В усьому світі експлуатується безліч протяжних інженерних конструкцій й інших об'єктів, основними з яких є нафто- і газопроводи, залізничні рейки, тепло- і водомагістралі, канали вантових мостів, плоскі річкові палі тощо. Результатом тривалої експлуатації багатьох конструкцій у природних умовах є утворення в них дефектів різного походження й форми (тріщини, корозія тощо). Для запобігання аварійних ситуацій при експлуатації таких протяжних об'єктів повинен постійно проводитися моніторинг їхнього технічного стану.
У зв'язку із цим у різних країнах проводяться дослідження з розробки нових технологій діагностики й контролю якості довгих елементів інженерних конструкцій з використанням методу далекодіючого ультразвукового контролю спрямованими низькочастотними ультразвуковими хвилями (УЗК). Спрямовані хвилі можуть поширюватися на значні відстані від місця розміщення п’єзоелектричних перетворювачів (ПЕП), що дозволяє по відбитих з виробу сигналах виявляти, наприклад, корозійні ураження та внутрішні дефекти. Імпульси направлених хвиль характеризуються невеликим загасанням, тому що енергія при поширенні концентрується між нижньою й верхньою поверхнями труби. При УЗК трубопроводів спрямованими хвилями використовується саме їхня здатність поширюватися на більші відстані, що дозволяє контролювати ділянки трубопроводів від декількох метрів до декількох сотень метрів. Тому в порівнянні із традиційними методами контролю продуктивність контролю спрямованими хвилями набагато вище, а вартість нижче.
Використання низькочастотних засобів контролю, з одного боку, підвищують його продуктивність, а з іншого мають недостатню чутливість особливо до дефектів, витягнутих уздовж утворюючої. Таким чином, висока чутливість традиційного контролю при низькій продуктивності й недостатня чутливість при високій продуктивності низькочастотних методів і засобів привели до спроби довести, що запропонована в даній роботі технологія контролю довгомірних виробів високочастотними імпульсами працює не тільки для контролю стрижнів, а також і труб. Проведено експерименти контролю труб різного діаметру та товщини з застосуванням розробленого луна-дифракційного методу. На рис. 1 наведено зображення стенду, на якому проводилися дослідження з контролю труб.
Рис. 1. Стенд для контролю сталевої труби
На рис.1 наведено: 1 – дефектоскоп УД2-12; 2 – сталева труба; 3 – сталева труба з різьбою; 4 – п’єзоелектричний перетворювач.
Об’єктом контролю була сталева труба довжиною l = 890 мм, товщина стінки h = 10 мм, внутрішній діаметр d = 55 мм. Випромінювач фіксували біля торця на поверхні труби, приймач переміщували вздовж утворюючої труби та фіксували наявність сигналів з трьох взаємно перпендикулярних сторін. Послаблення амплітуди імпульсу реєстрували через 100 мм переміщення приймача. Результати досліджень наведено на рис.2 у вигляді графіку залежності затухання амплітуди з відстанню при переміщенні прийомного перетворювача від випромінювача. Контроль виконували перетворювачами П121-2,5-50 °-002 з кутом введення УЗК 50° та частотою заповнення імпульсу 2,5 МГц.
Рис. 2. Графік залежності послаблення амплітуди з відстанню: 1 – графік, у разі коли приймач та випромінювач розташовані на одній утворюючій; 2 – графік, у разі коли приймач зміщений на чверть периметра від утворюючої; 3 – графік, у разі коли приймач зміщений на півпериметра від утворюючої.
Таким чином встановлена можливість ультразвукового контролю довгих виробів високочастотними імпульсами.
______________________________
Науковий керівник: Сучков Григорій Михайлович, доктор технічних наук, професор, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter