделий
- Исследование влияния на вносимые параметры ВТП дефектов сплошности при различных режимах контроля, взаимного расположения контролируемого объекта и ВТП, электромагнитных свойств металла
- Разработка пакета программ для ведения электронных баз данных и протоколирования результатов контроля
- Разработка программно-аппаратных средств для обработки информации, полученной в результате контроля дефектов в металлоизделиях
Введение к работе
На современном этапе неразрушающий контроль широко используется для оценки технического состояния объектов и определения возможности продления их ресурса. Остаточный ресурс металлоизделий в значительной степени определяется дефектами сплошности типа трещин, образующихся в процессе эксплуатации. Для выявления трещин эффективно применение вих-ретокового метода. Значительный, если не больший объем контроля проводится с помощью накладных вихретоковых преобразователей (ВТП) со стержневыми сердечниками. ВТП данного типа просты в изготовлении, имеют высокую локальность и абсолютную чувствительность. Вместе с тем, возможности контроля с помощью ВТП со стержневыми сердечниками (СВТП) используются не полностью. Это связано с тем, что недостаточно изучены закономерности влияния конструктивных параметров СВТП на их выходные характеристики, а взаимосвязь выходных характеристик с измеряемыми и влияющими параметрами в достаточном для практики объеме не установлена. Это определяет актуальность исследования взаимодействия СВТП с металлоизделиями, содержащими несплошности, в строгой постановке с учетом влияния конструктивных параметров реальных преобразователей и условий контроля.
Состояние проблемы.
Несмотря на широкое использование СВТП, они изучены недостаточно полно. Известны результаты фрагментарных исследований, выполненных на физических моделях Ф. Ферстером, B.C. Фастрицким, П.И. Бидой, а также полученных путем математического моделирования с помощью приближенных аналитических моделей. Известные зависимости позволили дать рекомендации по выбору рабочих частот, оценить степень влияния таких факторов как вариация рабочего зазора, изменение глубины и длины трещин. Вместе с тем, многие факторы, влияющие на результаты контроля с помощью СВТП, на сегодняшний день не исследованы или исследованы недостаточно полно. Среди таких малоизученных факторов: влияние перекоса оси СВТП относительно объекта контроля (ОК), локальное изменение электромагнитных свойств исследуемого металлоизделия (эффект магнитных пятен), зависимость выходных характеристик СВТП от параметров сердечника, положения на нем катушек индуктивности, их размеров и формы. Имеющиеся фрагментарные зависимости не достаточны для получения на их основе дефекто-метрической оценки.
Цель работы и задачи исследования.
Цель данной работы - исследование выходных характеристик накладных вихретоковых преобразователей со стержневыми сердечниками при их взаимодействии с поверхностными трещинами, и создание базы данных для дефектометрической оценки глубины поверхностных трещин с учетом конструкции преобразователей и параметров, влияющих на регистрируемые сигналы.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
Разработать математические модели для описания процесса электромагнитного взаимодействия накладных ВТП со стержневыми сердечниками и контролируемых объектов с поверхностными трещинами;
Исследовать влияние на вносимые параметры ВТП глубины и длины трещины при различных режимах контроля, вариации рабочего зазора, электромагнитных свойств металла.
Исследовать влияние угла наклона оси ВТП, локальных изменений электромагнитных свойств, истирания сердечника и других влияющих факторов на вносимые параметры ВТП.
Установить взаимосвязь между параметрами дефекта и регистрируемыми сигналами ВТП с учетом влияния параметров, воздействующих на регистрируемые сигналы.
Методы исследования:
Исследования проводились методами математического и физического моделирования. Для математического моделирования электромагнитного взаимодействия СВТП с металлоизделиями, содержащими дефекты сплошности, применялся метод конечных элементов. Экспериментальные исследования проводились на компьютеризированной установке, включающей дефектоскоп «ГАЛС ВД-130», подключенный к ПК с применением разработанных программно-аппаратных средств.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Разработана математическая модель на основе метода конечных элементов (МКЭ), описывающая распределение электромагнитного поля ВТП со стержневым магнитопроводом, размещенного под произвольным углом над металлической пластиной с поверхностной трещиной прямоугольной формы.
Получены градуировочные характеристики с учетом влияния параметров дефекта при различных режимах контроля, взаимного расположения ВТП и объекта контроля (ОК), электромагнитных свойств металла.
Получены оценки влияния износа сердечника, изменения размеров и расположения обмоток на сердечнике ВТП, вариации магнитной проницаемости сердечника ВТП.
Получены алгоритмы расчета зависимостей и диаграмм для дефектомет- рической оценки поверхностных дефектов.
Практическая ценность работы заключается в том, что:
Разработана база данных, устанавливающая связь между размерами трещины и вносимыми параметрами СВТП при различных режимах контроля, взаимного расположения ВТП и объекта контроля, электромагнитных свойств металла, параметрами ВТП.
Даны рекомендации по размещению обмоток на сердечнике и выборе их параметров;
Разработаны программные и аппаратные средства для дефектометриче-ской оценки глубины поверхностных трещин на базе вихретокового дефектоскопа «ГАЛС ВД-103».
Повышена эффективность электромагнитной дефектоскопии на основе разработанных программных средств.
Реализация и внедрение результатов работы:
Результаты работы использовались в ООО "ГлавДиагностика", ЗАО НИИИН МНПО «СПЕКТР», при разработке средств электромагнитной дефектоскопии, их метрологического обеспечения.
Апробация работы.
Основные результаты работы доложены и обсуждены в пяти международных научно-технических конференциях. В 2004г. и в 2006г. в г. Сочи и на III, IV, V Международной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г. Москва 2004г., 2005г., 2006г. соответственно), а также на научно-технических семинарах в МГАПИ.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, список которых приведен в автореферате.
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа изложена на 126 страницах машинописного текста, иллюстрируется 55 рисунками и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 299 наименований и приложения.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту.
База данных, устанавливающая связь между размерами трещины и вноси- мыми параметрами СВТП при различных режимах контроля, взаимного расположения ВТП и объекта контроля, электромагнитных свойств металла, параметрами ВТП.
Рекомендации по размещению обмоток на сердечнике и выборе их параметров;
Алгоритм построения и использования доверительных интервалов для дефектометрической оценки параметров дефекта.
Программные и аппаратные средства для дефектометрической оценки глубины поверхностных трещин на базе вихретокового дефектоскопа «ГАЛСВД-103».
Обзор методов оценки и обработки информации о параметрах дефектов сплошности токопроводящих металлоизделий
Из-за того, что большинство диагностических моделей соответствуют лишь определенному уровню абстракции, а предложенные алгоритмы учитывают лишь часть влияющих факторов, задача оценки размеров дефектов сплошности по-прежнему остается актуальной.
В своей работе [115] В.В. Мирошников, Н.А. Клочко, Е.П. говорят о том, что достоверность получаемой информации при вихретоковом контроле труб зависит от правильной настройки дефектоскопа под конкретный объект. Под настройкой понимается выбор тока подмагничивания, установка требуемой величины амплитуды и фазы выходного сигнала преобразователя. Учитывая, что характеристики материала по длине трубы изменяются, необходимо настройку многократно повторять, чтобы выбрать оптимальное значение выше названных параметров. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали, что наилучшее соотношение сигнал/шум проходного вихретокового преобразователя достигается при магнитной проницаемости контролируемой трубы, находящейся в пределах 10...30. Разработанная математическая модель работы преобразователя, учитывающая магнитные и электрические свойства объекта контроля [101], позволила создать инженерную методику расчета основных параметров вихретокового преобразователя. А это, в свою очередь, дало возможность нормализовать выходной сигнал преобразователя вне зависимости от диаметра (от 4,75 мм до 219 мм) контролируемого объекта. Далее полученные значения выходного сигнала вихретокового преобразователя обрабатываются по разработанному алгоритму.
Идея обработки заключается в том, что полученные значения амплитуды и фазы с помощью нормирующих коэффициентов приводятся к значению близкому, но обязательно меньшему единицы, и перемножаются между собой. Тем самым, получаемое значение отношения сигнал/шум становится еще меньше, чем его амплитудная и фазовая составляющие. При обнаружении дефекта, полученные сигналы амплитуды и фазы выходного сигнала преобразователя также умножаются на выбранные нормирующие коэффициенты. Таким образом, значения амплитудного и фазового сигнала хоть и незначительно, но превышают единичное значение, а их взаимное перемножение еще больше увеличивает соотношение сигнал/шум.
В работе А.В. Семенова и В.П. Лунина, говорится о нейронной сети, которая аппроксимирует функцию передачи из пространства характеристик (признаков) магнитного поля рассеяния в пространство параметров дефекта [147]. Для упрощения структуры сети, реализующей искомую функцию, задача была разбита на следующие подзадачи: аппроксимация функции раздела между основными классами дефектов (такими как коррозия, трещина, риска и т.д.) - задача классификации - и аппроксимация функции передачи признаков поля рассеяния в параметры дефекта для каждого из выделенных классов отдельно - задача параметризации.
Задача классификации заключается в разделении пространства признаков на некоторые области, внутри которых находятся представители только одного класса дефектов. После разделения пространства задача классификации сводится к определению области, к которой принадлежит подлежащий классификации вектор признаков магнитного поля рассеяния. Ввиду сложности разделяющей поверхности, в качестве сети, выполняющей классификацию, была выбрана нейронная сеть с радиальными базисными функциями. Задача разделения дефектов на классы коррозия-трещина для обучающей выборки из 12393 представителей была решена при помощи сети, содержащей 15 нейронов, с погрешностью классификации 0.09% .
Для решения задачи параметризации была использована сеть типа многослойного персептрона. Для каждого класса дефектов все множество доступных обучающих пар разделялось на два множества - обучающее и тестовое. Отношение числа представителей обучающего множества к числу представителей тестового множества было выбрано 3:1. Полученные результаты приведены в таблице 1.1.
Приведенные результаты показывают, что при помощи нейронных сетей типа многослойного персептрона возможно решение обратной задачи магнитного контроля для указанных классов дефектов с удовлетворительной для практики погрешностью, причем доверительная вероятность составляет не менее 96%.
Д.Т.Н. Ю.К. Федосенко в работе [195] даёт анализ современного состояния вихретокового контроля в двух направлениях: разработка методов формирования и обработки измеряемых сигналов и оценка уровня технических средств промышленного применения. Вихретоковый контроль, наряду с другими, связан, чаще всего, с решением многопараметровых задач, когда в результате взаимодействия физического поля с контролируемым объектом на характеристики сигнала влияют одновременно п параметров объектов контроля. Особенностью вихретокового контроля, несмотря на его конструктивную простоту, является то, что характеристики сигнала связаны с параметрами контролируемого объекта нелинейными функциональными связями, причем эти зависимости описываются несобственными интегралами от комбинации специальных функций.
Проблематику вихретокового контроля в общем виде можно представить как проблему формирования, анализа и поиска решения системы нелинейных уравнений модели: ВТП и многослойный объект контроля, заданной формы (плоской, цилиндрической, сферической и др.) либо изотропный, либо содержащий локальные неоднородности.
Системы строят на основе общего функционального уравнения (теоретического или экспериментального) исследуемой модели: ВТП-объект контроля.
Набор уравнений производится либо за счет изменения частоты тока питания преобразователя, либо за счет изменения конструктивных размеров преобразователей с заданным числом измерительных обмоток различного диаметра или расположенных на различной относительно объекта высоте. При формировании конкретной системы выбор диапазона изменений производится из необходимости обеспечения корректности задачи. Для решения систем можно использовать известные универсальные математические методы решения нелинейных уравнений.
Исследование влияния на вносимые параметры ВТП дефектов сплошности при различных режимах контроля, взаимного расположения контролируемого объекта и ВТП, электромагнитных свойств металла
Для выявления и оценки параметров дефектов вихретоковым методом широко используются ВТП с ферритовыми стержневыми сердечниками. Применение находят как параметрические, так и трансформаторные ВТП. В параметрических ВТП информацию получают по изменению комплексного сопротивления самой возбуждающей обмотки. В трансформаторных ВТП об объекте контроля судят по изменению напряжения UBH, вносимого в измерительную обмотку ВТП. Для подавления неинформативной составляющей напряжения, наводимой в измерительную обмотку при отсутствии объекта контроля, применяют дифференциальное включение двух идентичных ВТП, один их которых рабочий, а второй, не взаимодействующий с контролируемым объектом, - компенсационный. Наиболее популярен ВТП, содержащий возбуждающую и измерительную обмотки на общем сердечнике.
Накладные ВТП со стержневыми сердечниками относятся к соосным преобразователям. Здесь измерительные катушки регистрируют только угловую составляющую плотности токов, совпадающую по направлению с соответствующими исходными контурами. Конструкция исследуемого ВТП приведена на рис. 2.1.
Для проведения соответствующих исследований применялось математическое моделирование на основе метода конечных элементов. Этот метод позволяет при помощи системы автоматизированного проектирования (САПР) разрабатывать устройства и структуры на основе полученных теоретических моделей их функционирования. С этой точки зрения МКЭ неразрывно связан со средствами САПР, поскольку помимо расчета он позволяет описать изучаемый объект в соответствии с логической схемой, по которой МКЭ привлекается на конечном этапе разработки и облегчает синтез результатов в виде схем, графиков или значений функций изучаемого объекта.
В основе метода конечных элементов лежит идея аппроксимации непрерывной функции векторного потенциала дискретной моделью, построенной на конечном числе подобластей, называемых элементами, в качестве функции элемента выбирают полиномы, порядок которых зависит от числа используемых данных о непрерывной функции в каждом элементе. МКЭ по праву считается самым универсальным методом для решения полевых задач. Точность решения зависит от параметров дискретизации области решения [61, 146].
МКЭ успешно применяется и для решения задач электромагнитного контроля [213, 255, 271, 269, 275,276,282, 288,289]. К недостаткам МКЭ, ограничивающим его применение в электромагнитной дефектоскопии, относится сложность построения расчетной области и высокая размерность получаемой системы уравнений. Это приводит к весьма существенным трудозатратам высококвалифицированных специалистов и значительной длительности вычислительного процесса.
Сложность построения расчетной области при решении задач дефектоскопии связана с малостью характерных размеров дефектов, по сравнению с размерами ВТП и характерными размерами объекта контроля. В зоне дефекта плотность тока и напряженность магнитного поля имеют повышенные градиенты, существенно зависящие от параметров дефекта, режима контроля и взаимного положения ЭМП и контролируемого объекта. Это приводит к необходимости изменения закона дискретизации расчетной области при изменении параметров контролируемого объекта, для обеспечения приемлемой погрешности вычислений. Как показал опыт многих исследователей, данная проблема не решается простым механическим увеличением числа выделяемых узлов без каких-либо ограничений. Дело в том, что с ростом числа выделяемых узлов резко возрастает не только время расчета, но и погрешность округления. Таким образом, существует некое оптимальное разбиение, для определения которого необходим большой объем вычислительных экспериментов. В тоже время при расчете напряжения, вносимого в ЭМП, собственно, дефектом, требуется довольно высокая точность вычислений. Это связано с необходимостью вычисления разности близких чисел где Им - напряжение, вносимое в ВТП при его взаимодействии с бездефектным объектом, UM+Д - с объектом, содержащим дефект. Как правило, модуль Цд составляет величину порядка нескольких процентов от модуля Ц» Решая частную задачу, связанную с дефектоскопией конкретного объекта, применение МКЭ становится нецелесообразным из-за большого объема подготовительной работы. В связи с этим актуально проведение исследований, направленных на автоматизацию вычислительного процесса с помощью МКЭ широкого класса задач электромагнитной дефектоскопии с помощью конкретных ВТП.
Для практической реализации МКЭ использовался программный пакет ANSYS. Данный выбор связан с широким распространением данного пакета и подтверждением достоверности получаемых с его помощью результатов огромным опытом применения в различных областях и соответствующими сертификатами.
В качестве неизвестных при расчетах использовались компоненты вектора магнитного потенциала, а также электрический скалярный потенциал для проводящих сред. Векторный магнитный потенциал вводится выражениями:
Разработка пакета программ для ведения электронных баз данных и протоколирования результатов контроля
Разработка программно-аппаратных средств, в состав которых входит представленная в 3-й главе база данных, велась на базе вихретокового дефектоскопа «ГАЛС ВД-130». Дефектоскоп предназначен для выявления поверхностных дефектов в различных объектах из магнитных и немагнитных сталей, цветных, тугоплавких металлов и сплавов и оценки глубины выявленных трещин. Выявление дефектов осуществляется, как при пересечении датчиком зоны дефекта в процессе сканирования, так и при остановке датчика над дефектом.
Наличие автономного источника питания в дефектоскопе обеспечивает возможность работы в полевых условиях. Дефектоскоп обеспечивает нормальную работу при изменении температуры окружающего воздуха от минус 20 до плюс 45С и относительной влажности до 80% при плюс 35 С. Не допускается размещение и работа дефектоскопа в агрессивной среде, а так же в условиях воздействия на дефектоскоп механических (ударных или вибрационных) перегрузок более 10 g.
С помощью дефектоскопа могут обнаруживаться дефекты, в том числе под слоем лакокрасочного покрытия не более 0,2 мм, эквивалентные по выявляемое искусственным дефектам типа прорези глубиной: на немагнитных материалах с низкой электропроводностью - не более 0,5 мм; на немагнитных материалах с высокой электропроводностью - не более 0,15 мм; на ферромагнитных материалах - не более 0,15 мм. Устройство и работа дефектоскопа Принцип действия дефектоскопа основан на пропускании переменного магнитного потока через контролируемый участок и регистрации искажений вторичного магнитного поля, характерных для дефектов сплошности. Вторичное магнитное поле формируется под действием вихревых токов в немагнитных металлах и дополнительно магнитными потоками рассеяния над ферромагнитными объектами. Подавление неинформативного фона (неровностей или кривизны поверхности контролируемых объектов , нестабильность зазора) осуществляется путем амплитудно- фазового анализа регистрируемых сигналов. Описание структурной схемы дефектоскопа. Дефектоскоп состоит из электронного блока и вихретокового преобразователя. Структурная схема электронного блока представлена на рис. 4.1. В состав электронного блока входят: 1. микропроцессор, управляющий работой узлов блока, анализирующий поступающие с них сигналы и обеспечивающий взаимодействие с оператором и с внешней ПЭВМ; 2. генератор, вырабатывающий синусоидальный сигнал, а так же два ортогональных меандра, необходимых для работы синхронного детектора; 3. выходной усилитель, усиливающий синусоидальный сигнал, поступающий с генератора и подающий его на датчик; 4. входной усилитель, усиливающий сигнал, поступающий с вихретокового преобразователя. Коэффициент усиления может меняться по команде от микропроцессора; 5. синхронный детектор, выделяющий действительную и мнимую составляющие сигнала; 6. фильтры нижних частот, отрезающие неинформативные составляющие сигнала; 7. цифро-аналоговый преобразователь, используемый для компенсации начального напряжения; 8. стабилизатор, обеспечивающий необходимым напряжением аналоговые и цифровые узлы дефектоскопа; 9. преобразователь уровней 118-232,позволяющий микропроцессору обмениваться информацией с любой внешней ПЭВМ, поддерживающей этот протокол. Вихретоковый преобразователь представляет собой катушку индуктивности, намотанную на ферритовом стержне. Диаметр стержня определяется поставленной задачей. Индуктивность всех вихретоковых преобразователей лежит в диапазоне, обеспечивающем работоспособность любого дефектоскопа с любым датчиком без перенастройки. В корпусе дефектоскопа имеются следующие разъемы: разъем для соединения с ПК через интерфейс RS-232, разъем для подключения головных телефонов, разъем для подключения датчика, разъем для подключения внешнего источника питания, а также сигнальный трехцветный свето-диод и выключатель питания. На передней панели располагаются индикаторное табло и кнопки управления: "МЕТАЛЛ", "УСИЛЕНИЕ + "и "УСИЛЕНИЕ - ". На индикаторе дефектоскопа с помощью подвижного маркера отображается величина выходного напряжения, кроме того, при включении прибора отображается напряжение источника питания в диапазоне от 4,5 до 5,5 В.
Разработка программно-аппаратных средств для обработки информации, полученной в результате контроля дефектов в металлоизделиях
Установите датчик на бездефектный участок образца с эталонным дефектом. Нажмите кнопку "МЕТАЛЛ" на дефектоскопе или изображении передней панели прибора. Годограф вернется в ноль, дублер указателя уровня вернется в ноль. Пункты 4...6 необходимо выполнять, осуществляя возвратно-поступательные движения датчиком над дефектом. По движению следа годографа убедитесь, что дефектоскоп "видит" дефект. С помощью кнопки "МАСШТАБ" выберите удобный масштаб изображения. Движением регулятора угла поворота фазы, добейтесь того, чтобы вектор вносимого напряжения от дефекта был вертикален. Настройка коэффициента передачи. Установите датчик на бездефектном участке. Нажмите кнопку "МЕТАЛЛ". Проведите датчиком над дефектом известной глубины. Зафиксируйте показания прибора на комплексной плоскости. Посчитайте во сколько раз необходимо изменить аппаратный коэффициент усиления. Движением регулятора добейтесь соответствующего изменения коэффициента, величина которого отображается рядом с регулятором. 7. Повторите пункты 1....4. Убедитесь, что прибор работает должным образом. При необходимости повторите пункты 5, 6. 8. Обратите внимание, что на комплексной плоскости сигнал отображается в линейном масштабе, а на шкале прибора и на ее дублере - в логарифмическом. Установка коэффициента усиления. Установка коэффициента усиления осуществляется так же как на реальном приборе - нажатием кнопок "УСИЛЕНИЕ + ", "УСИЛЕНИЕ- ". Установка предельного зазора. 1. Установка максимального зазора осуществляется только при подключении ПК. 2. Установите датчик на бездефектный участок образца. 3. Нажмите кнопку "МЕТАЛЛ". 4. Положите имитатор зазора требуемой толщины между датчиком и объектом. 5. Движением регулятора предельного зазора добейтесь появления оранжевого цвета сигнального светодиода, что свидетельствует об увеличении зазора выше допустимой величины. Сохранение настроек. Для того чтобы прибор при автономном включении возвращался к настройкам, нажмите кнопку "ЗАПИСЬ".Для сохранения данных в памяти ПК нажмите кнопку "ДА". После чего программа предложит ввести название этой настройки (текст не более 32 символов). Прибор готов к автономной работе. Загрузка настроек. 1. Соедините прибор и ПК. 2. Выберите пункт меню "настройки". 3. Выберите нужный Вам вариант из сохраненных . 4. Убедитесь а работоспособности выбранного Вами варианта. При необходимости повторите пункты 2, 3. 5. На изображении передней панели нажмите кнопку "ЗАПИСЬ". 6. Прибор готов к автономной работе на новом объекте. 1. Апробация программы по работе с дефектоскопом «Галс ВД-13О» совместно с представленной в главе 3. базой данных показала, что погрешность дефектометрической оценки поверхностных трещин за счет учета влияния рабочего зазора и длины трещин снижается бол-лее, чем в 2 раза. 2. Использование разработанного программно-аппаратного средства, в состав которого входит электронная база данных основных функциональных зависимостей, значительно расширяет возможности индикаторного дефектоскопов. 3. Установлена взаимосвязь между параметрами дефекта и регистрируемыми сигналами СВТП с учетом влияния параметров, влияющих на регистрируемые сигналы. Взаимосвязь устанавливается с помощью базы данных основных функциональных зависимостей и характеристик с погрешностью (п): для трещин глубиной от 0.1 мм до 0.5мм-п =10... 15%; от 0.5мм до 1мм-п=15...20%; от 1мм до Змм-п =20...25%; от Змм до 6мм-п =30...40%. 4. Разработан программно-аппаратный комплекс ГАЛС-ИНФО, включающий дефектометрическую базу данных, на базе вихре-токового дефектоскопа «ГАЛС ВД-103». Полученные выводы и результаты можно сформулировать следующим образом: 1. Разработаны математические модели на основе метода конечных элементов, адекватно описывающие процессы электромагнитного взаимодействия СВТП с поверхностными трещинами, с учетом функций влияния электромагнитных свойств контролируемого объекта, конструктивных размеров первичных преобразователей, взаимного положения накладных вихретоковых преобразователей со стержневыми сердечниками (СВТП) и контролируемого объекта, режима контроля. 2. Исследовано влияние на вносимые параметры СВТП глубины и длины трещин при различных режимах контроля, вариации рабочего зазора, электромагнитных свойств магнитных и немагнитных металлов. 3. Исследовано влияние угла наклона оси СВТП, локальных изменений электромагнитных свойств, положения, формы и размеров катушек индуктивности, изменения магнитных свойств и размеров сердечника и других факторов, влияющих на вносимые параметры СВТП 4. Установлена взаимосвязь между параметрами дефекта и регистрируемыми сигналами СВТП с учетом влияния параметров, влияющих на регистрируемые сигналы. Взаимосвязь устанавливается с помощью базы данных основных функциональных зависимостей и характеристик с погрешностью (п): для трещин глубиной от 0.1мм до 0.5мм - п =10... 15%; от 0.5мм до 1мм -п=15...20%; от 1мм до Змм - п =20...25%; от Змм до 6мм - п =30...40%. 5. В ходе исследований получены градуировочные характеристики, на основе которых даны рекомендации по выбору частот, обеспечивающих наименьшую погрешность дефектометрической оценки глубины поверхностных трещин. 6. Даны рекомендации по размещению обмоток на сердечнике и выборе их параметров в зависимости от задач дефектоскопии. Показано, что при дефектоскопии немагнитных металлов необходимо стремиться к размещению обмоток непосредственно у торца сердечника. 7. Разработан алгоритм построения и использования доверительных интервалов для дефектометрической оценки параметров дефекта, позволяющий учитывать неинформативную составляющую сигналов СВТП.
Разработан программно-аппаратный комплекс ГАЛС-ИНФО, включающий дефектометрическую базу данных, на базе вихре-токового дефектоскопа «ГАЛС ВД-103».
