автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительная система ультразвуковой диагностики объектов повышенной опасности на основе исследования свойств нормальных волн

На правах рукописи

Сл^5 "

СЛЮСАРЕВ МИХАИЛ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ОБЪЕКТОВ ПОВЫШЕННОЙ ОПАСНОСТИ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ НОРМАЛЬНЫХ ВОЛН

05.11.16. - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 май 2012

Волгоград - 2012

005043496

005043496

Работа выполнена на кафедре «Судебная экспертиза и физическое

материаловедение» Федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный университет».

Научный руководитель доктор технических наук, профессор,

Яцышен Валерий Васильевич.

Официальные оппоненты: Руденок Игорь Петрович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет», заведующий кафедрой высшей математики;

Нестеров Владимир Николаевич,

доктор технических наук, профессор, ОАО «Самарский электромеханический завод» Министерства промышленности и торговли РФ, начальник НТЦ-заместитель директора.

Ведущая организация

ООО «Газпром трансгаз Волгоград».

Защита состоится «25» мая 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д212.028.05 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_»

2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Авдеюк О. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Рост рабочих параметров различных агрегатов и сооружений ответственного назначения в атомной, тепловой и гидроэнергетике, в химической и нефтегазовой промышленности, в машиностроении, на транспорте и в строительстве выдвигает на первое место требования обеспечения высокой эксплуатационной надежности сооружаемых объектов.

Надежность сооружаемых объектов ответственного назначения, обуславливающая безопасность их эксплуатации для человека и окружающей среды, определяется тремя основными факторами:

- совершенством применяемых материалов;

- совершенством и качеством сварочно-монтажных работ;

- точностью и достоверностью контроля качества материалов и их соединений.

До последнего времени основное внимание в области контроля качества материалов, изделий и мест их соединений было обращено на выявление несплошностей - дефектов, и оценку их параметров с целью определения степени опасности для объекта, что и предопределило интенсивное развитие различных методов дефектоскопии.

В настоящее время разработчики средств дефектоскопии достигли серьезных результатов, и о дефекте мы можем знать практически все. Достоверность результатов дефектоскопии за последнее десятилетие значительно выросла. Но в вопросе оценки эксплуатационной надежности объектов повышенной опасности, достоверность остается практически на прежнем уровне. Все чаще происходят аварии в разных конструкциях и их элементах:

- в болтовых и шпилечных соединениях;

- в сварных соединениях конструкций;

- на магистральных трубопроводах.

Исследователи установили некоторые причины таких разрушений.

Наметившаяся в 70-х годах тенденция расширения применения разъемных соединений поставила задачу перед неразрушающим контролем: определять степень надежности болтовых и других разъемных соединений.

Применяемые сейчас методы оценки надежности болтовых и других резьбовых соединений в большинстве являются косвенными, а значит недостаточно точными и достоверными.

Разработка и внедрение эффективных средств измерения степени натяжения резьбовых соединений, позволят повысить надежность конструкции и высвободить значительный экономический резерв.

Первые исследования по изучению остаточных напряжений, и зарождающихся в результате напряжений дефектов структуры металла, провели Родман В.И. в 1857 году и затем Умов И.А. в 1871 году. Начало систематических исследований было положено в 1887 году Калакуцким Н.В., который впервые разработал метод расчета остаточных напряжений и впервые предложил экспериментальные методы их измерения.

Значительную актуальность приобретают методы определения параметров качества биметаллических материалов, изготовленных методом сварки взрывом. Особый интерес вызывают дефекты граничной зоны биметаллического листа, т.к. сварка взрывом выполняется в полевых условиях и часто на процесс изготовления листов влияет ряд внешних факторов.

Для оперативного и эффективного контроля качества всех перечисленных выше объектов повышенной опасности необходимо создать информационно-измерительную систему (ИИС) определения параметра качества. Но в промышленности в ряде случаев невозможно вывести объект из эксплуатации и это ставит на первое место неразрушающие методы определения дефектов в конструкциях опасных производственных объектов.

Эта работа актуальна тем, что даёт возможность оценить параметры дефектов образующихся в металле объектов повышенной опасности, и проследить механизмы рассеяния ультразвукового поля на данных дефектах. Объектами исследования являются следующие образцы: •стержни из различных металлов, различной длины и диаметра; •биметаллические листы, изготовленные методом сварки взрывом; •образцы из стали 20, с искусственно созданными дефектами правильной формы. Предметом исследования являются методы и модели контроля параметров качества, механизм рассеяния ультразвукового поля на дефектах в материале опасных производственных объектов, а также архитектура информационно-измерительной системы для определения дефектов в металле.

Цель работы - создание информационно-измерительной системы для неразрушающего экспресс-контроля параметров качества объектов повышенной опасности.

Поставленная цель достигается путём решения конкретных задач:

• Проанализировать существующие в настоящее время методы и средства акустической диагностики опасных производственных объектов.

• Разработать физико-математическую модель, позволяющую описать механизм рассеяния ультразвукового поля на дефектах в опасных производственных объектах.

• Построить информационно-измерительную систему для ультразвуковой диагностики дефектов в металле опасных производственных объектов.

• Провести количественную и качественную оценку полученных результатов ультразвуковой локации с применением методов механики разрушения.

• Применяя построенную информационно-измерительную систему оценить параметры искусственно созданных дефектов, исследовать резонансные свойства металлических объектов правильной формы (металлические стержни).

• Разработать методику акустической диагностики биметаллических листов, с применением разработанной информационно-измерительной системы.

• Провести метрологическую оценку построенной информационно-

измерительной системы ультразвуковой диагностики.

Научная значимость работы заключается в подробном исследовании механизма рассеяния ультразвукового поля на дефектах в металле опасных производственных объектов, что позволяет своевременно выявлять дефекта структуры металла, а также по параметрам ультразвуковой волны определять фактическое состояние металла стержня, без применения методов механики разрушения.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Метод расчёта отражённого сигнала основанный на использовании характеристических матриц для цели диагностики слоистых структур (биметаллических листов, изготовленных методом сварки взрывом).

2. Методика оценки параметров качества биметаллических листов, изготовленных сваркой взрывом.

3. Метод диагностики металлических стержней, входящих в состав объектов повышенной опасности на основе анализа параметров нормальных волн.

Практическая значимость исследования заключается в применении разработанной информационно-измерительной системы для акустической диагностики объектов повышенной опасности в процессе производства биметаллических листов.

Достоверность результатов работы подтверждается корректным применением основных теоретических положений, согласованностью отдельных полученных результатов с результатами других авторов, а так же результатами физических экспериментов, опытной эксплуатации и испытаний на объекте.

Соответствие паспорту специальности.

Указанная область исследования соответствует паспорту специальности 05.11.16 «Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)», а именно пушту 2 - "Новые методы и технические средства контроля и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем" и пункту 5 - "Методы анализа технического состояния, диагностики и идентификации информационно-измерительных и управляющих систем".

Апробация материалов исследований. Основные результаты диссертационных исследований обсуждались, на XI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (г. Волгоград, 2007 г.); Ш Российской научно-технической конференции "Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций" (г. Екатеринбург, 2007 г.); VI Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (г. Казань, 2007 г.); IV Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций» (г. Екатеринбург, Май 2009 г.); VIII международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (г. Санкт-Петербург, 2009 г.); VIII Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов

«Новые технологии в газовой промышленности» (г. Москва, 2009 г.); Международной научной конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (г. Волгоград, 2009 г.); VIII конференции молодых работников «Газпром трансгаз Ставрополь» Актуальные проблемы работы газотранспортных предприятий в современных условиях (п. Рыздвяный, 2010 г.); VI научно-технической конференции молодых работников ООО «Газпром трансгаз Волгоград» (г. Волгоград, 2010 г.); VI производственно-технической конференции молодых учёных и специалистов «Изобретательство и рационализаторство молодых работников в вопросах транспортировки природного газа», (г. Уфа, 2010 г.), IX Всероссийской конференция молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности» (г. Москва, 2021 г.)

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 20 работ, из них 3 статьи в издании перечня ВАК Минобрнауки РФ.

Личное участие автора в полученных результатах. В работах [1,2,3,4,6,8,9,12,15,20], опубликованных в соавторстве лично соискателю принадлежит: разработка информационно-измерительной системы ультразвуковой диагностики объектов повышенной опасности; построение математической модели рассеяния ультразвуковой диагностики дефектов; проведение экспериментов по рассеянию ультразвукового поля на дефектах в металле с использованием построенной информационно-измерительной системы.

Основные научные результаты и рекомендации, содержащиеся в диссертационной работе и публикациях, получены автором самостоятельно и под руководством научного руководителя.

Структура диссертационной работы. Объем диссертации — 129 страниц. Работа состоит из введения, 5-и глав, заключения, практической значимости, выводов, списка использованной литературы в количестве 123 наименования. Иллюстративный материал представлен 10-ю таблицами, 41-им рисунком.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность темы, определены цели и задачи, обоснован выбор объекта и предмета исследований, показана научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава «Анализ методов и средств диагностики состояния сложных технологических объектов» содержит обзор научных публикаций, посвященных исследованию проблемы надежности ответственных объектов. Проведен анализ тенденции развития неразрушающих методов диагностики ответственных конструкций и объектов. Приведена классификация и показан анализ физических методов диагностики напряжённого состояния конструкционных материалов и определено место ультразвуковых методов диагностики. В завершающей части главы рассмотрены особенности ультразвукового контроля металлических структур, проведен анализ существующих в настоящее время ультразвуковых методов диагностики.

Традиционный подход определения качества изделий, принятый во всем мире, основан на обнаружении несплошностей - дефектов материала детали или изделия, измерении их характеристик (размеров, формы, ориентации и т.п.) и сравнении с результатами анализа предыдущего статистического опыта, т.е. определения степени его опасности по браковочным нормам.

Несовершенство традиционного подхода становится заметным сейчас, когда дефектометрия может дать практически все геометрические характеристики дефекта, но при этом проблема оценки надежности конструкций остается нерешенной, т.к. слишком низка достоверность оценки.

Стало понятно, что для повышения достоверности оценки эксплуатационной надежности объектов, представляющих повышенную опасность для человека, необходимо иметь средства измерения напряженного состояния материалов и важных механических характеристик.

Определение свойств материала сводится к измерению изменений неких параметров используемых физических полей. Так, например, если воздействовать тепловым полем, то основными характеристиками будут тепловые, а косвенными - механические, электромагнитные и др. Если же воздействовать на объект механическим силовым полем, то основные характеристики реакции будут относится к механическим характеристикам, а косвенные проявления появятся в тепловых, электромагнитных и других полях.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученные последователями школы молекулярной акустики отрыли много новых сторон сложных процессов взаимодействия различных физических полей в исследуемой среде. Но эта теория не дает связи параметров микропроцессов с макрохарактеристиками материала и, самое главное, не учитывает пластические деформации характерные для всех твердых материалов. Непосредственное применение выводов молекулярной акустики для решения поставленной задачи также исключено.

Вторая глава «Разработка математической модели информационно-измерительной системы для ультразвуковой диагностики дефектов объектов повышенной опасности» посвящена построению математической модели рассеяния ультразвукового поля на дефектах в металлических образцах.

Запишем скалярное волновое уравнение линейной акустики в среде с переменной плотностью p(s) и фазовой скоростью c(s):

AP«(V) '-"Tri? = ~W(s,t) + ^{Apm(s,t) + f{s,t))

Уравнение вида (1) известно в квантовой теории рассеяния как уравнение Липмана-Швингера.

Будем решать уравнение (1) методом регуляризации Тихонова. Оно сводится к решению уравнения Фредгольма с постоянными пределами интегрирования:

а

Задача решения такого уравнения является некорректной, но, если

7

решение искать в компактном классе, то оно будет устойчивым. Регуляризованное решение имеет вид:

'.«-¿M^g**-'..

Спектр классического решения (2) при больших со сильно реагирует на ошибки f(x) и решение становится неустойчивым. Что же касается регуляризованного решения, то оно устойчиво.

По результатам расчёта написан программный комплекс, в котором реализовано численное решение уравнения Липмана-Швингера. Графики при различном параметре регуляризации и различном зондирующем импульсе

регуляризации а=1,5973е-012

Рисунок 2 - Форма зондирующего импульса ехр(-х2-х)*зт(х), параметр регуляризации а =4,10089е-012 Во второй главе показан теоретический механизм распространения ультразвуковой волны в слоистых металлических структурах, изготовленных методом сварки взрывом.

Рассмотрим систему, состоящую из п слоев.

Для характеристической матрицы многослойной системы имеем:

М(0=Пм,(г,-7,.,) (3)

>1

Здесь ¿1 = г- толщина слоя, а М1(г1-гн) соответствующая характеристическая матрица .¡-го слоя (Рисунок 3).

Рисунок 3 - Многослойная система из п слоев. 1- область пространства, откуда приходит волна, 1 - подложка, 1] - координаты границ слоев, dj = г1 - - толщина слоя

Также в главе решена задача об отражении ультразвуковой волны на границе раздела 2-х сред (Рисунок 4).

1111111 ££ ** 181 ШШШШ!!!! Шш

•О. X

ЙМИ1 Р!!!®1¿/ §11 1§ 1 |||§|И! )|

Рисунок 4 - Геометрия отражения звуковой волны на границе раздела 2-х сред - волновые вектора волн давления падающей (1), отраженной (Л), прошедшей (Т), М(г„) - характеристическая матрица многослойной

структуры

Для волн давления и скорости падающей (Т), отраженной (Я), прошедшей (Т) соответственно имеем:

<р, = Д, ехрО'^г), <рк = Ая ехр(-»*!,*), <Рт = Ат О " г„))

к к к С41

сорх ®А сор,

Здесь индексы 1 и I относятся к первой среде и подложке соответственно.

Для энергетических коэффициентов отражения и прохождения имеем:

(5)

З.Д.^.М (6)

Рисунок 5 - Частотные спектры энергетического коэффициента отражения (синий) и прохождения (красный) для параметров иммерсионного слоя с=4000 м/с, р=3000 кг/м3

Рисунок 6 - Частотные спектры отражения и прохождения для параметров иммерсионного слоя с=5000 м/с, р=4000 кг/м3

Анализ спектров отражения показывает, что наличие дефекта дает эффект полного внутреннего отражения - для всех частот из рассматриваемого диапазона энергетический коэффициент отражения равен 1, соответственно, коэффициент прохождения равен 0. Поэтому его легко обнаружить экспериментально.

На Рисунке 7 и Рисунке 8 приведены графики зависимостей фазы отраженной волны. Последний рисунок относится к случаю, когда биметаллический слой содержит дефект в виде тонкого воздушного слоя. Из этого графика видно, что хотя энергетический коэффициент отражения равен 1, фаза продолжает сохранять чувствительность к наличию границ многослойной системы.

( г /

1 (

1

1

] )

^.......

8_я в а д яадд задавая я я- я

Рисунок 7 - Частотная зависимость фазы отраженной волны для параметров

Рисунок 5

Рисунок 8 - Частотная зависимость фазы отраженной волны. Случай биметаллического слоя с дефектом в виде тонкого воздушного слоя

Третья глава «Проектирование информационно-измерительной системы ультразвуковой диагностики объектов повышенной опасности» содержит алгоритм проектирования информационно-измерительной системы, показаны основные узлы системы и требования к ним. Нами разработана и внедрена методика контроля параметров качества биметаллических листов с использованием построенной информационно-измерительной системы.

Проектирование информационно-измерительной системы проводилось поэтапным синтезом ее отдельных компонент - аппаратных средств, программного, математического и метрологического обеспечения по ряду технических требований. Информационно-измерительная система построена следующим образом: генератор синусоидальных колебаний - 1 возбуждает пьезоэлектрический преобразователь - 3, который вводит в тело болта - 4 вдоль его оси ультразвуковые колебания. Частота возбуждающих колебаний измеряется цифровым частотомером - 2, напряжение и ток прибором - 7. На противоположном торце болта установлен приемный пьезоэлектрический преобразователь - 5, идентичный возбуждающему. С выхода преобразователя - 5 сигналы подаются на один вход двухлучевого осциллографа - 6, а на второй вход - подаются возбуждающие колебания с генератора -1.

Рисунок 9 - Структурная схема информационно-измерительной системы

Общая характеристика информационно-измерительной системы:

1. Физический метод измерения - ультразвуковой.

2. Способ ввода ультразвуковых колебаний (УЗК) - контактный.

3. Режим излучения-приема УЗК - раздельный.

4. Типы УЗК - объемные, поверхностные, подповерхностные.

Основными узлами ИИС, реализующими оригинальный метод

измерения, позволяющий обеспечивать высокую точность измерений при простоте технического исполнения, компенсировать температурную, технологическую и др. погрешности являются приемно-усилительный тракт и возбудитель. Эти узлы обеспечивают существенные преимущества разработанной информационно-измерительной системы перед известными приборами аналогичного назначения.

Приемные и излучающие преобразователи должны излучать поверхностные и объемные волны. Это является первой особенностью преобразователей.

Вторая особенность преобразователей и акустических блоков состоит в том, что при меняющейся кривизне поверхности исследуемого объекта объемные УЗ-волны должны вводиться так, чтобы плоскость излучения -падения - отражения - приема в продольном акустическом блоке всегда была параллельна оси объекта, а базовое расстояние - расстояние от точки ввода до точки приема оставалось постоянным, при смещениях блока на поверхности объекта.

Нами разработана методика по оценке параметров качества биметаллических листов с использованием построенной ИИС. Настоящая методика прошла апробацию на ООО «Волго-Биметалл» и успешно используется при контроле листов, изготовленных методом сварки взрывом.

В четвертой главе «Метрологическое обеспечение разработанной информационно-измерительной системы» проведена метрологическая оценка построенной ИИС, показан механизм определения основных параметров ультразвуковой локации.

Погрешность измерений при использовании предложенной ИИС, очевидно, зависит от колебаний геометрических размеров образцов, их температуры во время измерения, а также от положения образцов относительно пьезопреобразователей. Для оценки точности измерений в главе исследовали количественное влияние мешающих факторов на результаты измерений для исследуемых образцов с помощью полного факторного эксперимента.

Мы оценивали влияние каждого фактора на результаты измерений. С увеличением диаметра <1 на 0,1 мм частота резонансного пика ^ повышается на бкГц. Увеличение же длины образца / на 0,1 мм, напротив, вызывает уменьшение частоты резонансного пика на 1 кГц.

Колебания температуры образцов оказывают меньшее влияние на положение резонансного пика. Например, увеличение температуры на 5 К уменьшает значение частоты резонансного пика на 2 кГц. Положение резонансного пика практически не зависит от непараллельности торцов образца, если при этом не изменяется средняя длина образца. Укорочение же

образца при получении скоса увеличивает частоту резонансного пика, что соответствует влиянию длины образца.

В целом относительная погрешность предлагаемого метода е=±(Дй///(Мр) »100% = ±0,025%. Следовательно, чтобы проводить измерения разработанным методом с требуемой точностью, необходимо соблюдать геометрические размеры образцов для акустических измерений с ошибкой, не превышающей ± 0,01 мм, а колебания температуры образцов могут быть не более ±1,0 К.

Уменьшение частоты с ростом значений шероховатости происходит за счет увеличения толщины прослойки контактной жидкости между шероховатыми поверхностями ввода-вывода ультразвука и поверхностями пьезопреобразователей, а не вследствие увеличения длины пути импульса по волнообразной поверхности.

Таким образом, контроль качества исследуемых объектов может осуществляться с ошибкой не более 0,1%, если разброс значений шероховатости поверхности не превышает Яг = 20 мкм в любой области.

Пятая глава «Экспериментальные исследования параметров качества с использованием информационно-измерительной системы ультразвуковой диагностики» посвящена экспериментальному исследованию параметров искусственно созданных дефектов, дефектов зоны сплавления в биметаллических листах, а также дефектов стержней.

Исследуемые стержни рассматривались как четырехполюсники и измерялись его амплитудно-частотные характеристики (АЧХ). Измерения проводились в диапазоне 1 кГц - 2,2 мГц при уровне входного синусоидального сигнала 1В, с применением образцов из различных материалов, разных длин и диаметров.

По результатам измерений были построены амплитудно-частотные характеристики. На Рисунке 10 показаны огибающие истинной амплитудно-частотной характеристики для стержней диаметром 12 и 24 мм.

Для выяснения особенностей поведения нормальных волн при изменении амплитуды вводимой ультразвуковой энергии было проведено исследование амплитудной характеристики стержня, как четырехполюсника, преобразующего сигнал.

012 мм, 1.-200 мм. ивх-30 В

024 мм, [.»200 мм, ивхсЗО В

Р. кГц

Рисунок 10 - Амплитудно-частотные характеристики колебаний в стержнях

Было установлено, что при амплитуде возбуждающего напряжения меньше 10 В сигналы на выходе приемного преобразователя пропорциональны возбуждающему напряжению с коэффициентом передачи Ю"3+10"4 (меньшее значение для болта 0 24 мм). Полученные усредненные результаты изображены графически на рисунке 11.

о 20 40 60 80 100

и.х, в

Рисунок 11 - Амшштудно-мощностные характеристики ультразвуковых колебаний нормальных волн в стержнях

Для исследования влияния зарождающегося дефекта на параметры непрерывных ультразвуковых колебаний нормальных волн была использована построенная информационно-измерительная система. Отличие заключалось в том, что с помощью специальных зажимов стержень устанавливался в разрывную машину.

При проведении исследований, для каждого образца устанавливались оптимальные параметры: частота возбуждающих колебаний соответствовала главному резонансу, амплитуда возбуждающих колебаний на 5-10% меньше уровня возникновения релаксаций.

Для определения максимальной нагрузки и характерных точек (пределы прочности, текучести и упругости) были проведены расчеты.

-----012 MM. F - 137,2 MM, U ■ 30 В

2,9

01 234967

Рисунок 12 - Зависимость амплитуды гармоник от величины растягивающих

усилий

По мере увеличения усилия растяжения амплитуда основной гармоники уменьшалась до нуля и затем меняла фазу на 180; с некоторого значения напряжения появилась вторая гармоника, возрастающая с ростом напряжений; после перехода через нуль основной гармоники появилась третья гармоника. Непосредственно перед моментом разрыва амплитуда выходного сигнала резко увеличивалась.

Сопоставление справочных значений напряжений упругости, текучести и временной прочности с реально полученными значениями напряжений позволили сделать выводы о том, что:

- появление второй гармоники связано с превышением значения напряжения упругости;

- обращение в ноль основной гармоники соответствует моменту появления текучести, здесь же появляется и 3 гармоника;

- резкое возрастание выходного напряжения обусловлено потерей материалом исследуемого образца сопротивляемости внешним усилиям, в том числе давлению, оказываемому акустическими колебаниями.

В заключении приводятся основные результаты, полученные в работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

На основе метода регуляризации Тихонова для дефекта правильной формы в металлическом объекте разработана математическая модель ультразвуковой диагностики. Для построенной модели найдены оптимальные параметры регуляризации обеспечивающие наименьшую погрешность при восстановлении параметров дефекта.

Для цели диагностики слоистых структур (биметаллических листов, изготовленных методом сварки взрывом) разработан оригинальный метод расчета отражённого сигнала основанный на использовании характеристических матриц. С помощью данного метода установлены оптимальные условия фиксации дефекта типа «отслой» на частотах 2,5 и 5,0 МГц.

На основании построенной теоритической модели рассеяния ультразвукового поля на дефекте создана информационно-измерительная система обладающая оптимальными параметрами для характерных дефектов в металле объектов повышенной опасности.

Разработана оригинальная методика оценки параметров качества биметаллических листов, изготовленных сваркой взрывом.

Разработан метод диагностики металлических стержней, входящих в состав объектов повышенной опасности на основе анализа параметров нормальных волн.

Установлено, что появление различных типов нормальных волн коррелируется со стадиями нагружения стержня.

Показано, что погрешности измерения параметров дефекта с помощью созданной информационно-измерительной системы определяются следующими факторами: шероховатость поверхности объекта контроля, реверберационной характеристикой пьезопреобразователя и стабильностью контакта пьезопреобразователя. При этом относительная погрешность измерения составляет 0,025%.

Основные результаты диссертации опубликованы работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Яцышен, В. В. Исследование основных зависимостей параметров акустических колебаний коаксиальных волн от напряжённо-деформированного состояния магистральных газопроводов / В.В. Яцышен, М.В. Слюсарев // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2011. - межвуз. сб. науч. ст. №5 (78). -Волгоград: ИУНЛ, ВолгГТУ. - С. 80-82. - (Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. Вып. 5).

2. Яцышен, В. В. Исследование свойств акустических коаксиальных волн в стержнях / В.В. Яцышен, М.В. Слюсарев // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2011. - межвуз. сб. науч. ст. №5(78). - Волгоград: ИУНЛ, ВолгГТУ. - С. 82-85. - (Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. Вып. 5).

3. Яцышен, В.В. Ультразвуковая диагностика дефектов зоны сплавления в слоистых композиционных материалах / В.В. Яцышен, М.В. Слюсарев // Физика и технические приложения волновых процессов. - Самара-2011.-№4(14).-С. 103-105.

Статьи, свидетельства, материалы конференций и учебные пособия:

4. Яцышен, В.В. Рассеяние ультразвукового поля на дефектах в биметаллических листах / В.В. Яцышен, М.В. Слюсарев II XI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской обл. - тезисы докладов. - Волгоград. - 2007. - С. 176-182.

5. Слюсарев, М.В. Исследование показателей качества биметаллических материалов и изделий из них / М.В. Слюсарев, О.Ф. Слюсарева // Региональный конкурс научных работ «Молодые ученые - родному краю», посвященный 70-летию образования Волгоградской области и Году гуманитарных наук, культуры и образования - Году академика Д.С. Лихачева; г. Волгоград, 2008. - С. 169 -175.

6. Слюсарев, М.В. Комплексное исследование параметров качества биметаллических листов / М.В. Слюсарев, О.Ф. Слюсарева //

III Российская научно-техническая конференция "Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций" / Тезисы докладов. - г. Екатеринбург. - 2007. - С. 55.

7. Слюсарев М.В. Анализ дефектов граничной зоны в двухслойной металлической структуре / Вестник Волгоградского государственного университета / Статья; г. Волгоград, 2007. - С. 78.

8. Яцышен, В.В. Рассеяние ультразвукового поля на дефектах сферической формы в металлических структурах / В.В. Яцышен, М.В. Слюсарев // VI Международная научно-техническая конференция «Физика и технические приложения волновых процессов». - Тезисы докладов. - г. Казань. - 2007. - С. 53 - 54.

9. Слюсарев, М.В. Исследование показателей качества биметаллических листов и изделий из них / Слюсарев М.В., Полянская О.Ф. // Вестник Волгоградского государственного университета/ Статья. - г. Волгоград. -2009.-С. 169.

Ю.Слюсарев, М.В. Использование коаксиальных волн для повышения достоверности результатов контроля аномальных стыков магистральных газопроводов / М.В. Слюсарев// IV Российская научно-техническая конференция «Ресурс и диагностика материалов и конструкций» /Тезисы докладов. - г. Екатеринбург. - 2009. - С. 174.

11.Слюсарев, М.В. Оценка применимости существующих теорий и моделей механического воздействия на среду / М.В. Слюсарев //IV Российская научно-техническая конференция «Ресурс и диагностика материалов и конструкций / Тезисы докладов. - г. Екатеринбург. -2009.-С. 45.

12. Яцышен, В.В. Акустическая диагностика напряженно-деформированного состояния металлических стержней с использованием коаксиальных волн / В.В. Яцышен, М.В. Слюсарев // VIII международная научно-техническая конференция «Физика и технические приложения волновых процессов» . - Тезисы докладов. -г. Санкт-Петербург. - 2009. - С. 57.

13.Слюсарев, М.В. Разработка инновационного метода ультразвуковой диагностики объектов магистрального транспорта газа / М.В. Слюсарев// VIII Всероссийской конференция молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности». - Тезисы докладов. - г. Москва, 2009. - С. 47.

14.Слюсарев, М.В. Использование акустических коаксиальных волн для определения степени надежности болтовых соединений / М.В. Слюсарев // Международная научная конференция «Прогресс транспортных средств и систем». -Тезисы докладов. - г. Волгоград. -2009.-С. 146-147.

15.Яцышен, В.В. Исследование основных зависимостей параметров акустических колебаний коаксиальных волн от напряжённо-деформированного состояния металла труб линейной части магистральных газопроводов / Яцышен В.В., Слюсарев М.В., Литвинов С.А., Лобанов С.М. // Альманах 2010. - под ред. д-ра хим.

наук, проф., акад. РАЕН, РЭА, МААНОИ, ЕАЕН Г.К. Лобачёвой, ВО МААНОЙ, РЭА, РАЕН, ВолГУ. - Волгоград: Изд-во ВолГУ. - 2010. -С. 172-181.

16.Слюсарев, М.В. Разработка инновационного метода ультразвуковой диагностики объектов магистрального транспорта газа с использованием коаксиальных волн/ М.В. Слюсарев // VIII конференция молодых работников «Газпром трансгаз Ставрополь» Актуальные проблемы работы газотранспортных предприятий в современных условиях. - п. Рыздвяный. - 2010, С. 40.

17.Слюсарев, М.В. Разработка инновационного метода ультразвуковой диагностики объектов магистрального транспорта газа / М.В. Слюсарев // VI научно-техническая конференция молодых работников ООО «Газпром трансгаз Волгоград». -Волгоград. -2010. С. 15.

18. Слюсарев, М.В. Исследование параметров напряжённо-деформированного состояния объектов магистрального транспорта газа с использованием коаксиальных волн / М.В. Слюсарев // VI производственно-техническая конференция молодых учёных и специалистов «Изобретательство и рационализаторство молодых работников в вопросах транспортировки природного газа». - Уфа. -2010. С. 14.

19. Слюсарев, М.В. Исследование конструкционной надежности и работоспособности участка линейной части магистрального газоровода с трещиноподобным дефектом методами механики разрушения / М.В. Слюсарев // IX Всероссийской конференция молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности». - Тезисы докладов. - г. Москва, 2011. - С. 28.

20.Яцышен, В.В. Разработка ультразвуковой измерительной системы для диагностики зоны сплавления в слоистых материалах / Яцышен В.В., Слюсарев М.В. // Вестник Волгоградского государственного университета/ Статья. - г. Волгоград. - 2012. - С. 169.

Подписано в печать 20.04.2012. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ 112.

Издательство Волгоградского государственного университета. 400062 Волгоград, просп. Университетский, 100. E-mail: izvolgu@volsu.ru

Введение.

Глава I Анализ методов и средств диагностики состояния сложных технологических объектов.

1.1 Проблема надежности ответственных объектов.

1.1.1 Сварные соединения.

1.1.2 Болтовые соединения.

1.1.3 Деградация материала и ее роль в прочности материала.

1.2 Современное состояние средств диагностики материалов.

1.2.1 Анализ тенденций развития неразрушающих методов диагностики ответственных конструкций и объектов.

1.2.2 Классификация и анализ физических методов диагностики напряжённого состояния конструкционных материалов. Место ультразвуковых методов диагностики.

1.2.3 Экспериментальные методы исследования нелинейных явлений в стержнях.

Рост рабочих параметров различных агрегатов и сооружений ответственного назначения в атомной, тепловой и гидроэнергетике, в химической и нефтегазовой промышленности, в машиностроении, на транспорте и в строительстве выдвигает на первое место требования обеспечения высокой эксплуатационной надежности сооружаемых объектов.

Надежность сооружаемых объектов ответственного назначения, обуславливающая безопасность их эксплуатации для человека и окружающей среды, определяется тремя основными факторами:

- совершенством применяемых материалов;

- совершенством и качеством сварочно-монтажных работ;

- точностью и достоверностью контроля качества материалов и их соединений.

До последнего времени основное внимание в области контроля качества материалов, изделий и мест их соединений было обращено на выявление несплошностей - дефектов, и оценку их параметров с целью определения степени опасности для объекта, что и предопределило интенсивное развитие различных методов дефектоскопии.

В настоящее время разработчики средств дефектоскопии достигли серьезных результатов, и о дефекте мы можем знать практически все. Достоверность результатов дефектоскопии за последнее десятилетие значительно выросла. Но в вопросе оценки эксплуатационной надежности объектов повышенной опасности, достоверность остается практически на прежнем уровне. Все чаще происходят аварии в разных конструкциях и их элементах:

- в болтовых и шпилечных соединениях;

- в сварных соединениях конструкций;

- на магистральных трубопроводах.

В частности на Саяно-Шушенской ГЭС произошел срыв крышки турбины в машинном зале из-за скрытого заводского дефекта, который проявился через 30 лет. По мнению экспертов, которых цитируют РИА Новости, турбина может служить этот срок только при условии должного ухода и постоянного контроля. В ситуации повышенной вибрации гидроагрегатов надо уделять особое внимание шпилькам, которыми удерживались их крышки.

Наметившаяся в 70-х годах тенденция расширения применения разъемных соединений поставила задачу перед неразрушающим контролем: определять степень надежности болтовых и других разъемных соедине-ний[137].

Применяемые сейчас методы оценки надежности болтовых и других резьбовых соединений в большинстве являются косвенными, а значит недостаточно точными и достоверными.

Разработка и внедрение эффективных средств измерения степени натяжения резьбовых соединений, позволят повысить надежность конструкции и высвободить значительный экономический резерв.

Первые исследования по изучению остаточных напряжений, и зарождающихся в результате напряжений дефектов структуры металла, провели Родман В.И. в 1857 году и затем Умов И.А. в 1871 году. Начало систематических исследований было положено в 1887 году Калакуцким Н.В., который впервые разработал метод расчета остаточных напряжений и впервые предложил экспериментальные методы их измерения.

За последние четыре десятилетия, благодаря трудам отечественных и зарубежных ученых таких как, например, Буров В.А., Горюнов A.A., Ше-валдыкин В.Г., Сасковец A.B., Бадалян В.Г., Качанов В.К., Осетров A.B., Самокрутов A.A. созданы технические основы методологии формирования акустических изображений с высокой разрешающей способностью, расширенным динамическим диапазоном, повышенным отношением сигнал/шум. В связи с бурным развитием вычислительной, информационной и б визуализационной техники, созданы также широчайшие возможности обработки, хранения и представления данных контроля.

Значительную актуальность приобретают методы определения параметров качества биметаллических материалов, изготовленных методом сварки взрывом. Особый интерес вызывают дефекты граничной зоны биметаллического листа, т.к. сварка взрывом выполняется в полевых условиях и часто на процесс изготовления листов влияет ряд внешних факторов.

Для оперативного и эффективного контроля качества всех перечисленных выше объектов повышенной опасности необходимо создать информационно-измерительную систему (ИИС) определения параметра качества. Но в промышленности в ряде случаев невозможно вывести объект из эксплуатации и это ставит на первое место неразрушающие методы определения дефектов в конструкиях опасных производственных объектов.

Эта работа актуальна тем, что даёт возможность оценить параметры дефектов образующихся в металле объектов повышенной опасности, и проследить механизмы рассеяния ультразвукового поля на данных дефектах.

Объектами исследования являются следующие образцы:

• стержни из различных металлов, различной длины и диаметра;

• биметаллические листы, изготовленные методом сварки взрывом;

•образцы из стали 20, с искусственно созданными дефектами правильной формы.

Предметом исследования являются методы и модели контроля параметров качества, механизм рассеяния ультразвукового поля на дефектах в материале опасных производственных объектов, а также архитектура мннформационно-измерительной системы для определения дефектов в металле.

Цель работы - создание информационно-измерительной системы для неразрушающего экспресс-контроля параметров качества объектов повышенной опасности.

Поставленная цель достигается путём решения конкретных задач:

Проанализировать существующие в настоящее время методы и средства акустической диагностики опасных производственных объектов.

Разработать физико-математическую модель, позволяющую описать механизм рассения ультразвукового поля на дефектах в опасных производственных объектах.

Построить информационно-измерительную систему для ультразвуковой диагностики дефектов в металле опасных производственных объектов.

Провести количественную и качественную оценку полученных результатов ультразвуковой локации с применением методов механики разрушения.

Применяя построенную информационно-измерительную систему оценить параметры искусственно созданных дефектов, исследовать резонансные свойства металлических объектов правильной формы (металлические стержни).

Разработать методику акустической диагностики биметаллических листов с применением разработанной информационно-измерительной системы.

Провести метрологическую оценку построенной информационно-измерительной системы ультразвуковой диагностики.

Научная значимость работы заключается в подробном исследовании механизма рассеяния ультразвукового поля на дефектах в металле опасных производственных объектов, что позволяет своевременно выявлять дефекты структуры металла, а также по параметрам ультразвуковой волны определять фактическое состояние металла стржня, без применения методов механики разрушения.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Метод расчёта отражённого сигнала основанный на использовании характеристических матриц для цели диагностики слоистых структур (биметаллических листов, изготовленных методом сварки взрывом).

2. Методика оценки параметров качества биметаллических листов, изготовленных сваркой взрывом.

3. Метод диагностики металлических стержней, входящих в состав объектов повышенной опасности на основе анализа параметров нормальных волн.

Практическая значимость исследования заключается в применении разработанной информационно-измерительной системы для акустической диагностики объектов повышенной опасности в процессе производства биметаллических листов.

Достоверность результатов работы подтверждается корректным применением основных теоретических положений, согласованностью отдельных полученных результатов с результатами других авторов, а так же результатами физических экспериментов, опытной эксплуатации и испытаний на объекте.

Соответствие паспорту специальности.

Указанная область исследования соответствует паспорту специальности 05.11.16 «Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)», а именно пункту 2 - "Новые методы и технические средства контроля и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем" и пункту 5 - "Методы анализа технического состояния, диагностики и идентификации информационно-измерительных и управляющих систем".

Апробация материалов исследований. Основные результаты диссертационных исследований обсуждались на XI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (г. Волгоград, 2007 г.); III Российской научно-технической конференции "Разрушение, кон9 троль и диагностика материалов и конструкций" (г. Екатеринбург, 2007 г.); VI Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (г. Казань, 2007 г.); IV Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций» (г. Екатеринбург, Май 2009 г.); VIII международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (г. Санкт-Петербург, 2009 г.); VIII Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности» (г. Москва, 2009 г.); Международной научной конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (г. Волгоград,

2009 г.); VIII конференции молодых работников «Газпром трансгаз Ставрополь» Актуальные проблемы работы газотранспортных предприятий в современных условиях (п. Рыздвяный, 2010 г.); VI научно-технической конференции молодых работников ООО «Газпром трансгаз Волгоград» (г. Волгоград, 2010 г.); VI производственно-технической конференции молодых учёных и специалистов «Изобретательство и рационализаторство молодых работников в вопросах транспортировки природного газа», (г. Уфа,

2010 г.), IX Всероссийской конференция молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности» (г. Москва,

2011 г.)

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 20 работ, из них 3 статьи в издании перечня ВАК Минобрнауки РФ.

Личное участие автора в полученных результатах. В работах [1,2,3,4,6,8,9,12,15,20], опубликованных в соавторстве лично соискателю принадлежит: разработка информационно-измерительной системы ультразвуковой диагностики объектов повышенной опасности; построение математической модели рассеяния ультразвуковой диагностики дефектов; проведение экспериментов по рассеянию ультразвукового поля на дефектах в металле с использованием построенной информационно-измерительной системы.

Основные научные результаты и рекомендации, содержащиеся в диссертационной работе и публикациях, получены автором самостоятельно и под руководством научного руководителя.

Структура диссертационной работы. Объем диссертации — 133 страницы. Работа состоит из введения, 5-и глав, заключения, практической значимости, выводов, списка использованной литературы в количестве 123 наименования. Иллюстративный материал представлен 10-ю таблицами, 41-им рисунком.

Основные выводы по главе V

Установлено, что появление различных типов нормальных волн кор-релируется со стадиями нагружения стержня.

Разработан метод диагностики металлических стержней, входящих в состав объектов повышенной опасности, на основе анализа параметров нормальных волн.

Предложена методика измерения внутренних напряжений с использованием нормальных волн.

Проведённые исследования микроструктуры позволяют сделать вывод о том, что очаги активной деформации связаны с развитием микротрещин в прилежащих хрупких участках. Зарождение этих трещин происходит задолго до разрушения всего материала. Пластичный слой обусловливает торможение свободного продвижения микроповреждений.

Нами разработана методика оценки параметров качества биметаллических листов, изготовленных сваркой взрывом, с использованием построенной ИИС. Настоящая методика прошла апробацию на ООО «Волго-Биметалл» и успешно используется при контроле листов, изготовленных методом сварки взрывом.

Заключение

На основе метода регуляризации Тихонова для дефекта правильной формы в металлическом объекте разработана математическая модель ультразвуковой диагностики. Для построенной модели найдены оптимальные параметры регуляризации обеспечивающие наименьшую погрешность при восстановлении параметров дефекта.

Для цели диагностики слоистых структур (биметаллических листов, изготовленных методом сварки взрывом) разработан оригинальный метод рассчёта отражённого сигнала основанный на использовании характеристических матриц. С помощью данного метода установлены оптимальные условия фиксации дефекта типа «отслой» на частотах 1,8, 2,5 и 5,0 МГц.

На основании построенной теоритической модели рассеяния ультразвукового поля на дефекте создана ИИС обладающая оптимальными параметрами для характерных дефектов в металле объектов повышенной опасности.

Разработана оригинальная методика оценки параметров качества биметаллических листов, изготовленных сваркой взрывом.

Разработан метод диагностики металлических стержней, входящих в состав объектов повышенной опасности на основе анализа параметров нормальных волн.

Установлено, что появление различных типов нормальных волн кор-релируется со стадиями нагружения стержня.

Показано, что погрешности измерения параметров дефекта с помощью созданной ИИС определяются следующими факторами: шероховатость поверхности ОК, реверберационной характеристикой ПЭП и стабильностью контакта ПЭП. При этом относительная погрешность измерения составляет 0,025%.

1. Список использованных источников

2. Алексеев, В. Е. Вычислительная техника и программирование. Практикум по программированию: практ. пособие / В. Е. Алексеев, Вау-лин А. С., Г. Б. Петрова М.: Высш. шк., 1991. - 400 с.

3. Алешин, Н. П. Методы акустического контроля металлов/ Н. П.Алешин , В. Е. Белый , А. X. Вопилкин ; под ред. Н. П. Алеши-наю- М.: Машиностроение, 1989, 456 с.

4. Алешин, Н. П. Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия изделий./ Н. П. Алешин, В. Г Щербинский .- М.: Высшая школа, 1991 г., 280 с.

5. Атамалян, Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин./ Э.Г. Атамалян,—М.: Дрофа, 2005. — 415 с.

6. Ахтимиров Н.Д., Контроль напряженного состояния всплывших участков газопровода "Ухта-Торжок"/ Н.Д. Ахтимиров // Строительство трубопроводов,- 1994 г.- № 8.

7. Ачеркан, Н.С. Справочник машиностроителя в 6 т. т. 3.,/ Н.С. Ачер-кан.-М: МАШГИЗ, 1962 г.

8. Базулин, Е.Г. Получение изображения рассеивателей с продольным сверхразрешением по многочастотным цифровым акустическим голограммам при построении АН-модели спектров эхосигналов/ Е.Г. Базулин // Акустический журнал, 1993. Т. 39. - Вып. 2. - С. 213-222.

9. Байдедаев, А. К определению времени акустической релаксации/ А. Байдедаев// Акустический журнал,- 1971 г.-№1.-С. 146-149.

10. Байдедаев, А. К теории поглощения и скорости звука/ А. Байдедаев//Акустический журнал.- 1971 г.-№1.-С. 144-146.

11. Баранов, В.М. Определение констант упругости образцов, имеющихформу диска/ В.М. Баранов// Заводская лаборатория,- 1972.-№ 9.

12. Баранов, В.М. Физико-механические свойства металлов. Ультразвуковой спектроскопический метод комплексного исследования материалов новой техники/ В.М. Баранов,- М: Академия, 1976 г.- С. 51-58

13. Бахвалов, Н. С. Нелинейная теория звуковых пучков/ Н. С. Бахвалов, Я. М. Жилейкин, Е. А. Заболотская М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982 г . -176 с

14. Бернер, Р. Пластическая деформация монокристаллов/ Р. Бернер, Г.Кронмюллер.- М: Мир, 1969 г. 272 с.

15. Бобренко, В.М. Акустическая тензометрия/ В.М. Бобренко// Дефектоскопия,- 1980,- № 2.

16. Бобренко, В.М. Контроль усилий затяжки резьбовых соединений/ В.М Бобренко//Дефектоскопия,- № 5,- 1985 г.

17. Бобренко, В.М. Ультразвуковой метод измерения напряжений в деталях резьбовых соединений/ В.М Бобренко // Дефектоскопия.-№ 1.1974 г.

18. Ботаки, A.A. Ультразвуковой контроль прочностных свойств конструкционных материалов/ A.A. Ботаки, B.JI. Ульянов, A.B. Шарко.- М: Машиностроение, 1983 г. 79 с.

19. Бреховских, JI. М. Акустика слоистых сред/ Л. М Бреховских, О. А. Годин. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит, 1989Г. - 416 с.

20. Бриджмен, П.У. Исследования больших пластических деформаций и разрыва: Влияние высокого гидростатического давления на механические свойства материалов./ П.У. Бриджмен, пер. с англ.- 2-е изд . М: Академия , 2010. - 448 с.

21. Булычев, А.П. Аналоговые интегральные схемы/ А.П Булычев., В.И. Галкин, В.А. Прохоренко. Минск: Беларусь, 1994 г. - 277с.

22. Бутыркин, П.А. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе1.b VIEW / под ред. П.А. Бутыркина. — М.: ДМК-Пресс, 2005 г. — 264 с.

23. Вайншток, С. М Трубопроводный транспорт нефти. / С. М . Вайншток, В. В. Новосёлов, А. Д.Прохоров и др.: Под ред. С. М. Вайншто-ка:- М.: ООО "Недра Бизнесцентр", 2004. - 621 с.

24. Вакара, К.Б Акустическая эмиссия и ее применение для неразрушаю-щего контроля в ядерной энергетике/ под ред. К.Б. Вакара М: Атом-издат, 1980 г. - 216 с.

25. Вентцелъ, Е. С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения/ Е. С. Вентцелъ, JI.A. Овчаров ,-М.: Высшая школа, 2007. — 491 с.

26. Верлань, А. Ф. Интегральные уравнения: методы алгоритмы программы : Справочное пособие / А. Ф. Верлань , В. С. Сизипов. Киев: Наукова думка, 1989. - 542 с.

27. Викторов, И.А. Об эффектах второго приближения при распространении волн в твердых телах/ И.А. Викторов// Акустический журнал.-1963г.- №9

28. Виноградова, М. Б. Теория волн.: учеб. пособие/ М. Б. Виноградова, О. В. Руденко , А. П. Сухоруков,- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит, 1990.-432 с.

29. Волкович, В.Д., Модели и алгоритмы оптимизации надежности сложных систем/ B.JI. Волкович, А. Ф. Волошин, В. А. Заславский и др. -Киев: Наукова Думка,1993г.-312с.

30. Волченко, В. Н. Контроль качества сварных конструкций/ В. Н. Вол-ченко.- М.: Машиностроение, 1986г.- 152 с.

31. Вопилкин, А. X. Волны дифракции и их применение./ А. X. Вопилкин //Дефектоскопия,- №1, 2,- 1985 г.

32. Вопилкин, А.Х. Спектральный ультразвуковой метод определения характера дефектов/ А.Х. Вопилкин, И.Н. Ермолов,- М: Машиностроение, 1979 г.

33. Гетьман, А.Ф. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления/ А.Ф. Гетьман, Ю.Н. Козин. -М.: Энергоатомиздат, 1997г. 288с.

34. Глаговский, Б.А. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении/ Б.А. Глаговский, И.Б. Московенко.-Л.: Машино-стороение,ленингр. отд., 1977г.-192с.

35. Гликман, Л.А. Коррозионно-механическая прочность металлов/ Л.А . Гликман,- М: Машгиз, 1955 г.

36. Гликман, Л.А. Методы определения остаточных напряжений/ Л.А. Гликман// Труды Ленинградского инженерно-экономического института, изд-во Ленинградского университетаю-№ 30: Ленинград. -1960 г.

37. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы/ И. С. Гоно-ровскийю- М:Советское радио.- 1977 г.

38. Горюнов, А. А. Обратные задачи рассеяния в акустике/ А. А. Горюнов, А. В. Сасковец. -М: МГУ.- 1989г.-152 с.

39. ГОСТ 14782-86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые.-утв. и введ. постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 декабря 1986 г. № 3926 ,-М: Министерство путей сообщения СССР, 1988.-21 с.

40. ГОСТ 20415-82 Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общие положения, .-утв. и введ. постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 февраля 1982 № 785.-М: Издательство стандартов, 1983,- 4с.

41. ГОСТ 26016—81. Единая система стандартов приборостроения. Интерфейсы, признаки классификации и общие требования. Введ. 1982. - М. : Стандартинформ, 1983.

42. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.-введ. Госдарственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 01.01.1975.-5 с

43. ГОСТ 9378-93. Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия,- введ,- межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 4-93 от 21 октября 1993 г.).-Минск: 1997-01-01,-4с

44. ГОСТ Р 52079-2003 Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Технические условия.-введ,- Постановлением Госстандарта России от 9 июня 2003 г. № 188-ст.-М: ГОССТАНДАРТ России, 2004-01-01.

45. Гузь А.Н. Упругие волны в телах с начальными напряжениями В 2 т. / А.Н. Гузь,- Киев: Наукова думка, 1986.-Т. 1.-376 е.; Т. 2.-536 с.

46. Гузь, А.Н. Введение в акустоупругость. / А.Н Гузь,- Киев: Изд. Наукова думка, 1977 г.

47. Гурвич, А. К. Справочные диаграммы направленности искателей ультразвуковых дефектоскопов/ А. К. Гурвич, Л. И. Кузьмина.- Киев: Техника, 1980, 102 с.

48. Гурвич, А. К. Ультразвуковой контроль сварных швов. / А. К. Гурвич, И. Н Ермолов,- Киев: Техника, 1972, 460 с.

49. Гутенмахер, Л. И. Электрические модели/ Л. И Гутенмахер.-М: Изд. АН СССР, 1949 г.

50. Гухман, А. А. Введение в теорию подобия / А. А Гухман,- М: Изд. Высшая школа, 1963 г.

51. Гуща, О.И. Акустический способ определения двухосных остаточных напряжений/ О.И. Гуща, Ф.Г. Махорт // Прикладная механика. — 1976. № Ю.-с. 32-36.

52. Ермолов, И. Н. Неразрушающий контроль. В 5 т. Т. 2. Акустические методы контроля: Практ. пособие/ И. Н. Ермолов, Н. П. Алёшин, А. И. Потапов; под ред. Сухорукова В. В. М.: Высш. шк., 1991. - 283 с.

53. Ермолов, И. Н. , Ермолов М. И. Ультразвуковой контроль: Учебник для специалистов первого и второго уровней квалификации./ И. Н. Ермолов, М. И. Ермолов,- М: ООО «НПЦ НК ЭХО+» 2003г., 209 с.

54. Ермолов, И. Н. Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии./ И. Н.Ермолов, А. X. Вопилкин, В. Г. Бадалян,- М.: ООО «НПЦ НК ЭХО+», 2000, 107 с.

55. Ермолов, И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля./ И. Н. Ермолов,- М.: Машиностроение, 1981, 240 с.

56. Есютин, Л. С. Элементы линий передачи высокочастотной энергии и антенны./ Л. С. Есютин.- М: Изд. Московского университета, 1969 г.

57. Зарембо, Л.К. Нелинейная акустика кристаллов и некоторые ее приложения/ Л. К. Зарембо., В. А. Красильников., О.Ю. Сердобольская -Горький: Изд. ИПФД980 г.-189 с.

58. Зарембо, JI. К. Введение в нелинейную акустику/ Л. К. Зарембо., В. А. Красильников,- М.: Наука,1966 г.-520с.

59. Зарембо, Л.К., О генерации гармоник при распространении УЗ продольных волн/ Л.К. Зарембо, В.В. Шкловская-Корди // Физика твердого тела,- № 12, 1979 г.

60. Зуев, Л. Б. Зависимость скорости ультразвука от действующего напряжения при пластическом течении поликристалла/ Л. Б. Зуев, Б. С . Семухин, К. И. Бушмелева. // ЖТФ, 1999,-т. 69,-вып. 12.-е., с. 100101.

61. Зуев, Л.Б. О возможности оценки прочности металлов и сплавов не-разрушающим ультразвуковым методом/ Л.Б. Зуев, Б.С. Семухин, А.Г. Лунев // Прикладная механика и техническая физика,- 2002г. № 1. - С. 202-204.

62. Известия Волгоградского государственного технического университета: межвуз. сборник науч. статей (Серия №5(65) Сварка взрывом и свойства сварных соединений)/ ВолгГТУ.-Волгоград: ИУНЛ ВолгГ-ТУ, 2010.-№4.-134 с.

63. Ильюшин, А. А. Пластичность/ А. А. Ильюшин,- М: Изд. АН СССР, 1963 г.

64. Калашников, В.И. Информационно-измерительная техника и технологии / В.И. Калашников, C.B. Нефедов, А.Б. Путилин; под ред. Г. Г. Ра-неева. — М.: Высшая школа, 2002. — 454 с.

65. Катор, А. Оценка прочности отрыва поликристаллических металлов по внутренней энергии./ А. Катор// Проблемы прочности, 1972 г., №№2, 4.6В. Качанов, Л. М. Основы теории пластичности. / Л. М. Качанов, 2-ое изд.-М:Наука, 1969 г.

66. Качанов, Л. М. Теория ползучести/ Л. М.Качанов,- М: Физматгиз, 1960 г.

67. Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела / Ч. Киттель,- М: "Наука",1978 г.-789 с.

68. Клерборо, Л. М. Упрочнение металлов/ Л. М. Клерборо, М. Е. Хар-гривс.// Успехи физики металлов, т. 5,- М:Металлургия, 1963 г.

69. Клюев, В. В. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, В. Н. Филинов и др.; под ред. В. В. Клюева.- М.: Машиностроение, 1995. 488 с.

70. Красильников, В.А. Введение в физическую акустику/ В.А. Красиль-ников, В.В. Крылов. Издательство: Наука, 1984 г.- 403 с.

71. Краснов, М. А. Интегральные уравнения. (Введение в теорию.) Л М. А. Краснов,- М:"Наука", 1975. 304 с.

72. Крауткремер, Й. Ультразвуковой контроль материалов./ Й.Крауткремер, Г.Крауткремер,под ред. В. Н. Волченко М.: Справочник: Металлургия, 1991. - 752 с.

73. Криштал, М.А. Внутреннее трение и структура металлов/ М.А. Криш-тал, С.А. Головин,- М: Металлургия, 1976 г.

74. Кузнецов, И.В. Система ультразвукового контроля и электростимули-рованного восстановления ресурса выносливости сталей при усталости/ И.В. Кузнецов // ХУ1-я Петербургская конференция УЗ ДМ 98: СПб.- Сборник докладов, 1998 г.

75. Ландау, Л. Д. Электродинамика сплошных сред/ Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц.-М.: Наука, 1982. 620 с.

76. Ландау, Л. Д.Теоретическая физика В 10 т. Т.2. Теория поля./ Л. Д.Ландау , Е. М. Лифшиц . 7-е изд., испр. - М.: Наука, 1982. -512 с.

77. Лепендин, Л. Ф. Акустика/ Л. Ф. Лепендин,- М:Высшая школа, 1978 г.

78. Лившиц, Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов/ Б.Г.Лившиц .М: Металлургия, 1980 г. 320 с.

79. Манохин, А. И. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов./ отв. ред. А. И. Манохин М.: Наука, 1986. -276 с.

80. Методы дефектоскопии сварных соединений / Под общ. Ред. Щербин-ского В. Г.-М.: Машиностроение, 1987, 334 с.

81. Методы неразрушающих испытаний/ под ред. Р. Шарпа,- М:Мир, 1972 г.-495 с.

82. Мешков, С. И. Вязкоупругие свойства металлов/ С. И Мешков.-М:Металлургия, 1974 г. 246 с.

83. Михайлов, И. Г. Основы молекулярной акустики,/ И. Г. Михайлов.-М.: Наука, 1964 г.-516 с.

84. Моделирование на ЭВМ дефектов в металлах/ отв. ред. Осипьян Ю. А,- Л.: Наука, 1990. 224 с.

85. Мороз, Л. С. О феноменологических теориях кинетических механизмов разрушения металлических материалов/ Л. С. Мороз, В. И. Лихачев, А. Е. Глотин// Проблемы прочности.- № 8, 1977 г.

86. Муравьев, В. В. Основы метрологии, неразрушающе го контроля и сертификации. Учебное пособие / В. В. Муравьев-.Новосибирск : СГАПС, 1997 г.

87. Муравьев, В. В. Скорость звука и структура сталей и сплавов,/ В. В Муравьев,- Новосибирск: Наука, Сиб. изд. фирма РАН., 1996 г.

88. Муравьев, В.В. Акустико-эмиссионная диагностика конструкций/ В.В. Муравьев. -М:"Радио и связь", 2000 г. 280 с.

89. Муравьев, В.В. Влияние внутренних напряжений на скорость ультразвука в сталях/ В.В. Муравьев, Л.Б. Зуев, З.И. Ермолаева // Актуальные проблемы прочности,- Новгород: Новгор. гос. ун-т., 1994. ч. 1. -с. 39.

90. Муравьев, В.В. Погрешности измерения при ультразвуковой структу-роскопии/ В.В. Муравьев//Дефектоскопия.- 1988.-№7.-С. 80-82.

91. Мэзон,У. Физическая акустика. / под ред. У. Мезона. Т. 1-7. М.: Мир, 1968-1970 гг.

92. Набарро, Ф. Р. Н. Пластичность чистых монокристаллов/ Ф. Р. Н. Набарро, 3. С. Базинский, Д. Т. Холт,- М:Металлургия, 1967 г.

93. Надаи, А. Пластичность и разрушение твердых тел. В 2т. т. 1./А. На-даи,- М: Иностранная литература, 1954 г.

94. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей измерений/ П.В. Новицкий, И.А. Зограф, Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985 г. 248 с.

95. Найдёнов, И.Б. Ультразвук. Маленькая энциклопедия/ Изд-во «Советская энциклопедия», 1979 г. 400 с.

96. ОСТ 26-2044-83. Швы стыковых и угловых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля.-введ. Министерство химического и нефтяного машиностроения СССР, 31.05.1983,- М: НПО ОБТ, 1983г.

97. Пат. 2146809 Российская Федерация/ Способ определения характеристик напряженно-деформированного состояния материалов деталей и конструкций/ В.Т. Власов, Б.Н. Марин, заявл. 22.06.99 г., опубл. 20.03.00 г.

98. Писаренко, Г.С. Справочник по сопротивлению материалов/ Г.С. Пи-саренко.- Киев:Наукова думка, 1975 г.

99. Поляков, В. Е. Ультразвуковой контроль качества конструкций./ В. Е .Поляков, А. И. Потапов, А. К. Сборовский,- Д.: Судостроение, 1978, 200 с.

100. Постников, B.C. Внутреннее трение в металлах/ B.C. Постников,.-М: Металлургия, 1974 г.

101. Приборы для неразрушающего контроля. В 2т. т. 1./ под ред. В.В. Клюева,- М.Машиностроение, 1986 г. 488 с.

102. Рохлин, J1.JI. Акустические свойства легких сплавов. / JI.J1. Рохлин.-М.: Наука, 1974. — 140 с.

103. Рубичев, H.A. Достоверность допускового контроля качества. \ Н.А.Рубичев, В.Д. Фрумкин— М.: Издательство стандартов, 1990. — 172 с.

104. Руденко, О.В. Нелинейная акустика в задачах и примерах./ О.В. Ру-денко, С.Н.Гурбатов, K.M. Хедберг.-М: Наука 2007 г. 176 с.

105. Самарский, A.A. Математическое моделирование./ A.A. Самарский, А.П. Михайлов.— М.: Наука, Физматлит, 1997. — 428 с.

106. Седов, JI. И. Методы подобия и размерности в механике/ J1. И Седов.-М.Наука, 1967 г.

107. Секоян, С. С. О вычислении констант упругости третьего порядка по результатам ультразвуковых измерений/ С. С. Секоян.// Акустический журнал,- т. XVI.- вып. 3, 1970 г.

108. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Оптика./ Д. В. Сивухин. М.: Наука, 1980.-752 с.

109. Скуднов, В. А. Предельные пластические деформации./ В. А. Скуд-нов,- М:Металлургия, 1989 г.

110. Скуднов, В. А. Предельные пластические деформации./ В. А. Скуднов.- М:Металлургия, 1989 г.

111. Соколов JI. Д. Энергия дефекта упаковки и факторы, влияющие на нее / Л. Д. Соколов, А. М. Шнайберг, В. А. Скуднов //Технология легких сплавов.-М:ВИЛС, 1982 г., №2.

112. Соколов, A.A. Квантовая механика./ A.A. Соколов, И. М. Тернов, В. Ч. Жуковский,-М.: Наука, 1979. 528 с.

113. Труды 1-ой межвузовской конференции по электрическому моделированию задач строительной механики, сопротивления материалов и теории упругости,- Новочеркасск: Новочеркасский политехнический институт, 1960 г.

114. Труэл, Р.Ультразвуковые методы в физике твердого тела/ Р. Труэл, Пер. с англ. М.: Мир, 1972 г. - 308 с.

115. Фридман, Я.Б. Механические свойства металлов./ Я.Б. Фридман,- М: Машиностроение, 1974 г.

116. Хариновский, В.В. Повышение прочности газопроводов в сложных условиях./ В.В. Хариновский,- Л: Недра, Ленинградское отделение, 1990 г.

117. Чернышев, Г. Н. Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах./ Г. Н. Чернышев, А. Л. Попов, В. М. Козинцев, И. И. Пономаревым.: Наука, 1996. 239 с.

118. Шендеров, Е. Л. Излучение и рассеяние звука. / Е. Л. Шендеров,-Л.Судостроение, 1989. 304 с.

119. Список публикаций соискателя

120. Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

121. Яцышен, В.В. Ультразвуковая диагностика дефектов зоны сплавления в слоистых композиционных материалах / В.В. Яцышен, М.В. Слюсарев // Физика и технические приложения волновых процессов. Самара,- 2011. - №4 (14). - С. 103-105.

122. Статьи, свидетельства, материалы конференций и учебные пособия:

123. Яцышен, В.В. Рассеяние ультразвукового поля на дефектах в биметаллических листах /В.В. Яцышен, М.В. Слюсарев // XI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской обл. тезисы докладов. - Волгоград. - 2007. - С. 176-182.

124. Слюсарев М.В. Анализ дефектов граничной зоны в двухслойной металлической структуре / Вестник Волгоградского государственного университета / Статья; г. Волгоград, 2007. С. 78.

125. Слюсарев, М.В. Исследование показателей качества биметаллических листов и изделий из них / Слюсарев М.В., Полянская О.Ф. // Вестник Волгоградского государственного университета/ Статья. г. Волгоград. - 2009. - С. 169.

126. Слюсарев, М.В. Разработка инновационного метода ультразвуковой диагностики объектов магистрального транспорта газа / М.В. Слюсарев //VI научно-техническая конференция молодых работников ООО «Газпром трансгаз Волгоград» . Волгоград. - 2010. С. 15.

127. Яцышен, В.В. Разработка ультразвуковой измерительной системы для диагностики зоны сплавления в слоистых материалах / Яцышен В.В., Слюсарев М.В. // Вестник Волгоградского государственного университета/ Статья. г. Волгоград. - 2012. - С. 169.