автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Инструментальные методы контроля герметичности при постройке корпусов судов на стапеле



На правах рукописи

Розинов Арнольд Яковлевич

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПРИ ПОСТРОЙКЕ КОРПУСОВ СУДОВ НА СТАПЕЛЕ

Специальность 05.08.04 — «Технология судостроения, судоремонта и

организация судостроительного производства»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

оозобввьи

Санкт-Петербург 2007 год

003066650

Работа выполнена на Федеральном Государственном Унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения»

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В. Ю. Лейзерман;

доктор технических наук, профессор В. Б. Чистов;

доктор технических наук, ст. научн. сотрудник Н. И. Герасимов.

Ведущая организация - ФГУП «Адмиралтейские верфи».

Защита диссертации состоится «01 » ноября 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета ДС 411.005.01 при ФГУП «ЦНИИ технологии судостроения» по адресу: 198095, Санкт-Петербург, ул. Промышленная, д. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «ЦНИИ технологии судостроения».

Автореферат разослан «_»_2007 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., профессор

В.С. Головченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При постройке корпусов судов на стапеле* контроль герметичности выполняют наливом и поливом воды, надувом и обдувом сжатого воздуха, а также смачиванием керосином. Такая традиционная технология контроля герметичности существенно трудоемка и ресурсоемка. Она соответствует уровню 60-х годов прошлого века, когда основным видом перевозимых грузов являлись нефть и топлива с проникающей способностью аналогичной проникающей способности забортной воды. Качество контроля при использовании традиционной технологии оценивают субъективно визуальным определением потеков жидкости или воздушных пузырьков.

К настоящему времени характер перевозимых грузов изменился из-за появления легких сортов топлива и широкой номенклатуры химических грузов с высокой проникающей способностью. Ужесточились экологические требования охраны окружающей среды. Это требует разработки и применения новых методов выявления сквозных микронеплотностей, обеспечивающих повышение чувствительности контроля, снижение его трудоемкости и ресурсоемкости. С этой целью в смежных отраслях промышленности и за рубежом, начали использовать инструментальные методы, основанные на газоанализе, физике образования акустического поля и вакуум-но-пузырьковом эффекте. Практика показала, что путем переноса имеющегося опыта использования инструментальных методов и средств их выполнения устранить недостатки традиционных способов оценки герметичности не удается. Для решения проблемы необходимы теоретические и экспериментальные исследования, учитывающие специфику судостроения и соответствующих ей физических закономерностей применения инструментального контроля герметичности.

Цель исследования. Целью исследований диссертационной работы является снижение ресурсоемкости и трудозатрат, а также повышение чувствительности и экономической эффективности контроля герметичности при постройке корпусов судов на стапеле.

* Здесь и в дальнейшем под словом «стапель» понимают все типы построечных сооружений, включая эллинги, доки, горизонтальные и наклонные стапели, предста-пельные площадки и т.п.

Задачи исследований. Для обеспечения указанной цели решались следующие научные и практические задачи, включающие:

-исследование физических особенностей проникающей способности эксплуатационных и испытательных сред, а также жидких грузов через подлежащие выявлению сквозные микронеплотности;

— исследование взаимосвязи параметров процесса инструментального контроля герметичности с применением различных испытательных сред

— разработка инструментальных методов контроля герметичности и исследование их чувствительности;

— исследование технически-возможной области применения инструментальных методов контроля герметичности;

— исследование конструктивно-технологических требований создания средств инструментального контроля герметичности;

-анализ результатов внедрения методов и средств инструментального контроля герметичности;

— определение технико-экономической эффективности результатов выполненных разработок.

Методы исследований. Основой исследований настоящей диссертации являются законы механики жидкостей и газов, положения коллоидной химии, физика распространения звука и образования акустических полей, теория деформирования гибких пластин и оболочек, а также колебаний упругих систем.

Новые научные результаты.

1. Предложены аналитические выражения и графики для определения параметров сквозных микронеплотностей соответствующих проникающей способности жидких топлив и химических грузов с различным поверхностным натяжением и динамической вязкостью.

2. Разработаны физические модели инструментального акустического контроля герметичности для выявления сквозных микронеплотностей по наличию акустического поля образующегося: при турбулентном истечении испытательной воздушной среды вихрями, возникающими при смешивании струи этой

среды с окружающим воздухом, при ламинарном истечении - колебаниями воздушных пузырьков используемых жидкостных индикаторов, при звукоиз-лучении - отражением звука, колебаниями контролируемых конструкций, наличием интерференции и дифракции.

3. Установлено, что выявляемость сквозных микронеплотностей в процессе проведения инструментального акустического контроля герметичности обеспечивается следующими параметрами: при турбулентной струе - мощностью и диаграммой направленности генерируемого акустического поля, при ламинарном потоке - резонансной частотой колебаний образовавшихся воздушных пузырьков и амплитудой возникающих при этом импульсов акустического давления, при зву-коизлучении - соотношениями импеданса на входе и выходе каналов микроне-плотносгей в диапазоне частот, отличных от частоты собственных колебаний судовых конструкций.

4. Определено, что взаимосвязь геометрически* параметров выявляемых сквозных микронеплотностей и спектральных параметров акустических полей, образующихся в местах расположения этих микронеплотностей, не однозначна и выражается: при турбулентном истечении воздушной среды — взаимозависимостью относительной длины каналов микронеплотностей, скорости потока этой среды и скорости распространения в ней звука; при ламинарном истечении -взаимозависимостью площадей сечения каналов микронеплотностей, скорости изменения формы и объема воздушных пузырьков, частоты возникающих звуковых колебаний; при звукоизлучении - взаимозависимостью формы сечения микронеплотностей и импедансом распространения звука в каналах микронеплотностей.

5. Разработаны физические модели инструментального газоаналитического контроля герметичности с применением смеси воздуха и органических газообразных сред взамен гелия и фреона, а также вакуумно-пузырысового контроля герметичности с использованием различных жидкостных индикаторов, образующих в местах расположения сквозных микронеплотностей воздушные пузырьки с гибкой или быстро затвердевающей оболочкой.

6. Доказано, что соответственно особенностям сварных (неразъемных) соединений и сопряжению элементов разъемных соединений существенно изменяется геометрия образующихся сквозных микронеплотностей, параметры которых отличаются на порядок, что в сочетании с конструктивно-технологическими различиями указанных соединений ведет к необходимости использования комплекса (акустического, газоаналитического и вакуумно-пузырькового) инструментальных методов контроля герметичности.

7. Разработаны аналитические выражения для расчетного определения порогов чувствительности акустического и газоаналитического инструментальных методов контроля герметичности, на основе этих выражений и по экспериментальным данным построены графики изменения порогов чувствительности инструментального акустического, газоаналитического и вакуумно-пузырькового методов контроля герметичности.

8. Предложены график и таблица, позволяющие на основе равенства параметров выявляемых сквозных микронеплотностей, определить технически возможные области применения инструментальных методов контроля герметичности, обеспечивающие замену и исключение малоэффективной технологии контроля герметичности традиционными методами.

9. Разработана система технико-экономических показателей, на основе которой установлены соотношения продолжительности и трудозатрат традиционных и инструментальных методов контроля герметичности, подтверждающие эффективность замены методов традиционного контроля герметичности акустическим, газоаналитическим и вакуумно-пузырьковым методами инструментального контроля герметичности.

Новизна результатов заключается в том, что:

— впервые разработаны методика и научное обоснование расчета параметров процесса инструментального контроля герметичности, на основе которых предложены алгоритмические модели, формулизующие взаимосвязь и взаимное влияние спектральных параметров звукового давления и геометрических характеристик выявляемых сквозных микронеплотностей;

— впервые научно обоснован методический подход к решению задачи повышения чувствительности инструментального выявления сквозных микронеплотностей, заключающийся в непрерывном экспресс-анализе акустических сигналов, генерируемых истечением воздушной струи или колебаниями воздушных пузырьков, а также сопоставлении этих сигналов с данными мониторинга фона внешних помех в широком диапазоне частот, для чего разработана программа выполнения этих процедур на ПЭВМ.

Практическая ценность. Новые научные результаты позволили решить следующие актуальные практические задачи:

— разработать табулированные данные показателей проникающей способности различных жидких грузов для определения параметров подлежащих выявлению сквозных микронеплотностей;

—разработать методики аналитического определения спектральных показателей акустических полей, генерируемых истечением сжатого воздуха, применением жидкостных индикаторов или звукоизлучением, необходимых для создания средств инструментального контроля герметичности;

— предложить новую технологию инструментального газоаналитического метода контроля герметичности, основанную на применении органических испытательных сред, заменяющих дорогостоящий гелий и экологически вредный фреон;

— повысить применимость инструментального вакуумно-пузырькового метода контроля герметичности для выявления сквозных микронеплотаостей в конструкциях, где невозможно, по причине недостаточной прочности, применять гидростатическое давление наливаемой воды или пневматическое давление сжатого воздуха;

— разработать конструктивно-технологические требования для создания средств инструментального контроля герметичности обеспечивающих выявление сквозных микронеплотностей на физических принципах фиксации акустического поля, анализа накопления газовоздушной смеси и проявления пузырькового эффекта;

— определить необходимую номенклатуру средств инструментального контроля и создать головные образцы акустических и газоаналитических течеискатеяей, а также вакуумных камер;

-разработать и внедрить технологию осуществления инструментального контроля герметичности неразъемных и разъемных соединений, а также соединений насыщения корпусных конструкций;

-разработать и выпустить комплект отраслевых документов, согласованных Морским Регистром судоходства России и включающих:

ОСТ5.9914-92 «Корпуса стальных надводных судов. Типовые технологические процессы изготовления корпусов судов на стапеле»;

ОСТ5Р.1180-93 «Суда. Методы и нормы испытаний на непроницаемость и герметичность»;

РД5.ГКЛИ.0105-118-92 «Конструкции корпусные и системы трубопроводов. Акустический метод испытаний на непроницаемость»;

РД5ЛСЛИ.0105-125-94 «Конструкции корпусные судовые. Контроль непроницаемости и герметичности акустическим и газоаналитическим методом»;

РД5Р.ГКЛИ.3220-007-97 «Соединения сварные корпусных конструкций. Испытания на герметичность с применением вакуумных камер»;

- внедрить методы и средства инструментального контроля на ГП «Адмиралтейские верфи», АО «Северная верфь», ОАО «Балтийский судостроительный завод», ПО «Ижорские заводы»», Невском ССЗ и ОАО «ЛИАЗ».

Апробация работы. Новые научные и практические результаты, выводы и рекомендации, полученные в диссертации, докладывались и одобрены:

- на конференции «Моринтех-2003», 2003 г.;

-на научно-технической конференции, посвященной 300-летию ФГУП «Адмиралтейские верфи», 2004 г.;

— на юбилейной научно-технической конференции, посвященной 75-летию Санкт-Петербургского Государственного Морского технического Университета и 40-летию «СЕВМАШВТУЗА», 2005 г.

Исследования и результаты практического внедрения отмечены:

— двумя медалями ВДНХ;

— Дипломом IV международной выставки-конгресса «Высокие технологи, инновации и инвестиции», за разработку «Акустический метод контроля герметичности сооружений», в 2000 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 печатных работ, при этом основное содержание диссертации представлено в 29 статьях, указанных в настоящем реферате.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, перечня использованной литературы и актов внедрения. Она содержит 333 страницы, в т.ч. 74 рисунка и 22 таблицы, перечень литературы на 21 страницах из 262 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Анализ существующих разработок инструментальных методов контроля герметичности

За рубежом и в смежных отраслях промышленности при изготовлении металлоконструкций, применяют течеискатели, предназначенные для осуществления галоидного, масс-спектрометрического, газоаналитического (катарометрического) и акустического выявления сквозных микронеплотностей. Невозможность использования экологически вредного фреона или дорогостоящего гелия, не позволяет применять галоидные, масс-спектрометрические и катарометрические течеискатели при постройке корпусов судов на стапеле. Наиболее приемлемыми оказываются средства акустического инструментального метода контроля герметичности, который характеризуется экологической чистотой, улучшением условий труда и существенным снижением затрат на применение природных ресурсов.

Эффективное использование акустического метода контроля герметичности требует изучения физики генерации акустических полей и влияния на них фона внешних помех. Отдельные результаты решения этой проблемы изложены в публикациях Мунина А.Г., Лямшева JIM., Клюева BJB., Непомнящего Е.А., Гутина ЛЛ, Юдина ЕЛ. и др., но они относятся к генерации акустического поля истечением струи сжатого воздуха из сопел значительного размера, вентиляторных установок и т.п. Практический интерес представляют разработки акустических течеи-скателей, выполненные Анпининым Е.Д., Славковым В.Д., Бачеговым В.Н. и др. Из описания этих течеискателей видно, что их разработки выполнены на основе практических решений отдельных не взаимосвязанных задач, поэтому существующие средства акустического контроля герметичности имеют ограниченную область применения и подвержены влиянию внешних помех.

В публикациях Соколова В.Ф., Паллера А.М., Рогаля В.Ф., Ланиса В .А., Левиной Л.Е., Запунного А.И., Фельдмана Л.С. и Дешмана С. представлены результаты аналитических и экспериментальных разработок, в составе которых содержится методика проведения контроля герметичности газоаналитическими метода-

ми. Однако в них отсутствуют научные обоснования, необходимые для создания эффективных в применении средств газоаналитического инструментального контроля герметичности и оценки рациональной области использования этих средств.

В результате уровень указанных выше разработок не позволяет выбирать наилучшую физику проведения инструментального контроля и осуществлять эффективное применение средств его выполнения при постройке корпусов судов на стапеле.

2. Исследование проникающей способности эксплуатационных, испытательных сред и жидких грузов, определение видов и параметров подлежащих выявлению сквозных микронеплотностей

Исследования проникающей способности эксплуатационных сред и жидких грузов выполнены с учетом физических характеристик воды, дизельных и бытовых топлив, а также химических грузов. При этом в качестве основного показателя, определяющего параметры выявляемых сквозных микронеплотностей, принят поток рассматриваемой среды, проходящей в единицу времени из пространства, находящегося под воздействием атмосферного давления, в другое — разреженное до давления пренебрежимо малого по сравнению с атмосферным. В результате параметры объектов инструментального контроля (сквозные микронеплотности) выражены

в единицах м Па, значения которых определены на основе формулы Пуазейля, с

в-^«*-*) о)

преобразованной в расчетное выражение вида:

где: В — параметр сквозной микронеплотности, м ;

с

Р| и Рг — давления на концах каналов сквозных микронеплотностей, Па; 7)в - коэффициент динамической вязкости воздуха, Па-с, т) — коэффициент динамической вязкости рассматриваемой жидкой среды, Ла-с;

РА - величина атмосферного давления, Па, £ - длина канала сквозных микронеплотностей, м.

По выражению (2) рассчитаны показатели проникающей способности жидких сред, по которым построены графики, представленные на рис. 1 и 2.

Для возможности определения параметров, характеризующих проникающую способность газообразных и акустических сред выполнены исследования видов и состава подлежащих выявлению сквозных микронеплотностей. Основой таких исследований явились результаты проведенного расчетного определения напряженного состояния сварного шва и зоны сплавления. Это позволило, с учетом данных полученных АЛ. Трущенко, определить состав реальных сквозных микронеплотностей, в числе которых больного часть (88 %) составляют поры. На долю непрова-ров приходится не более 10%, остальная часть - шлаковые включения.

Рис. 1 —Проникающая способность морской воды, дизельных и печных бытовых топлив (соответственно их вязкости т]) 1 - морская вода; 2 - дизельное (г)=0,0026 Па с) и печное бытовое (т| = 0,0025 Па с) топлива; 3 - дизельное топлива (ц = 0,0052 Па с); 4 - д изельное топлива (ц=0,0015 Па с); 5 - дизельное топлива (т] = 0,0042 Па-с); 6 - дизельное топлива (ц = 0,0033 Па с);

7 - печное бытовое топливо (ц = 0,003 Па-с);

8 - печное бытовое топливо (ц — 0,003 Па с)

Р.МПа

Рис. 2 - Проникающая способность химических грузов и морской воды 1 - морская вода; 2 - этилендиамин моноэтиловый спирт, цюслогексан-3 - Н-амиловый ацетат, додексан; 4 - амиловый ацетат, 5 - диэтилбензол-6 — этилбензол, 7 - гептан; 8 — гексан, 9—ацетон, Н-пентан; 10-пентан, толуол-11 - ксилол; 12 - изобутиловый спирт; 13 - Н-бутиловый спирт, 14 - метиловый ацетат; 15 - метиловый спирт

Возможность турбулентного или ламинарного истечения по указанным сквозным микронеплотностям газообразных испытательных сред позволило использовать в качестве оценочных параметров проникающей способности газообразных испытательных сред величины коэффициента трения длины € и диаметра а каналов сквозных микронеплотностей, а их взаимосвязь характеризовать безразмерной величиной х. определяемой выражением-

*шТв

(3)

Это явилось основанием характеризовать процесс прохождения газообразных испытательных сред через выявляемые сквозные микронеплотности, коэффициентом скорости Я, определяемым величиной П0, зависящей от соотношения давлений потока движущейся испытательной среды на входе Рн в канал

р

и на выходе из него Рк, те П„- . Для оценки изменения величины Л соответ-

"к

ственно значениям П0 и % > использовать график представленный на рис. 3.

Рис. 3 — График изменений функции Я

При исследованиях акустического воздействия учтено, что процесс распространения акустических колебаний сопровождается их отражением от поверхности контролируемых судовых конструкций и сопротивлением проникновению через каналы сквозных микронеплотностей. С учетом указанного, а также с учетом наличия подавляющей части сквозных микронеплотностей в виде пор с изменяющимся по их длине поперечным сечением, рассмотрена схема начального этапа вхождения акустической испытательной среды в канал сквозной микронеплотности, представленная на рис. 4.

Для решения поставленной задачи согласно представленной схеме определен состав характеризующих ее показателей, затем на основе обобщения и анализа данных о физических особенностях проникающей способности акустических колебаний через каналы сквозных микронеплотностей определены аналитические выражения этих показателей. При этом с учетом физики падения и отражения звуковых волн по законам падения и отражения света взаимосвязь параметров акустических давлений

Рис. 4 - Схема входа акустической испытательной среды в канал сквозной микронеплотности

Рпад И Pomp, а также скорости колебательных смещений и %отр представлена

Р Р

соотношениями вида 4тд Cos в и %отр =-^-Cos9, где р - плотность среды

р с * р с

распространения звуковых колебаний, — и С - скорость распространения

этих колебаний в рассматриваемой среде, —.

с

При указанных соотношениях величина импеданса (акустического сопротивления) в зоне рассматриваемой сквозной микронеплотности принята соответст-Р +Р

вующей выражению —Согласно этому коэффициент проникающей

способности акустических колебаний выражен в виде:

, (ZCose-p-c^ » [zCose+p-c, •

(4)

3. Исследование взаимосвязи параметров процесса инструментального контроля герметичности с применением различных испытательных сред

В составе этих исследований рассмотрены способы инструментального контроля, обеспечивающие возможность его осуществления:

- с использованием сжатого воздуха;

- применением жидкостных индикаторов;

- звукоизлучением в воздушной среде.

При использовании сжатого воздуха эффект звуковых волн, генерируемых турбулентным потоком воздушной струи определен на основе волнового уравнения Лайтхилла:

д2У с2д2г_ 8% ,5>

где: Ти = у • Ц-Ц + (Р„ - РЗЛ) + (Р-С02 • у) - 5Л - тензор Лайтхилла, представляющий разность напряжений в потоке воздушной струи и напряжений в окружающей покоящейся среде, а также учитывающий величину скорости звука С0 в этой среде. Интегрированием указанного уравнения по объему всех участков потока с использованием перемещающейся системы координат определен показатель интенсивности уровня шума струи сжатого воздуха:

-Г-(Г-г,(6)

где: I - интенсивность, , с м

у — плотность окружающего струю пространства, —,

м3

кг

у0 — плотность истекающего сжатого воздуха, —,

м3 м

С0 - скорость звука в окружающем пространстве, —

с

По данным расчета изменений интенсивности шума и соответствующих чисел Маха, представлен график зависимости характеристик диаграммы направленности суммарного шума турбулентных струй вх и Ф (рис. 5). С учетом этого и показателей проникающей способности газообразных испытательных сред, представленных в разделе 2, предложена модель взаимосвязи параметров звукового давления, геометрии сквозных микронеплотностей и расчетных показателей струи истекающего сжатого воздуха (рис. 6). Анализ состава показателей предложенной модели позволил установить, что уровень акустического давления, создаваемого струей сжатого воздуха, определяется, главным образом, скоростью истечения этой струи.

40^9,36

Рис. 5 - Характеристики направленности суммарного шума турбулентных струй с учетом числа Маха (М)

Это подтверждено замерами акустического давления, генерируемого истечением сжатого воздуха через микронеплотности с различными геометрическими параметрами, осуществленными в производственных условиях с помощью переносного анализатора звука и вибрации. Данные замеров группировали соответственно разрядам исследуемых микронеплотностей, по признакам значительных, средних и малых размеров. При этом учитывали скорость истечения сжатого воздуха через исследуемые микронеплотности, которые классифицировали расчетным числом Маха (рис. 7). Это показало, что процесс истечения сжатого воздуха через выявляемые сквозные микронеплотности характеризуется колебанием уровня акустического давления в широком диапазоне частот от 1 до 100 кГц. В этом же диапазоне частот изменяется звуковое давление внешнего фона (рис. 8).

Экспериментальные исследования, проведенные на образцах сквозных микронеплотностей различной формы и размеров, позволили построить графики изменения звукового давления спектров акустических полей, генерируемых истечением струи сжатого воздуха (рис. 9). Эти графики подтвердили, что снижение избыточного давления сжатого воздуха и уменьшение каналов сквозных микронеплотностей приводит к уменьшению генерируемых звуковых сигналов,

св

Рис. 6 - Модель взаимосвязи параметров звукового давления, геометрических параметров сквозных микронеплотностей и расчетных показателей струи истекающего воздуха

Уроммц дБ

Частоте, кГц

Рис. 7—Результаты замеров спектров акустического давления звуковых сигналов на различных частотах в местах расположения сквозных микронеплотностей

1 - микронеплотности значительных диаметров (М>0,5)

2 - микронеплотности средних диаметров (М»0,5)

3 - микронеплотности малых диаметров (М<0,5)

^Уромнк, Д6

80 70 60 50 40 30 20

1 1,23 1,4 2 4 5 43 в 10 12 М 20 2531,540 50 ¿3 80 100

Частота, кГц

Рис. 8 - Результаты измерений спектров звукового давления и частот производственного фона внешних помех

1 - фон при утечке сжатого воздуха;

2 - уровень фона генерируемого общим

производственным шумом

что объясняется переходом турбулентного истечения воздушной струи к ламинарному. Согласно опубликованному мнению Рогаля В.Ф. достичь сохранения необходимого уровня звукового давления в этом случае возможно путем применения жидкостных индикаторов, обеспечивающих образование воздушных пузырьков в местах выявления сквозных микронеплотностей. С учетом указанного

Рис. 9 - Графики изменения звукового давления спектров акустических полей, генерируемых истечением струи сжатого воздуха с различным избыточным давлением

разработана гипотеза, по которой основной причиной возрастания звукового давления является момент отрыва воздушных пузырьков от каналов сквозных микронеплотностей. При этом происходит замыкание плёнки используемого жидкостного индикатора, что ведет к образованию замкнутой сферы пузырьков радиусом Я, внутри которой величина избыточного давления соответствует предложенному выражению:

ДРП =Р, -Р0 = 1,5ап3/4 -уж* в,Па (7)

где: Р1 - давление воздуха внутри сферического пузырька, Па; Р0 - внешнее давление окружающего пространства, Па, а„ - коэффициент поверхностного натяжения используемого жидкостного

индикатора, — м

г - радиус канала сквозной микронеплотности, м;

уж - плотность жидкостного индикатора, —;

м3

% - ускорение свободного падения, м/с2.

Наряду с этим создается силовое возмущение, которым обеспечиваются изначальный и последующие импульсы, превращающие оторвавшиеся воздушные пузырьки в резонансную акустическую систему, обладающую способностью к продолжительному процессу генерации акустических колебаний с частой /о, определяемой формулой Миннаэрта С учетом изложенного предложена модель взаимосвязи параметров звукового давления, размеров сквозных микронеплотностей и диапазона частот звукоизлучения (рис. 10).

Выполненными экспериментами подтверждено, что применение жидкостных индикаторов существенно стабилизирует параметры акустических полей, генерируемых струей сжатого воздуха, истекающего через каналы сквозных микронеплотностей (рис. 11).

В процессе проведения исследований возможности осуществления инструментального контроля герметичности звукоизлучением, предложена методика расчета собственных колебаний судокорпусных конструкций Методика разработана на основе моделирования судокорпусных конструкций в виде перекрытий с системой поперечных и продольных балок подкрепляющего набора В качестве исходного использовано уравнение Ю.А. Шиманского, определяющего изгиб каждой из поперечных балок под действием нагрузки интенсивностью

где: Е - модуль упругости материала при растяжении (сжатии), Па;

са — прогибы поперечной балки в местах сочленил с балками продольного направления, м;

(8)

10 — момент инерции сечения поперечной балки, м4;

Шо — погонная масса поперечной балки, —,

м

I — время достижения рассматриваемого прогиба балок, с.

Радиус канала Частота

микронеплотности звукоизлучения

г /

Радиус сферы воздушных пузырьков

Показатель амплитудногс р _ Уо/о "~ъ7 УЧ----■- значения акусп Го+4ж2/0АУ02 веского давления 1/2

1

Амплитуды одиночных акустических импульсов

2

(М1 Ш

2я£ч

(|Г-

1 + 8^

Акустическое воздействие воздушных пузырьков

Т

Величина звукового давления, генерируемого воздушными пузырьками

Ргт

Ро

Рис. 10 — Модель взаимосвязи параметров звукового давления, геометрических параметров сквозных микронеплотностей и диапазона частоты образующегося звукоизлучения

Уровень, дБ

0,3 0,33 0,4 Давление, МПа

Рис. 11 - Результаты измерения звукового давления при истечении воздуха и наличия слоя жидкостного индикатора, нанесенного на сквозные микронеплотности с различными характеристиками натекания

1 -6,510-6м3Па/с, 2-2,6-10-5м3Па/с; 3- ЫО^Па/с; 4-2,6 10"4 м3Па/с; 5 - 6,5 1(Им3Па/с; 6-2,6 10"4 м3Па/с; 7 -13010"4 м3Па/с

Путем интегрирования уравнения (8) с учетом возможной формы свободных колебаний балок главного направления и перекрестных связей, условно лежащих в местах их пересечения на упругих опорах с заданной жесткостью, а также введением характеристик колебаний рассматриваемой системы во времени и изменений длины балок получена формула определения частот собственных колебаний*

fi-

ат„ +вт

(9)

где: а не - расстояние между поперечными и продольными балками, м, L и t - длина и ширина перекрытия, м;

Ос - характеристика изменения колебаний перекрытия во времени; ц —характеристика изменений длины балок в процессе колебаний. Оценка воздействия звукоизлучения выполнена импедансным методом. При этом импеданс акустического воздействия на выходе из канала сквозной

микронеплотности представлен в виде Ъвх = t где А = CosKBS, В = ху„.

CaSinKBS, С = ' Sin KBS, D = CosK¿S В этих выражениях KB=j$- представляет

волновое число звука, произведение у0С0, определяет волновое сопротивление воздуха, ¡ = 4-1 является мнимой единицей. На входе в канал импеданс определен выражением указанным соответственно схеме, представленной на рис 4. В процессе прохода акустической испытательной среды по каналу

сквозной микронегоютности импеданс определен выражением 2а+2вх. Согласно указанному коэффициент прохождения звука через канал сквозной микронеплотности Г0 определен зависимостью |ГС|2 = 1 — |К|2. Из-за того, что при описанном процессе создается воздействие звукового давления на всю поверхность рассматриваемой конструкции оно учтено коэффициентом звукового давления на поверхность конструкции Гп = 10 Импеданс всех стадий процесса прохождения акустической испытательной среды через канал сквозной микронеплотности определен с использованием функций Бесселя и Струве.

На основе изложенного предложена модель взаимосвязи параметров звукового давления, параметров сквозных микронеплотностей и показателя вибростойкости корпусных конструкций (рис. 12).

Достоверность моделей, представленных на рис. 6, 11 и 12 проверена экспериментально на образцах сквозных микронеплотностей с различными характеристиками натекания. Показатели натекания изготавливаемых образцов устанавливали путем их аттестации, проводимой на специально изготовленном стенде.

Экспериментальные работы для оценки достоверности моделей осуществляли на другом изготовленном стенде, включающем резервуар для накопления сжатого воздуха или установки в нем генератора акустических колебаний. В резервуаре стенда закрепляли испытываемые образцы сквозных микронеплотностей, перед которыми устанавливали наружный микрофон. С помощью микрофона измеряли показатели акустического поля, образующегося истечением струи сжатого воздуха, применением жидкостных индикаторов или звукоизлу-чением. Результаты оценки выполненных работ, представлены в табл. 1.

Геометрические параметры выявляемых сквозных микронеплотностей

Диаметр канала (1

Характеристика колебаний во времени

2Т

Длина канала 8

Частота собственных колебаний

ат0 + вт

v

Характеристика изменений длины

г-2-

Частота генерируемого акустического поля /г * /с

{ Волновое число звука Кв= — Со Функция Бесселя

—> ' 2 £0КвГ(Кв+2){ 2 )

I

Звуковое давление акустического поля, генерируемое звукоизлучением ¿,=6 + 10^

ГГг чМ) Со$Кв8

1.1 J

Рис. 12 - Модель взаимосвязи параметров звукового давления, геометрических параметров сквозных микронеплотностей и показателей вибростойкости судовых корпусных конструкций

Таблица 1

Результаты расчетной и экспериментальной оценки разработанных моделей

Показатель натекания используемых образцов-имитаторов, м3 Па с Генерация акустического поля, дБ

Струей истекающего сжатого воздуха Применением жидкостных индикаторов Звукоизлучением

расч. эксп погреши. % расч. эксп погреши. % расч. эксп погреши. %

4,5 10'3 52 51 48 56 +7,6 -10 15 18 14 16 +6,7 +11

1,6 10"2 39 44 49 41 42 44 -5 +4,7 +11 20 23 28 22 24 25 -10 -Л +10

210-1 40 53 57 70 42 51 63 64 -5 +3,7 -10 +9,6 30 34 38 28 33 36 +6,6 +3 +5,3

5,2 10° 47 64 78 83 84 42 73 72 77 91 +10 -14 +7,6 +7 -8

6,2 10"1 42 45 50 40 43 46 +4,8 +4,5 +8 5 5 6 4 6 0 -20 +20 -20

1,7 10° 8 9 6 7 8 -12 +25 +12 0

4. Разработка инструментальных методов контроля герметичности, исследование их чувствительности и области технически возможного применения

Для определения состава инструментальных методов контроля герметичности проведены исследования различных типов монтажных соединений судовых конструкций, отличающихся видом сопряжения и закрепления их элементов. Наряду с этим выполнены исследования параметров сквозных микронеплотностей, возникающих в этих соединениях. С учетом полученных результатов разработаны необходимые по технологическому использованию инструментальные методы контроля герметичности (рис. 13), чувствительность которых исследована на основе показателей, характеризующихся величиной минимально выявляемой микронеплотности,

неразъемные стыковые,

угловые тавровые соединения днища, бортов, переборок, палуб, платформ, стенок

сквозные микронеплотности огЗ Ю-6 до 810 V Па/с

I

контроль герметичности

истечением струи воздуха, воздействием пузырькового эффекта, вакуумированием

Объекты контроля герметичности судовых конструкций

Рис. 13 - Состав инструментальных методов контроля герметичности

мг-Па

выраженной потоком воздуха в -, проходящим через эту микронеплот-

с

ность. С учетом указанного для возможности оценки порога чувствительности акустического метода контроля герметичности использовано выражение Хаге-на-Пуазейля

я-г* АР-г

На основе (10) получена расчетная формула порога чувствительности Вшш:

(п)

где: Р и РА - давления на входе и выходе из канала микронеплотности, Па.

Согласно расчетам по формуле (11) построены графики порога чувствительности инструментального акустического метода контроля, выполняемого звукоизлучением (рис. 14), а также истечением струи сжатого воздуха и применением жидкостных индикаторов (рис. 15).

Величина натекания, м3^а с

1-10'

110°

110"'

1 10"'

/

/

10 20 30 40 50 60

Звуковое давление, дБ

Рис 14 - Изменения порога чувствительности инструментального акустического метода контроля герметичности звукоизлучением

Величина натекания,

м3 Па

5 10° 1 10°

1 10'

1 102 1 103

1 10-"

1 10"5 1 ю-6

1

г /

\

\

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 МПа Избыточное давление

Рис 15 - Изменения порога чувствительности акустического инструментального метода контроля герметичности истечением струи сжатого воздуха (1) и применением жидкостных индикаторов (2)

В основу оценки порога чувствительности газоаналитического инструментального метода контроля герметичности с использованием органических испытательных сред положены показатели, определяющие:

— концентрацию органической испытательной среды во внутреннем объеме контролируемого на герметичность изделия - СА;

— массу применяемой органической испытательной среды - т, кг-,

— средний показатель размера подлежащих выявлению сквозных микронеплот-

м3-Па

ностеи-^,-;

с

— величину атмосферного давления - Ра. Па-,

-перепад избыточного давления смеси воздуха и органической испытательной среды — АР, Па;

— отношение коэффициентов динамической вязкости смеси органической испытательной среды и воздуха — ^ / щв;

— величину применяемого накопительного изолированного объема - Ун, м3;

— заданный показатель пороговой чувствительности щупа используемого

для контроля герметичности - Ся ———-

с

При расчете порога чувствительности газоаналитического метода масса органической испытательной среды определена по предложенному выражению:

д-М {Р2-Р*)Риас1Щ-273 Чв т 293-Г /То7 ( }

где: М — молекулярная масса ацетона, 10'3 кг;

Р - избыточное давление воздуха при контроле герметичности, Па, Рнаслц - давление насыщенного пара ацетона при 20°С, Па-, Ут - объем грамм-молекулы ацетона, м3/кмол. Продолжительность накопления органической испытательной среды рассчитана по предложенной формуле:

'» ~ д-АР-{2Рл +ДР) С: ЦТ (13)

С учетом рассчитанной массы органической испытательной среда и продолжительности ее накопления изменение порога чувствительности газоаналитического инструментального метода контроля герметичности представлено графиком рис 16

Рис. 16 — Изменение порога чувствительности газоаналитического метода контроля герметичности при концентрации органической испытательной среды в объемах 0,6 м'охи м (2), 50 м (3)

Достоверность предложенного графика проверена экспериментально на стенде с использованием аттестованных образцов сквозных микронеплотностей, описанных выше. Результаты сравнения расчетов и эксперимента приведены в табл. 2.

Чувствительность инструментального вакуумно-пузырькового метода контроля герметичности оценена экспериментально и представлена графиком рис. 17.

Экспериментальные данные получены с использованием аттестованных образцов сквозных микронеплотностей, на выходные отверстия каналов которых перед созданием необходимого уровня разрежения наносили исследуемые жидкостные индикаторы. Обработка экспериментальных данных и построение по ним графиков выполнены с применением способа наименьших квадратов.

Таблица 2

Результаты определения расчетной и экспериментальной продолжительности накопления органической испытательной среды для возможности выявления различных по размерам сквозных микронеплотностей

Показатель натекания используемых Перепад избыточного давления принятого в расчетах Время накопления органической испытательной среды, до необходимой концентрации в используемых объемах (чехлах) согласно расчетным и экспериментальным данным, ч

образцов-имитаторов, 0,6 м3 1,2 м3 5м3

и при по- по- по-

м3-Па/с эксперименте, Па расч. эксп греши % расч. эксп греши. % расч. эксп греши %

400 0,8 0,9 -11 2,2 2 +9 2,8 3 -7

1,5-Ю"4 100 1 1Д -10 2,5 2,7 -7 3,2 3,6 -11

40 1,5 17 -И 2,8 3 -7 3,8 4,1 -7

400 3,6 3,4 +6 4,2 4,4 -5 6 6,3 -5

2,7-10'5 100 4,2 4 +5 4,8 5,1 -6 6,8 6,5 +5

40 4,8 4,6 +4 5,7 6,2 -8 7,2 7,4 -3

400 6 5,7 +5 7,2 7,5 -4 8,2 8 +3

1,3 ИГ5 100 6,5 6,3 +3 7,8 8,2 -5 8,7 9,2 -5

40 7 7,2 -3 8,4 8,8 -5 9,2 9,6 -4

400 9 9,3 -3 И 12 -8 13 12,6 +3

6,5-10"6 100 9,8 10,2 -4 13 13,6 -5 14,5 14,8 -2

40 11 12 -8 15 14,2 +5 16 15,6 +3

Разрежение, МПа 0,1

0.05

а * » ' п-* ! 4 «V** 4 * Ч<Г* 4 * "10Нза™е>

м -Па/с

Рис. 17 -Выявляемость сквозных микронеплотностей в условиях разрежения (вакуумирования) 1 — полимерный состав; 2 — мыльный раствор; 3 - мыльная эмульсия

Показатели порога чувствительности традиционного контроля герметичности надувом и обдувом сжатого воздуха определены на основе физической взаимосвязи показателя частоты образования пузырьков пенообразующего состава и величины потока сжатого воздуха, выведенной Пуазейлем в виде уравнения:

где- РА- атмосферное давление, Па.

D0 - диаметр образующихся воздушных пузырьков, м;

п - частота формирования пузырьков за время At, -.

с

На основе уравнения (14) путем математического выражения диаметров образующихся минимально видимых пузырьков с учетом поверхностного натяжения их пленки, плотности используемого пенообразующего состава и диаметра каналов выявляемых сквозных микронеплотностей, получена формула расчета порога чувствительности традиционного контроля герметичности сжатым воздухом в виде.

0возд з т-г

_ _ min 11а /1С\

min р2 ' ~ U-V Го«Р 1

Pi

Р0Пр - абсолютное давление, т. е. давление, представляющее сумму испытательного и атмосферного давления, Па. В основу определения расчетного показателя порога чувствительности контроля герметичности наливом и поливом водой положено соотношение между количеством воды вытекающей из выявляемых сквозных микронеплотностей и количеством воды, испаряющейся с поверхности образующихся капель, определенное законами термодинамики в виде уравнения:

dW=(QB-vS)dt (16)

м3

где. QB - объем воды, вытекающей через капилляр в единицу времени, —;

с

v - скорость испарения с единицы поверхности, —;

с

S - площадь поверхности водяной капли, м2.

Путем математического выражения скорости испарения с учетом коэффициента диффузии, температуры окружающей среды и изменения давления насыщенного пара воды в условиях отсутствия перемещения воздуха по уравнению (16) определен радиус минимально видимых капель и с учетом этого предложена формула расчета порога чувствительности в виде:

в _ УтуЛжРл м3 Па т|П 1Т]в2АРж 'с

где: г|ж - показатель вязкости технической воды, Па с,

г|в-показатель вязкости воздуха, Па с;

Ра — величина атмосферного давления, Па;

ДРЖ - перепад гидростатического давления по обе стороны канала сквозной микронеплотности, Па.

В основу расчета показателя порога чувствительности контроля герметичности смачиванием керосином, люминесцентной или цветной проникающей жидкостями положено время их протекания через канал сквозной микронеплотности зависящее от объема проникающей жидкости Уж, кинематической вязкости керосина г|ж, протяженности I и диаметра <1 канала, определяемое по формуле Пуазейля:

, 128 Уж1чж п

На основе расчетов по формулам (15), (17) и (18) построены графики изменения порогов чувствительности традиционных методов контроля герметичности (рис. 18 и 19).

Путем совмещения данных графиков, представленных на рис. 17 и 18, разработан график соотношений порогов чувствительности вакуумно-пузырькового инструментального метода контроля герметичности и традиционных методов контроля водой и сжатым воздухом (рис. 20).

Величина натекания

м Па

1 КГ1

МО2

1103

1 1<Г

1 10'5

1 ю-4

\

—

0,05 0,1 0,15

Избыточное давление, МПа

Рис. 18 - График изменения порогов чувствительности методов контроля

герметичности давлением воды и сжатого воздуха I - полив воды, 2 - обдув сжатым воздухом с нанесением жидкостного индикатора, 3 - налив водой; 4 - надув сжатым воздухом с нанесением жидкостного индикатора

о м3Па Величина натекания-

11(Г

ПО"4

ПО'5

\ !

ч \ ч

К- \з г \ \

I 10 100 ч

Продолжительность контроля

Рис. 19 - График изменения порога чувствительности контроля герметичности

керосином, цветной проникающей и люминесцентной жидкостями I - люминесцентная жидкость; 2 - цветная проникающая жидкость; 3 - керосин

Величина натекания —

Разрежение Р, МПа

10"3

2 / / л/ ю-5 ------

10"*

0,09 0,05

Избыточное давление Р, МПа

0,05

0,1

0,15

Рис. 20 - График соотношений порогов чувствительности инструментального вакуумно-пузырькового метода и традиционных методов контроля герметичности водой и сжатым воздухом 1 — полимерный состав, 2 — мыльный раствор; 3 — вода; 4 - сжатый воздух

На основе данных рис. 14-19, представленных в единой системе показателе-Ла

леи порогов чувствительности,

построена таблица (рис. 21), характери-

зующая технически возможные области применения традиционных и инструментальных методов контроля герметичности.

5. Определение конструктивно-технологических требований средств инструментального контроля герметичности, разработка и внедрение этих средств, технико-экономическая оценка результатов реализации проведенных работ

Для определения необходимой номенклатуры средств инструментального контроля герметичности выполнена оценка объектов этого контроля по признакам пространственного расположения, степени доступности, формы сопряжения соединяемых элементов и их количественного состава. С учетом данных

Размеры выявляемых сквозных мшфОнеплотностей, ——— с 1 • 10"° 1 КГ1 1 1<Г2 1 • Ю-3 1 КГ4 1 1<Г5 1 10"6

Методы выявления сквозных микронеплотностей при контроле герметичности Воздействием звукоизлучения акустической испытательной среды

Гидростатическим давлением при поливе водой

Генерацией акустического поля, формируемого истечением сжатого воздуха

Обдувом сжатым воздухом с использованием жидкостного индикатора

Гидростатическим давлением при наливе воды

Вакуумированием с использованием жидкостных индикаторов Давлением газообразной смеси воздуха и органической испытательной среды Давлением сжатого воздуха с использованием жидкостного индикатора Смачиванием керосином Смачиванием цветными проникающими жидкостями Смачиванием люминесцентными жидкостями

Рис. 21 - Таблица технически возможной области применения традиционных и инструментальных методов контроля герметичности

этой оценки и органометрических требований к производству работ при постройке корпусов судов на стапеле, а также результатов исследований параметров сквозных микронеплотностей в монтажных соединениях (рис. 13), порогов чувствительности (рис. 14-17) и технически возможной области применения инструментальных методов контроля герметичности (рис. 21), разработаны технические требования, по которым спроектированы и изготовлены средства инструментального контроля, представленные в табл. 3 и 4.

Таблица 3

Технические характеристики течеискателей для инструментального контроля герметичности акустическим и газоаналитическим методами

Технические характеристики Ультразвуковой обнаружитель неплотностей «УЗОН» Анализатор генерируемых полей неплотностей АГПН Анализатор неплотностей течеисканием АТН

тече-искатель генератор акустический щуп источник питания щуп-преобразователь блок индикации

Частотный диапазон, кГц Габаритные размеры, 10'3м Масса, кг 40 ±3 190x62x32 0,3 40 ±3 190x62x37 0,3 от 1 до 100 100x98x75 0,75 150x150x69 205x220x50 0,5 305x340x100 2,5

Таблица 4

Технические характеристики вакуумных камер

Технические характеристики Типы вакуумных камер

для стыковых и пазовых соединений на плоскости конструкций для пересечений пазов и стыков на плоскости конструкций для тавровых соединений конструкций для пространственных угловых соединений конструкций

Габариты, мм:

- вакуум-камеры 450x172x160 340x340x160 400x160x124 300x260x160

- компрессора 240x160x90 240x160x90 240x160x90 240x160x90

- аккумулятора 170x170x170 170x170x170 170x170x170 170x170x170

Масса, кг:

- вакуум-камеры 4,5 5,4 4,0 2,5

- компрессора 2,0 2,0 2,0 2,0

-аккумулятора 13,5 13,5 13,5 13,5

Внедрение разработанного комплекса инструментальных средств контроля герметичности осуществлено согласно схеме, представленной на рис. 22.

Рис 22 - Состав и целевое назначение комплекса методов и средств осуществления инструментального контроля герметичности при постройке корпусов судов на стапеле

При этом установлено, что инструментальный метод акустического контроля целесообразно использовать на стадии проведения основных испытаний. С помощью анализатора генерируемых полей неплотностей марки АГПН следует осуществлять контроль герметичности судовых конструкций основного корпуса судов, где расположена основная масса неразъемных сварных соединений. Методом инструментального акустического контроля с применением ультразвукового обнаружителя неплотностей марки «УЗОН» следует осущест-

влять контроль герметичности конструкций надстроек, где преобладают разъемные (резинометаллические) соединения люковых закрытий, дверей, окон, иллюминаторов и т.п. В то же время инструментальными методами газоаналитического и вакуумно-пузырькового контроля следует осуществлять контроль герметичности на стадиях выполнения контрольных испытаний. Газоаналитическим инструментальным методом с применением анализатора микронеплотностей марки АНТ может быть проверена герметичность установки элементов насыщения после основных испытаний. Вакуумно-пузырьковым инструментальным методом с применением вакуумных камер проверены на герметичность места исправления сварных соединений, где в процессе основных испытаний обнаружены сквозные микронеплотности.

С учетом результатов внедрения методов и средств инструментального контроля герметичности и выполненного пооперационного нормирования разработана система технико-экономических показателей, основой которой являются данные, приведенные в табл. 5.

Таблица 5

Соотношение продолжительности и относительных трудозатрат традиционных и инструментальных методов контроля герметичности

Метод контроля герметичности Продолжительность, ч Относительный показатель трудозатрат

Налив воды под напором 56,0 1

Контроль с применением органических испытательных сред и газоаналитического течеискателя 51,8 0,92

Надув воздухом с применением мыльной эмульсии или полимерного пенообразую-щего состава 50,0 0,89

Налив воды без напора 37,5 0,67

Надув воздухом с применением акустического течеискателя 37,4 0,66

Смачивание керосином или цветными проникающими жидкостями 20,2 0,36

Контроль с применением вакуумных камер 20,0 0,36

Контроль с совместным применением акустического течеискателя и акустического генератора 15,8 0,28

Поливание струей воды под напором 10,5 0,19

Данными рис. 21 и табл. 5 подтверждена возможность замены более полови ны (до 55 %) объема традиционных методов контроля герметичности инструмен тальными методами с существенным сокращением трудозатрат, уменьшение расхода ресурсов и материалов. Последнее выражается в 100 % сокращении рас хода технической воды, исключении затрат на ее применение и экологически очистку. Наряду с этим уменьшение расхода ресурсов выражается в 50 % сокра щении расхода сжатого воздуха для надува и обдува, а также в 22 % сокращен используемых материалов и уменьшении объема применяемого керосина, цвет ных проникающих жидкостей, полимерного пенообразующего состава и т.п. учетом указанного обеспечивается технико-экономическая эффективность поряд 1,4 млн. руб. в расчете на постройку одного судна среднего водоизмещения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По данным выполненных аналитических и экспериментальных исследований получены приведенные ниже результаты:

1. При решении первой задачи установлено следующее:

— объектами инструментальных методов контроля герметичности являются сквозные микронеплотности, 88 % которых представляют поры с параметрами, соответствующими проникающей способности транспортируемых жидких грузов, что положено в основу разработанных графиков для определения подлежащих выявлению сквозных микронеплотностей;

— параметрами проникающей способности газообразных испытательных сред в условиях турбулентного или ламинарного истечения, являются диаметр и длина каналов сквозных микронеплотностей, коэффициент трения, а также скорость перемещения этих сред под действием перепада давления, при этом взаимосвязь указанного определяется диаграммой, выбранной из имеющихся фундаментальных разработок;

— показателями проникающей способности звукоизлучения являются величины давлений при падении и отражении звуковых волн, скорости их колебательных смещений, а также импеданса, определяющего коэффициент проникающей способности, аналитические выражения которых получены на основе обобщения и анализа данных о физических особенностях процесса прохода акустических колебаний через каналы сквозных микронеплотностей.

2. В результате решения второй задачи определено следующее:

— инструментальный акустический контроль герметичности характеризуется тремя физическими моделями выявления сквозных микронеплотностей по наличию акустического поля, образующегося: при турбулентном истечении испытательной воздушной среды вихрями от смешивания струи этой среды с окружающим неподвижным воздухом; при ламинарном истечении - колебаниями воздушных пузырьков применяемых жидкостных индикаторов; при звукоизлучении - отражением звука, колеба-

ниями контролируемых конструкций, наличием интерференции и ди фракции;

— выявляемость сквозных микронеплотностей в процессе проведения инстру ментального акустического контроля герметичности обеспечивается сл дующими параметрами: при турбулентной струе - мощностью и диаграм мой направленности генерируемого акустического поля; при ламинарно потоке - резонансной частотой колебаний образовавшихся воздушных пу зырьков и амплитудой возникающих при этом импульсов акустическо давления; при звукоизлучении - соотношениями импеданса на входе и вы ходе каналов микронеплотностей в диапазоне частот, отличных от частоть собственных колебаний судовых конструкций;

— взаимосвязь геометрических параметров выявляемых сквозных микрон плотностей и спектральных параметров акустических полей, образующихся в местах расположения этих микронеплотностей не однозначна и выражается: при турбулентном истечении воздушной испытательной среды взаимозависимостью относительной длины каналов микронеплотностей, скорости потока этой среды и скорости распространения в ней звука; при ламинарном истечении - взаимозависимостью площадей сечения каналов микронеплотностей, скорости изменения формы и объема воздушных пузырьков, частоты возникающих при этом звуковых колебаний; при звукоизлучении - взаимозависимостью формы сечения каналов микронеплотностей и импедансом распространения в этих каналах звука, что выражено разработанными аналитическими алгоритмами, позволяющими рассчитывать спектральные параметры акустических полей с погрешностью не превышающей 20 %.

3. При решениях третьей и четвертой задач выполнены разработки по результатам, которых:

— доказано, что соответственно особенностями сварных (неразъемных) соединений и сопряжению элементов разъемных соединений, параметры образующихся в них сквозных микронеплотностей отличаются на порядок, при этом существенно отличается также геометрия микронеплотностей, это

в сочетании с конструктивно-технологическими различиями указанных соединений ведет к технологической необходимости использования комплекса (акустического, газоаналитического и вакуумно-пузырькового) инструментальных методов контроля герметичности;

- разработаны аналитические выражения для расчетного определения порогов чувствительности акустического и газоаналитического инструментальных методов контроля герметичности с погрешностью не более 10 %, на основе которых и по экспериментальным данным построены графики изменения порогов чувствительности инструментального акустического, газоаналитического и вакуумно-пузырькового методов контроля герметичности;

— предложены аналитические зависимости для расчета значений порогов чувствительности традиционных методов контроля герметичности, на основе этих зависимостей построены графики изменений порогов чувствительности контроля герметичности наливом и поливом воды, обдувом и надувом сжатым воздухом, смачиванием керосином;

- разработаны график и таблица технически возможной области применения инструментальных методов контроля герметичности и замены ими традиционных методов полива водой и обдува воздухом, путем применения акустического контроля и органических испытательных сред, взамен традиционно используемого гелия и фреона, а также вакуумно-пузырькового эффекта позволяющего выявлять сквозные микронеплотности, для обнаружения которых в условиях атмосферного давления необходимо в 5 раз большее давление воды или в 2 раза большее давление сжатого воздуха.

4. В результате решения пятой, шестой и седьмой задач выполнено следующее:

— разработаны конструктивно-технологические требования на проектирование и изготовление средств инструментального контроля герметичности, основой которых явились результаты оценки объектов контроля герметичности по показателям их распределения в пространстве, степени доступности и конструктивно-технологической сложности, а также исследований параметров сквозных микронеплотностей в монтажных соединениях, изменений по-

рогов чувствительности, и возможной области применения инструментальных методов контроля с учетом органометрических требований к выполнению производственных операций;

— спроектирован и изготовлен с участием автора диссертации комплекс средств инструментального контроля герметичности, включающий узкополосный и широкополосный течеискатели, обеспечивающих выявление сквозных микронеплотностей путем фиксации акустического поля, газоаналитический течеискатель для поиска сквозных микронеплотностей по накоплению смеси воздуха и органической испытательной среды, а также вакуумных камер для фиксации сквозных микронеплотностей по проявлению пузырькового эффекта в условиях вакуумирования мест контроля герметичности;

— разработана научно-обоснованная технология инструментального контроля герметичности, обеспечивающая повышение чувствительности выявления сквозных микронеплотностей с использованием ПЭВМ для непрерывного экспресс-анализа акустических сигналов, генерируемых истечением струи сжатого воздуха и колебаниями воздушных пузырьков, а также сопоставления этих сигналов с данными мониторинга фона внешних помех в широком диапазоне частот от 10 до 100 кГц;

— проведено внедрение и производственная проверка с участием автора диссертации изготовленных средств и технологии инструментального контроля герметичности на шести предприятиях судостроения, тяжелого машиностроения и автомобилестроения, с оформлением актов внедрения;

— разработаны два отраслевых стандарта и три руководящих документа, согласованных с Морским Регистром судоходства России и отражающих результаты проведенных аналитических исследований и производственного внедрения;

— разработана система технико-экономических показателей, в составе которой установлено соотношение продолжительности и трудозатрат традиционных и инструментальных методов контроля герметичности, под-

тверждающих эффективность замены методов традиционного контроля герметичности акустическим, газоаналитическим и вакуумно-пузырьковым инструментальными методами, что позволяет с учетом уменьшения расхода ресурсов и материалов получить экономическую эффективность порядка 1,4 млн. руб. в расчете на постройку одного судна среднего водоизмещения.

Комплекс научных и практических результатов, полученных в диссертационной работе, составил основу теории и технологии инструментальных методов контроля герметичности, обеспечивающих повышение чувствительности выявления сквозных микронеплотностей в соответствии с требованиями современного судоходства, а также экологической безопасности окружающей среды.

Внедрение результатов диссертационной работы в промышленность обеспечивает решение технико-экономических и производственных задач, имеющих важное значение для судостроительной промышленности.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации диссертационной работы, отражающие ее содержание, представлены в публикациях:

1. Кузавков В.М., Розинов АЛ., Рыдловский В.П., Уткин В.Е. «Контроль герметичности сварных соединений корпусных конструкций с применением вакуумных камер», «Судостроение», № 1, 1999 г., с. 47-50.

2. Кузавков В.М., Розинов АЛ., Штайц В В «Обоснование выбора методов и норм интегрального и локального контроля герметичности на стадии проектирования конструкций», «Дефектоскопия», № 1,2005 г., с. 53-59.

3. Кузавков В.М., Розинов АЛ. «Эффективность применения газоаналитического контроля герметичности, основанного на использовании летучих органических пробных сред», «Дефектоскопия», № 1,2007 г., с. 88-94.

4. Розинов АЛ., Соколов В.Ф. «Совершенствование методов испытаний конструкций на непроницаемость», «Технология судостроения», № 2,1964 г., с. 29-37.

5. Розинов АЛ, Соколов В.Ф. «Совершенствование постройки судов на зарубежных верфях», «Технология судостроения», № 5,1964 г., с. 14-22.

6. Розинов АЛ., Ярыгин О.В. «Акустический метод контроля герметичн ста при помощи программно-управляемых средств», «Судостроение», № 2000 г., с. 48-50.

7. Розинов АЛ., Ярыгин О.В., Синицкий В.А. «Новые средства и технол гия контроля локальной герметичности на ПЭВМ», «Судостроению № 3,2002 г., с. 54-56.

8. Розинов АЛ. «Повышение чувствительности при выявлении дефектов а стическим неконтактным методом», «Сварочное производство», № 11, 2002 г с. 40-45.

9. Розинов АЛ., Ярыгин О.В. «Выявление сквозных микродефектов кон рукций путем локализации акустических полей, создаваемых истечением воз духа», «Дефектоскопия», т. 40, № 6,2004 г., с. 26-35.

10. Розинов АЛ., Стрельченко Ю.Б. «Пределы выявляемости сквозных де фектов сварных соединений с применением пузырькового контроля герметич ности», «Технология машиностроения», № 6,2004 г., с. 54-57.

11. Розинов АЛ. «Физическая модель выявления сквозных дефектов и ме тодика определения параметров акустического поля, генерируемого звукоизлу чением», «Дефектоскопия», т. 40, № 11,2004 г., с. 22-28.

12. Розинов АЛ., Кузавков В.М., Стрельченко Ю.Б. «Диагностика локально герметичности конструкций на базе пузырькового эффекта», «Контроль. Диагн стика», № 2 (80), 2005 г., с. 36-44.

13. Розинов АЛ. «Физическая сущность и особенности расчета акустиче ского излучения пузырькового эффекта при выявлении сквозных микронеплот ностей», «Дефектоскопия», т. 41, № 5,2005 г., с. 77-90.

14. Розинов А Я. «Соотношение уровней чувствительности гидравлического, воздушного и вакуумного методов выявления сквозных микронеплотностей», «Дефектоскопия», т. 42, № 2,2006 г., с. 73-83.

15. Розинов АЛ. «Повышение качества и надежности контроля локальной герметичности на базе применения широкополосного акустического течеискателя», «Контроль. Диагностика», № 6,2006 г., с. 56-60.

16. Розинов АЛ. «Физическая оценка рациональности применения жидкостных индикаторов при контроле локальной герметичности», «Дефектоскопия», № 7, т. 42,2006 г., с. 81-91.

17. Розинов АЛ. «Эффективность изменения последовательности сборки и сварки монтажных соединений», «Технология машиностроения», № 9, 2006 г., с. 38-42.

18. Розинов А Л. «Особенности диагностики и контроля герметичности водонепроницаемых уплотнений методом звукоизлучения», «Контроль. Диагностика», №10,2006 г., с. 51-55.

19. Розинов АЛ. «Технологические особенности инструментальных методов акустического контроля локальной герметичности», «Технология машиностроения», № 1,2007 г., с. 61-65.

20. Розинов АЛ. «Выбор частотного диапазона при контроле локальной герметичности акустическим методом», «Дефектоскопия», № 1, т. 43,2007 г., с. 56-63.

21. Розинов АЛ. «Применение показателя проникающей способности испытательных сред и жвдких грузов для оценки пороговой чувствительности контроля локальной герметичности», «Технология машиностроения», № 5, 2007 г., с. 56-61.

22. Розинов АЛ. «Устойчивость пенообразования жидкостных индикаторов сквозных микронеплотностей», «Контроль. Диагностика», № 7, 2007 г., с. 18-23.

23. Kuzavkow V.M., Rozinov A.Ya., Shtaits V V., «Substantiation of Methods and Specifications for Integral and Local Tightness Inspection of Structures at the Design Stage», «Russia Journal of Nondestructive Testings», vol. 41, № 1,2005, p.p. 39-44.

24. Rozinov A. Ya. «Increasing the sensitivity in the detection of continuous defects by the acoustic non-contact method», «Welding International», 2003, vol. 17, № 4, p.p. 328-332.

25. Rozinov A. Ya., Yarygin O.V. «Detection of Microscopic Penetrating Flaws in Structures by Localizations of Acoustic Fields Generated by Air Flows», «Russian Journal of Nondestructive Testing», vol. 40, № 6,2004, p.p. 378-384.

26. Rozinov A. Ya. «A Physical Model for Detecting Penetrating Flaws und Mt ods for Determining the Parameters of Acoustic Fields Generated by Acoustic Radiatioro «Russian Journal Nondestructive Testing», vol. 40, №11,2004, p.p. 731-735.

27. Rozinov A. Ya. «Physical Mechanism und Features of Calculating the Bubbl Effect-Jnitiated Acoustic Emission in the Detection of Through-Microleakage Regions) «Russian Journal of Nondestructive Testing», vol. 41, № 5,2005, p.p. 324-332.

28. Rozinov A. Ya. «Relations of the Sensitivity Levels of the Hydraulic, Air s Vacuum Methods for Detecting Through Microscopic Incompact Regions, «Russian Jo nal of Nondestructive Testing», 2006, vol. 42, № 2, p.p. 126-133.

29 Rozinov A. Ya. «Physical Evaluation of the Efficiency of Applying Liquid Judi cators During Leakproofness Inspection», «Russian Journal of Nondestructive Testing» vol 42, № 8,2006, p.p. 551-557.

Подписано в печать 09.07.2007. Формат 60x84 1/16 Печать плоская Уел печ л. 2,0 Тираж 60 экз. Заказ № 25. Отпечатано в ФГУП ЦНИИТС 198095, г. Санкт-Петербург, ул Промышленная, 7

Введение.

Глава I Анализ существующих разработок контроля герметичности и постановка задач исследования.

1.1 Существующее состояние разработок технологии контроля герметичности и проведенных аналитических исследований.

1.2 Современный уровень применения средств инструментального контроля герметичности.

Выводы, определение цели и постановка задач исследования.

Глава II Исследование проникающей способности эксплуатационных и испытательных сред, жидких грузов, определение параметров подлежащих выявлению сквозных микронеплотностей.

2.1 Исследование проникающей способности эксплуатационных сред и жидких грузов, определение видов и параметров подлежащих выявлению сквозных микронеплотностей.

2.2 Исследование состава и взаимосвязи параметров, определяющих проникающую способность газообразных испытательных сред.

2.3. Исследование технических критериев и проникающей способности акустических колебаний.

Выводы.

Глава III Исследование взаимосвязи параметров процесса инструментального контроля герметичности с применением различных испытательных сред.

3.1 Исследование взаимосвязи параметров процесса инструментального контроля герметичности с применением воздушной испытательной среды.

3.2 Исследование взаимосвязи параметров процесса инструментального контроля герметичности с применением жидкостных индикаторов.

3.3 Исследование взаимосвязи параметров процесса инструментального контроля герметичности с применением звукоизлучения.

3.4 Экспериментальная оценка достоверности моделей взаимосвязи параметров процесса инструментального контроля герметичности с применением различных испытательных сред.

Выводы.

Глава IV Разработка инструментальных методов контроля герметичности, исследование их чувствительности и области технически возможного применения.

4.1 Разработка инструментального метода акустического контроля герметичности, исследование его чувствительности и технологической применимости.

4.2 Разработка инструментального метода газоаналитического контроля герметичности, исследование его чувствительности и технологической заменяемости.

4.3 Разработка инструментального метода вакуумно-пузырькового контроля герметичности, исследование его чувствительности и технологического использования.

4.4 Определение технически возможной области применения инструментальных методов контроля герметичности.

Выводы.

Глава V Определение конструктивно-технологических требований средств инструментального контроля герметичности, разработка этих средств, внедрение и технико-экономическая оценка результатов реализации проведенных работ.

5.1 Определение конструктивно-технологических требований средств инструментального контроля герметичности и разработка этих средств.

5.2 Внедрение выполненных разработок.

5.3 Технико-экономическая оценка результатов реализации проведенных работ.

Выводы.

В отечественном судостроении контроль герметичности осуществляют согласно Правилам Морского Регистра судоходства Российской Федерации, а также в соответствии с действующими отраслевыми стандартами, регламентирующими технологию постройки судов. Указанными документами предусмотрено выполнять контроль герметичности на стапеле методами, предусматривающими:

- налив воды с гидравлическим напором;

- налив воды без напора;

- полив струей воды под давлением;

- надув сжатым воздухом;

- обдув сжатым воздухом;

- контроль керосином, люминесцентными и цветными проникающими жидкостями.

В основу контроля герметичности перечисленными методами положено условие эксплуатационной безопасности корпусов судов, заключающееся в недопустимости проникновения забортной воды внутрь судна.

За последние годы в российском судостроении внедрены новые сварочные материалы и сварочное оборудование, что позволило значительно улучшить качество корпусных конструкций, в том числе и их герметичность. Значительный прогресс достигнут в области разработки и применения методов контроля качества сварных швов. Однако, несмотря на это контроль герметичности корпусных конструкций остается обязательным и очень важным технологическим этапом постройки любого судна. Высокие требования к качеству и надежности современных судов, их большая насыщенность механизмами, устройствами, приборами, трубопроводами, электрическими кабелями и т. п. привели к тому, что контроль герметичности стал весьма сложным производственным процессом, требующим больших затрат времени и средств. Последнее объясняется во многом тем, что в составе применяемых методов контроля на герметичность значительную часть представляют методы, связанные с использованием воды. Традиционная необходимость применения гидравлических методов контроля герметичности основана на идентичности испытательной и эксплуатационной среды, которой является вода. Последнее явилось причиной распространенного мнения, что контроль герметичности гидростатическим давлением, основанный на проникающей способности воды, аналогичной проникающей способности испытательной и эксплуатационной среды позволяют решать в процессе гидравлического контроля герметичности двойную задачу, связанную с обеспечением контроля прочности и непроницаемости строящегося судна.

Однако, контроль герметичности наливом воды, получивший широкое распространение благодаря своей простоте и надежности, весьма трудоемок и дорог, требует значительного расхода воды и затрат времени на ее налив и слив, а также на выполнение экологической очистки при сливе воды. Наряду с этим, после контроля герметичности наливом воды перед окрашиванием корпусных конструкций, необходимо проведение дополнительных работ по их зачистке от продуктов коррозии. Весьма затруднительно выполнение контроля герметичности водой в зимнее время, так как воду необходимо подогревать и принимать необходимые меры по удалению конденсата при отпотевании корпусных конструкций. Налив воды в отсеки или цистерны большого объема на стапеле приводит к значительным нагрузкам на корпус строящегося судна и часто требует установки временных подкреплений. В результате метод гидравлического контроля герметичности из-за указанных выше недостатков является сдерживающим фактором в эффективном строительстве судна, т. к. задерживается начало монтажных и достроечных работ.

Недостатков гидравлических испытаний лишен метод контроля герметичности надувом воздуха, поэтому к настоящему времени этот метод является одним из основных при оценке герметичности корпусных конструкций. Однако к недостаткам этого метода контроля герметичности следует отнести зависимость результатов контроля от атмосферных показателей окружающего воздуха необходимость обеспечения специальных мер безопасности и предварительного уплотнения контролируемых корпусных конструкций, трудоемкость процесса обнаружения сквозных микронеплотностей. Последнее объясняется тем, что на поверхность контролируемых корпусных конструкций необходимо нанести жидкостные индикаторы типа мыльных растворов или полимерных составов. Наряду с этим достоинством метода контроля герметичности надувом сжатого воздуха является обеспечение проверки качества герметичности отсеков корпусов судна с законченными в них монтажными и достроечными работами.

Ограничены по применению методы контроля герметичности смачиванием керосином и жидкостями на его основе из-за возможности использования этих методов только для проверки герметичности сварных соединений, а также из-за по-жароопасности и экологической вредности керосина и жидкостей на его основе. Методы контроля герметичности поливом водой и обдувом струей сжатого воздуха имеют ограниченное применение по причине низкой чувствительности.

В целом указанные методы жидкостного и воздушного контроля герметичности обладают общим недостатком, заключающимся в том, что технология их осуществления разработана в 60-х годах прошлого века, исходя из условий судоходства, когда основным видом перевозимых грузов являлись нефть и различные виды топлива с невысокой проникающей способностью, соответствующей проникающей способности технической и забортной воды.

В современном судоходстве характер перевозимых грузов существенно изменился в результате появления легких сортов топлива и широкой номенклатуры химических грузов с высокой степенью проникновения. Кроме того, ужесточились экологические требования охраны окружающей среды, которые в еще большей степени возросли в связи с необходимостью транспортирования и хранения на судах отходов, связанных с развитием и использованием атомных паро-производящих установок. Несмотря на это, до сих пор в действующих отраслевых стандартах сохраняются методика выбора и нормы проводимого контроля герметичности, составлявшие основу первой редакции стандартов, разработанных в 60-х годах прошлого столетия. Сказанное свидетельствует о необходимости совершенствования и повышения эффективности контроля герметичности судовых конструкций. Этот вывод подтверждается также тем, что несмотря на относительно небольшое удельное значение трудоемкости выполняемого традиционного контроля герметичности (8-10% от общей трудоемкости корпусных работ), он оказывает существенное влияние на технологию, организацию и сроки постройки судов.

За последние годы в смежных отраслях промышленности, с целью повышения эффективности (снижения трудоемкости, повышения надежности и т.п.) контроля герметичности, начали использовать инструментальные методы, основанные на применении различных физических процессов, например, газоанализа применяемых пробных сред, анализа возбуждаемого акустического поля или ва-куумирования контролируемых на герметичность участков изготавливаемых конструкций. Практика показала, что решить эту проблему путем применения готовых средств инструментального контроля невозможно. Ибо существующей информации об инструментальных методах контроля герметичности недостаточно для выполнения в судостроении процессов эффективной замены традиционных методов гидравлического и воздушного контроля инструментальными технологиями. Объясняется это, в первую очередь отсутствием результатов научных исследований физики процессов инструментального контроля герметичности и разработок увязки этой физики со спецификой процесса постройки судов на стапеле.

В результате поиску необходимых решений и определению физических закономерностей, позволяющих управлять процессом повышения эффективности инструментальных методов и надежности контроля герметичности судовых конструкций с использованием инструментальных методов, посвящается настоящая разработка. Наряду с этим она посвящается также разработкам конструктивно-технологических принципов создания специализированных средств выполнения инструментального контроля в судостроении и их рационального применения с учетом эксплуатационных требований и специфических особенностей корпусов строящихся судов.

Выводы

На основе проведенных исследований определены решения пятой, шестой, седьмой и восьмой задачи настоящей диссертационной работы, обеспечивающие получение следующих результатов:

1. Определено, что при постройке корпусов судов на стапеле объекты контроля герметичности в одинаковом процентном соотношении распределены во всех пространственных положениях, при этом только одна десятая часть этих объектов неограниченна для доступа, более двух третей частично ограничены, остальные - труднодоступны, из-за чего массогабаритные параметры средств инструментального контроля герметичности, в целях удобства выполнения работ, должны соответствовать органометрическим требованиям положения тела работающих и нагружения их рук при удержании и производстве операций с грузами предельно допустимой массы.

2. Разработаны технические требования на проектирование и изготовление средств инструментального контроля герметичности, основой которых явились результаты оценки объектов контроля герметичности при постройке корпусов судов на стапеле по показателям их распределения в пространстве, степени доступности и конструктивно-технологической сложности, а также результаты исследований параметров сквозных микронеплотностей в неразъемных и разъемных соединениях, изменений порогов чувствительности, а также технически-возможной области применения инструментальных методов контроля герметичности с учетом органометрических требований к выполнению производственных операций.

3. Спроектирован и изготовлен на основе разработанных требований комплекс средств инструментального контроля, включающий: течеискатель для выявления сквозных микронеплотностей разъемных соединений с применением генератора акустических колебаний;

- течеискатель для выявления сквозных микронеплотностей неразъемных соединений на основе использования воздушной испытательной среды; течеискатель для выявления сквозных микронеплотностей в соединениях элементов насыщения корпусных конструкций с применением газообразной органической испытательной среды;

- вакуумные камеры для контроля герметичности участков исправления корпусных конструкций, где ранее обнаружены и удалены сквозные микронеплотности с применением жидкостных индикаторов.

4. Разработана научно-обоснованная технология инструментального контроля герметичности, обеспечивающая повышение надежности и объективности выявления сквозных микронеплотностей с применением ПЭВМ для непрерывного экспресс-анализа акустических сигналов, генерируемых истечением струи сжатого воздуха или колебаниями воздушных пузырьков, а также сопоставления этих сигналов с данными мониторинга фона внешних помех в широком диапазоне частот от 10 до 100 кГц.

5. Выполнено внедрение разработанного комплекса средств инструментального контроля герметичности на ГП «Адмиралтейские верфи», АО «Северная верфь», ОАО «Балтийский судостроительный завод», ПО «Ижорские заводы», Невском ССЗ и ОАО «ЛИАЗ», по опыту которого и результатам проведенных исследований выпущены два отраслевых стандарта (ОСТ5.9914-92, ОСТ5Р.1180-93) и три руководящих документа (РД5.ГКЛИ.0105-118-92, РД5.ГКЛИ.0105-125-94, РД5Р.ГКЛИ.3220-97), согласованных Морским Регистром судоходства России.

6. Определено соотношение продолжительности и относительных трудозатрат традиционных и инструментальных методов контроля герметичности, на основе чего разработана система технико-экономических показателей традиционных и инструментальных методов контроля герметичности, на основе которых подтверждена эффективность замены методов традиционного контроля герметичности акустическим газоаналитическим и вакуумно-пузырьковым методами инструментального контроля герметичности.

7. Выполнен расчет технико-экономической эффективности выполненных разработок, которым с учетом уменьшения расхода ресурсов и материалов, а также замены традиционных методов контроля герметичности инструментальными методами, определено, что реализация инструментальных методов контроля герметичности при постройке транспортного судна среднего водоизмещения обеспечит получение эффекта в сумме порядка 1,4 млн. руб.

Заключение

1. В результате анализа существующего состояния технологии и средств выполнения контроля герметичности, а также проведения аналитических исследований и опытно-конструкторских работ в этой области, определено, что для разработки научных основ теории и технологии инструментальных методов контроля герметичности, определения и создания необходимых средств их требуется решение задач, включающих: исследование физических особенностей прохождения эксплуатационных и испытательных сред через выявляемые сквозные микронеплотности; исследование взаимосвязи параметров процесса инструментального контроля герметичности с применением различных испытательных сред; исследование чувствительности инструментальных методов контроля герметичности; исследование технически-возможной области применения инструментальных методов контроля герметичности; исследование конструктивно-технологических принципов создания средств выполнения инструментального контроля герметичности; исследование результатов внедрения методов и средств инструментального контроля герметичности; определение технико-экономической эффективности результатов выполненных разработок.

2. При решении первой задачи установлено следующее: объектами инструментальных методов контроля герметичности являются сквозные микронеплотности, 88 % которых представляют поры с параметрами, соответствующими проникающей способности транспортируемых жидких грузов, что положено в основу разработанных графиков для определения параметров подлежащих выявлению сквозных микронеплотностей; параметрами проникающей способности газообразных испытательных сред в условиях турбулентного или ламинарного истечения, являются диаметр и длина каналов сквозных микронеплотностей, коэффициент трения, а также скорость перемещения этих сред под действием перепада давления, при этом взаимосвязь указанного определяется диаграммой, выбранной из имеющихся фундаментальных разработок; показателями проникающей способности звукоизлучения являются величины давлений при падении и отражении звуковых волн, скорости их колебательных смещений, а также импеданса, определяющего коэффициент проникающей способности, аналитические выражения которых получены на основе обобщения и анализа данных о физических особенностях процесса прохода акустических колебаний через каналы сквозных микронеплотностей.

3. В результате решения второй задачи определено следующее: инструментальный акустический контроль герметичности характеризуется тремя физическими моделями выявления сквозных микронеплотностей по наличию акустического поля образующегося: при турбулентном истечении испытательной воздушной среды вихрями от смешивания струи этой среды с окружающим неподвижным воздухом; при ламинарном истечении воздушной среды - колебаниями воздушных пузырьков, применяемых жидкостных индикаторов; при звукоизлучении - отражением звука, колебаниями контролируемых конструкций, наличием интерференции и дифракции; выявляемость сквозных микронеплотностей в процессе проведения инструментального акустического контроля герметичности обеспечивается следующими параметрами: при турбулентной струе - ее мощностью и диаграммой направленности генерируемого акустического поля; при ламинарном потоке - резонансной частотой колебаний образовавшихся воздушных пузырьков и амплитудой возникающих при этом импульсов акустического давления, при звукоизлучении - соотношениями импеданса на входе и выходе каналов микронеплотностей в диапазоне частот, отличных от частоты собственных колебаний судовых конструкций; взаимосвязь геометрических параметров выявляемых сквозных микронеплотностей и спектральных параметров акустических полей, образующихся в местах расположения этих микронеплотностей, не однозначна и выражается: при турбулентном истечении воздушной испытательной среды взаимозависимостью относительной длины каналов микронеплотностей, скорости потока этой среды и скорости распространения в ней звука; при ламинарном истечении - взаимозависимостью площадей сечения каналов микронеплотностей, скорости изменения формы и объема воздушных пузырьков, частоты возникающих при этом звуковых колебаний; при звукоизлучении -взаимозависимостью формы сечения каналов микронеплотностей и импедансом распространению в этих каналах звука, что представлено разработанными аналитическими алгоритмами, позволяющими рассчитывать спектральные параметры акустических полей с погрешностью не превышающей 20 %.

4. При решениях третьей и четвертой задач выполнены разработки по результатам, которых: доказано, что соответственно особенностям сварных (неразъемных) соединений и сопряжению элементов разъемных соединений, параметры образующихся в них сквозных микронеплотностей отличаются на порядок, при этом существенно отличается также геометрия микронеплотностей, это в сочетании с конструктивно-технологическими различиями указанных соединений ведет к технологической необходимости использования комплекса (акустического, газоаналитического и вакуумно-пузырькового) инструментальных методов контроля герметичности; разработаны аналитические выражения для расчетного определения порогов чувствительности акустического и газоаналитического инструментальных методов контроля герметичности с погрешностью не более 10 %, на основе которых и по экспериментальным данным построены графики изменения порогов чувствительности инструментального акустического, газоаналитического и вакуумно-пузырькового методов контроля герметичности; предложены аналитические зависимости для расчета значений порогов чувствительности традиционных методов контроля герметичности, на основе этих зависимостей построены графики изменений порогов чувствительности контроля герметичности наливом и поливом воды, обдувом и надувом сжатым воздухом, смачиванием керосином; разработаны график и таблица технически возможной области применения инструментальных методов контроля герметичности и замены ими традиционных методов полива водой и обдува воздухом, а также применения органических испытательных сред, взамен традиционно используемого гелия и фреона, наряду с чем показывающие, что применение инструментального вакуумно-пузырькового метода контроля герметичности позволяет выявлять сквозные микронеплотности, для обнаружения которых в условиях атмосферного давления необходимо в 5 раз большее давление воды или в 2 раза большее давление сжатого воздуха.

5. В результате решения пятой, шестой и седьмой задач выполнено следующее: разработаны конструктивно-технологические требования на проектирование и изготовление средств инструментального контроля герметичности, основой которых явились результаты оценки объектов контроля герметичности при постройке корпусов судов на стапеле по показателям их распределения в пространстве, степени доступности и конструктивно-технологической сложности, а также исследований параметров сквозных микронеплотностей в монтажных соединениях, изменений порогов чувствительности, и возможной области применения инструментальных методов контроля с учетом органометрических требований к выполнению производственных операций; спроектирован и изготовлен комплекс средств инструментального контроля герметичности включающий узкополосный и широкополосный течеискатели для выявления сквозных микронеплотностей путем фиксации акустического поля, газоаналитический течеиска-тель для поиска сквозных микронеплотностей по накоплению смеси воздуха и органической испытательной среды в технологических емкостях (чехлах), а также вакуумных камер для фиксации сквозных микронеплотностей по проявлению пузырькового эффекта в условиях вакуумирования мест контроля герметичности; разработана научно-обоснованная технология инструментального контроля герметичности, обеспечивающая повышение чувствительности выявления сквозных микронеплотностей с использованием ПЭВМ для непрерывного экспресс-анализа акустических сигналов, генерируемых истечением струи сжатого воздуха и колебаниями воздушных пузырьков, а также сопоставления этих сигналов с данными мониторинга фона внешних помех в широком диапазоне частот от 10 до 100 кГц; проведено внедрение и производственная проверка на ГП «Адмиралтейские верфи», АО «Северная верфь», ОАО «Балтийский судостроительный завод» ПО «Ижорские заводы», «Невской ССЗ» и ОАО «ЛИАЗ» разработанных и изготовленных средств и технологии инструментального контроля герметичности; разработаны и выпущены отражающие результаты проведенных аналитических и экспериментальных исследований, а также выполненного внедрения, отраслевые стандарты (ОСТ5.9914-92, ОСТ5Р. 1180-93) и руководящие документы (РД5.ГКЛИ.0105-118-92, РД5.ГКЛИ.0105-125-94, РД5Р.ГКЛИ.3220-97), согласованные Морским Регистром судоходства России. разработана система технико-экономических показателей, на основе которой установлено соотношение продолжительности и трудоза

299 трат традиционных и инструментальных методов контроля герметичности, подтверждающих эффективность замены методов традиционного контроля герметичности акустическим, газоаналитическим и вакуумно-пузырьковым инструментальным методами, что позволяет с учетом уменьшения расхода ресурсов и материалов получить экономическую эффективность порядка 1,4 млн. руб. в расчете на постройку одного судна среднего водоизмещения.

6. Комплекс научных и практических результатов, полученных в диссертационной работе, обеспечивает повышение чувствительности контроля герметичности, соответствующих требованиям современного судоходства, а также экологической безопасности окружающей среды, при этом внедрение результатов диссертационной работы в промышленность позволяет получить решение технико-экономических и производственных задач, имеющих важное значение для судостроительной промышленности.

1.K. «Физика и химия поверхностей», изд. «Гостехиздат», 1947 г.2 «Авиационная промышленность», № 4, 1979 г., с. 77-78.

2. Афанасьев А. С., Каплун Н. В., Розинов А. Я., Соколов В. Ф. «Технологические особенности постройки судов на зарубежных верфях», изд. «Судостроение», Л., 1973 г., с. 212-220.

3. Алёшин В.И. «Результаты исследования течения воздуха через щелевые каналы», Известия ВУЗ, изд. «Машиностроение», № 3, 1981 г., с. 62-65.

4. Анпинин Е. Д., Волчков Ю. В., Забоев В. К. «Ультразвуковой контроль герметичности корпусных конструкций», «Технология судостроения», № 2, 1990 г, с. 48-49.

5. Абрамов Г.Д. «Исследование устойчивости и сложного изгиба пластин, стержневых наборов и оболочек разностными уравнениями», изд. «Судпромгиз», 1951г., 52 с.

6. Абрамович Г.Н. «Прикладная газовая динамика» М., изд. ИФМЛ, 1969 г., 824 с.

7. Ананьев И.В. «Справочник по расчету собственных колебаний упругих систем», М., Гостехиздат, 1946 г., 223 с.

8. Афанасьева A.A., Колябина H.A., Ханыгина Л.Д. «Самопроизвольное закупоривание течей», Сб. «Электронная техника», М., ЦНИИ «Электроника», сер. 1, вып. 1, 1964 г., с. 92-97.

9. Адлерштейн Л.Ц., Розинов А.Я., Соколов В.Ф., Шраерман М.Р. «Механизация корпусных работ на стапеле», изд. «Судостроение», 1973 г., 307 с.

10. Адлерштейн Л.Ц., Розинов А.Я., Соколов В.Ф., Шраерман М.Р. «Постройка корпусов судов на стапеле», изд. «Судостроение», 1977 г., 304 с.

11. Бударин Л. И. и др. «Химические методы испытаний изделий на герметичность», Киев, изд. «Наукова думка», 1991 г., 70 с.

12. Буденкова Г. А., Недзовецкая О. В., Булатова Е. Г. «Технические возможности бесконтактного акустического метода течеискания», «Дефектоскопия», № 12, 1996 г., с. 48-53.

13. Битнер Г. В. «Пневматические функциональные элементы», М., изд. «Энергия», 1970 г., 120 с.

14. Бойцова Т.М., Касаев К.С. «Критерии герметичности и оценка эффективности течеискания», «Дефектоскопия», № 6, 1978 г., с. 20-22.

15. Беломестный В.А., Калюжный А.Д., Сайкин В.Н., Юровицкий М.Е. «Помехоустойчивость устройств для контроля герметичности», «Дефектоскопия», № 6,1978 г., с. 48-51.

16. Бырин В.Н., Бырин С.Ю. «Многоцелевой ультразвуковой течеиска-тель», «Судостроение», № 3, 1979 г., с. 43-46.

17. Бачегов В. Н., Пустовой О. Н. «Повышение чувствительности акустического течеискания», «Дефектоскопия», № 5, 1983 г., с. 92-96.

18. Бачегов В. Н. «Погрешность ультразвукового течеискателя, обусловленная частотным рассогласованием каналов», «Дефектоскопия», № 12, 1980 г., с. 52-58.

19. Боголепов И.Н., Авферонок Э.И. «Звукоизоляция на судах», Л., изд. «Судостроение», 1970 г., 192 с.

20. Боголепов И.Н. «Промышленная изоляция», изд. «Судостроение», 1986 г., 386 с.

21. Бычков Д.В. «Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций», М., Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1962 г., 475 с.

22. Бреховских Л.М. «Волны в слоистых средах», М., изд. «Наука», 1973 г., 343 с.

23. Беляев В.А., Банцаревич В.Г. «Контроль герметичности люминесцентным методом», «Производственно-технический бюллетень», № 8, 1966 г., с. 17-21.

24. Бойцов В.В., Григорьев В.П., Разумихин М.И., Селезнева A.A., Шелкунов Е.П. «Сборочные и монтажные работы», «Оборонгиз», 1959 г., 476 с.

25. Варвак П.М. «Развитие и приложение метода сеток к расчету пластинок», Киев, изд. АН Украинской ССР, 1952 г., 116 с.

26. Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А. «Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии, работоспособности», М., изд. «Машиностроение», 1996 г., 576 с.

27. Вукалович М.П., Новиков И.Н. «Техническая термодинамика», М-Л., «Госэнергоиздат», 1955 г., 336 с.

28. Воютский С.С. «Курс коллоидной химии», М., изд. «Химия», 1975 г., 513 с.

29. Васюнин C.B., Орлов М.В., Сипилин П.М. «Развитие технологии постройки корпусов судов», «Технология судостроения», № 5, 1964 г., с. 3-8.

30. Глозман М. К., Уткин В. Е. «Совершенствование методов испытаний на непроницаемость корпусов судов», «Вестник технологии судостроения», № 3, 1997 г., с. 70-72.

31. Глозман М. К. «Практика применения стандарта «Испытание непроницаемости корпусов морских стальных судов гражданского флота. Методы и нормы», труды ЛКИ, вып. XVIII, 1958 г., с. 19-24.

32. Гревич А.К., Ермолов И.Н. «Ультразвуковой контроль сварных швов», Киев, изд. «Техника» 1972 г., 460 с.

33. Гутин Л. Я. «О звуке вращения гребного винта», ЖТБ, т. 6, 1936 г., с. 18-27.

34. Голланд В.А. «Производственная технологичность плоских модульных конструкций и совершенствование постройки судов внутреннего плавания», Автореферат диссертации. Ленинградский институт инженеров водного транспорта, 1985 г., 25 с.

35. Греков А.Г., Левина Л.Е. «Расчетная модель типа щелей и трещин и некоторые результаты ее практического применения», «Дефектоскопия», №4, 1979 г., с. 98-101.

36. ГОСТ 26790-85 «Техника течеискания. Термины и определения».

37. ГОСТ 8.010-90 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методика выполнения измерений».

38. Грановский В.А., Сирая Т.Н. «Методы обработки экспериментальных данных при измерениях», изд. «Энергоатомиздат», 1990 г., 288 с.

39. Гурвич А.К. «Методика расчета параметров сканирования при ультразвуковом контроле сварных соединений», «Дефектоскопия», № 10, 1980 г., с. 29-36.

40. Горбач В.Д., Розинов А.Я. «Основы теории и технологии акустического контроля локальной герметичности судовых корпусных конструкций», изд. ФГУП «ЦНИИ ТС», С.-Петербург, 2006 г., 94 с.

41. Дегтярева Н. М., Кузнецов В. В., Куличева С. И., Охрименко Г. И. «Использование полимерных пенообразующих составов при испытаниях непроницаемости и герметичности корпусных конструкций», «Судостроение», №2, 1978 г., с. 50-51.

42. Дробот Ю. Б., Лупанос В. В., Билибин В. В. «Исследование акустической эмиссии при истечении воды в атмосферу через отверстия малого диаметра», «Дефектоскопия», № 4, 1981 г., с. 68-75.

43. Дешман С. «Научные основы вакуумной техники» (перевод с английского), М., изд. «Мир», 1964 г., 715 с.

44. Длугач М.И. «Метод сеток в смешанной плоской задаче теории упругости», АН УССР, Институт механики, изд. «Наукова думка», 1964 г., 260 с.

45. Детлав A.A., Яворский Б.М. «Курс физики», М., Высшая школа, 1989 г., 280 с.

46. Дорохов Р.Н., Татаринов Я.С. «О соотношении силы мышц при изометрическом и изотропическом режиме работы», «Физиология труда», материалы V всесоюзной конференции изд. «Наука», 1967 г., с. 25-38.

47. Жигулин Ю.Н. «Контроль герметичности крупных емкостей», «Измерительная техника», № 8, 1975 г., с. 62-64.

48. Заболоцкий В.М., Зубова Г.Е., Рохлин Е.А. «Влияние химического состава, способов выплавки и сварки на переход к хрупкому разрушению сварных соединений», «Сварка» (сборник статей) № 14, 1971 г., с. 96-99.

49. Зайцев В.И., Закатова Т.Я., Федорова М.К. «Оценка чувствительности гидравлического и люминисцентно-гидралического методов контроля герметичности», «Сварка» (сборник статей), № 14, 1971 г., с. 198-203.

50. Забаров В.И. «Теория звукоизоляции ограждающих конструкций», М., «Стройиздат», 1962 г., 116 с.

51. Запунный А.И., Фельдман И.С., Рогаль В.Ф. «Контроль герметичности конструкций», изд. «Техника» Киев, 1976 г., 145 с.

52. Исакович М.А. «Общая акустика», изд. «наука» М., 1973 г., 495 с.

53. Ильяшук Ю.М. «Измерение и нормирование производственного шума», М., Профиздат, 1964 г., 319 с.

54. Информационный проспект фирмы «ТЕХНО-АС», г. Коломна, Московской области, а/я 4, 1998 г., 1 с.

55. Информационный проспект фирмы «ТСТ», Санкт-Петербург, ул. Розенштейна, 22, 2004 г., 2 с.

56. Клюев В. В. «Неразрушающий контроль и диагностика» (справочник), изд. «Машиностроение», М., 2003 г., 656 с.

57. Корякин A.B., Боровиков A.C. «Люминесцентная и цветная дефектоскопия», М., изд. «Машиностроение», 1972 г., 240 с.62 «Контроль качества сварки» (под редакцией д-ра, техн. наук, проф. В.Н. Волченко), М., изд. «Машиностроение», 1975 г., 328 с.

58. Кей Д., Леби Т. «Техника вакуумных испытаний», М-Л., изд. «Госэнергоиздат», 1949 г., 300 с.

59. Кузьминов С.А. «Сварочные деформации судовых корпусных конструкций», Л., изд. «Судостроение», 1974 г., 286 с.65 «Контроль качества сварки (под редакцией В.Н. Волченко), М., изд. «Машиностроение», 1975 г., 328 с.

60. Кузавков В.М., Розинов А.Я., Уткин В.Е. «Оценка непроницаемости корпусных конструкций с учетом воздействия испытательных, эксплуатационных и аварийных сред», Сб. трудов ЛОП НТОС им. акад. А.Н. Крылова, 1997 г., №27, с. 197-209.

61. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе И.В. «Теоретическая гидромеханика», Гостехиздат», М., 1955-1956 г.г.

62. Клюкин И.Н., Колесников А.Е. «Акустические измерения в судостроении» Л., изд. «Судостроение», 1968 г., 403 с.

63. Клюкин И.И. «Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах», Л., изд. «Судостроение», 1971 г., 416 с.

64. Контюри Л. «Акустика в строительстве», М., Госстройиздат, 1960 г., 235 с.

65. Карякин A.B., Боровиков A.C. «Люминесцентная и цветная дефектоскопия», М., «Машиностроение», 1972 г., 240 с.

66. Кочин Н.Е., Кибель H.A., Розе И.В. «Теоретическая гидромеханика», I и II, М., «Гостехиздат», 1955-1956 г.г., 350 е., 420 с.

67. Корн Г., Корн Т. «Справочник по математике для научных работников и инженеров», М., изд. «Наука», 1973 г., 831 с.

68. Крагельский Н.В. «Трение и износ», М., изд. «Машиностроение», 1968 г., 480 с.

69. Кузавков В.М., Розинов А .Я., Штайц В.В «Обоснование выбора методов и норм интегрального и локального контроля герметичности на стадии проектирования конструкций», «Дефектоскопия», № 1,2005 г., с. 53-59.

70. Кузавков В.М., Розинов А.Я., Уткин В.Е., Нарусинг В.А. «Испытание непроницаемости корпусных конструкций органо-аналитическим методом», Сборник трудов ЛОП НТОС им. акад. А.Н. Крылова, СПб, вып. № 27, 1997 г., с. 127-138.

71. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндин А.Е. «Техническая термодинамика», М., изд. «Наука», 1979 г., 512 с.

72. Кей Д, Лэби Т «Справочник физика-экспериментатора», Издательство иностранной литературы, 1949 г., 300 с.

73. Касилов С.А. «Очерки физиологии труда», М., изд. «Медицина», 1965 г., 360 с.

74. Кузавков В.М., Розинов А.Я., Соколов В.Ф., Рыдловский В.П., Уткин В.Е. «Новые средства контроля герметичности конструкций», «Технология судоремонта», № 2, 1998 г., с. 35-43.

75. Кузавков В.М., Розинов А.Я., Рыдловский В.П., Уткин В.Е. «Применение вакуумно-пузырькового метода для выявления сквозных дефектов металлических конструкций», «Монтажные и специальные работы в строительстве», № 9, 2000 г., с. 18-21.

76. Кузавков В.М., Розинов А.Я., Рыдловский В.П., Уткин В.Е. «Контроль герметичности сварных соединений корпусных конструкций с применением вакуумных камер», «Судостроение», № 1, 1999 г., с. 47-50.

77. Кузавков В.М., Розинов А.Я., Рыдловский В.П. «Повышение эффективности контроля локальной герметичности сварных соединений судокорпусных конструкций», «Сварщик», № 5, 2002 г., с. 48-49.

78. Г. Леман «Практическая физиология труда», М., изд. «Медицина», 1967 г., (перевод с немецкого), 270 с.

79. Ланис В.А„ Левина Л.Е. «Техника вакуумных испытаний», М., «Госэнергоиздат», 1963 г., 263 с.

80. Лемберский В.Б. «К вопросу об определении эквивалентного потока через сквозные дефекты», «Дефектоскопия», № 6, 1977 г., с. 57-61.

81. Лемберский В.Б., Орлов Б.А., Меркушев Ю.Ф. «О замене гидравлических испытаний воздушными», Сб. трудов «Испытания и контроль качества машин и приборов», вып. 13, 1972 г., с. 13-17.

82. Лямшев Л.М. «К теории излучения звука тонкими упругими оболочками и пластинами», «Акустический журнал», 1959 г., т. 5, вып. 4, с. 420-427.

83. Ляпунов В.Т. «Изоляция изгибных волн в пластинах с произвольным препятствием», «Акустический журнал», 1968 г., т. 13, вып. 2, с. 235-241.

84. Лямшев Л.М. «Отражение звука от движущейся тонкой пластины», «Акустический журнал», т. VI, № 4, 1960 г., с. 505-506.

85. Лойцянский Л.Г. «Механика жидкости и газа» М., изд. «Наука» 1987 г., 840 с.

86. Левина Л. Е., Сажин С. Г. «Общая характеристика и проблемы современной техники течеискания», «Дефектоскопия», № 6, 1978 г., с. 6-9.

87. Левина Л.Е. «Обобщенное эмперическое уравнение для описания процесса перетекания газов по малым каналам», «дефектоскопия», № 6, 1979 г., с. 94-98.

88. Лемберский В.Е., Виноградова Е.С. «О влиянии режима истечения на интерпретацию результатов контроля герметичности», «Дефектоскопия», № 6, 1979 г., с. 88-93.

89. Ланис В.А., Левина «Техника вакуумных испытаний», М-Л., Государственное энергетическое издательство, 1963 г., 263 с.

90. Лямшев Л. М. «К расчету акустического излучения турбулентного аэродинамического потока», «Акустический журнал», т. VI, № 4,1960 г., с. 472-477.

91. Маслов Б. Г. «Дефектоскопия проникающими веществами», М., «Высшая школа», 1991 г., 186 с.

92. Миннович И. Я., Перник А. Д., Петровский В. С. «Гидродинамические источники звука», Л., изд. «Судостроение», 1972 г., 158 с.

93. Макаров Э.Л. «Холодные трещины при сварке сталей», М., изд. «Машиностроение», 1981 г., 247 с.

94. Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леоньев Е.А. «Аэродинамические источники шума», М., изд. «Машиностроение», 1981 г., 480 с.

95. Мунин А.Г. «Авиационная акустика», М., изд. «Машиностроение», 1973 г., 448 с.

96. Мацкевич В.Д. «Сборка и сварка корпусов судов», изд. «Судостроение», 1968 г., 402 с.

97. Недосека А.Я. «Основы расчета и диагностики сварных конструкций», 2001 г., г. Киев, 815 с.

98. Новиков Ю.Н., Белов C.B. «Утечки газа через стык шероховатых поверхностей», «Известия ВУЗ «Машиностроение», № 11, 1981 г., с. 70-73.

99. Никифоров A.C., Будрин C.B. «Распространение и поглощение звуковой вибрации на судах», Л., изд. «Судостроение», 1968 г., 216 с.

100. Непомнящий Е. А. «Исследование и расчет звука воздушного винта», труды ЦИАМ, вып. 39, М., изд. «Оборонгиз», 1941 г., с. 22-31.

101. Новиков Ю. М., Белов С. В. «Утечка газа через стык шероховатых поверхностей», Известия ВУЗ, изд. «Машиностроение», № 11. 1981 г., с. 70-73.

102. ОСТ5.0170-81 «Контроль неразрушающий. Металлические конструкции». Газовые и жидкостные методы контроля герметичности», 81с.

103. OCT 5Р. 1180-93 «Суда. Методы и нормы испытаний на непроницаемость и герметичность», 130 с.

104. Ольсон Г. «Динамические аналогии» (перевод с английского), М., изд. «Иностранная литература», 1947 г., 224 с.

105. Паллер A.M., Соколов В.Ф. «Непроницаемость и герметичность металлических судов», изд. «Судостроение», 1967 г., 240 с.

106. Пасынский А.Г. «Коллоидная химия», М., изд. «Высшая школа», 1968 г., 232 с.

107. Патенты США № 2369278, № 2394320, № 2394321.

108. Постнов В.А., Калинин B.C., Ростовцев Д.М. «Вибрация корабля», JL, изд. «Судостроение», 1983 г., 248 с.

109. Петров Г.Л., Тумарев A.C. «Теория сварочных процессов», М., изд. «Высшая школа», 1977 г., 392 с.

110. Пименов В.В. «Электронозахватный течеискатель», «Дефектоскопия», № 6, 1977 г., с. 120-122.

111. Проспект фирмы «Ansonics Incorporated», New Mexico, Halfway, Oregon, 2 c.

112. Проспект фирмы «CTRL Systems Incorporated», Littlestomn Pike, Suite H, Westminster, 2 c.

113. Проспект фирмы «BRAMEC corporations» 3 с.

114. Проспект фирмы «SPM Instrument», Strängnäs, Sweden, 2 с.

115. Проспект фирмы «STD International», Brussels, 14 с.

116. Проспекты фирм «Sherwin, Bycotest, ELY Chemical Company», 2003 г., 20 с.123 «Приборы дня неразрушающего контроля материалов и изделий», под редакцией Клюева В.В., Кн. 1, М., изд. «Машиностроение», 1986 г., 487 с.

117. Розинов А. Я., Соколов В. Ф. «Совершенствование методов испытаний конструкций на непроницаемость», «Технология судостроения», № 2, 1964 г., с. 29-37.

118. Рогаль В. Ф., Грач П. К. «О влиянии некоторых факторов на продолжительность контроля герметичности керосином», «Дефектоскопия», №5, 1978 г., с. 85-87.

119. Рогаль В.Ф. «Акустическая эмиссия свободной и стесненной струи воздуха», «Дефектоскопия», № 1, 1979 г., с. 109-111.

120. Рогаль В. Ф. «О критерии оценки пороговой чувствительности ультразвукового течеискателя», «Дефектоскопия», № 5, 1980 г., с. 108-110.

121. Румянцев C.B., Добромыслов В.А., Борисов О.И., Азаров Н.Т. «Неразрушающие методы контроля сварных соединений», М., изд. «Машиностроение», 1976 г., 335 с.

122. Рогаль В.Ф., «О грубых моделях капиллярных неплотностей и контрольных течей», «Дефектоскопия», № 5, 1978 г., с. 101-102.

123. Розинов А.Я., Соколов В.Ф. «Совершенствование постройки судов на зарубежных верфях», «Технология судостроения», № 5, 1964 г., с. 14-22.

124. Рекламный проспект АО «Партнер», М., Рязанский проспект, с. 36.

125. Рыкалин H.H. «Расчеты тепловых процессов при сварке», изд. «Машгиз», 1951 г., 296 с.

126. Розинов А.Я. «Эффективность изменения последовательности сборки и сварки монтажных соединений», «Технология машиностроения», № 9, 2006 г., с. 38-42.

127. Ревков М.В., Кузнецов В.В, и др. «Исследование истечения воздуха и паровоздушной смеси через неплотности при до и закритических перепадах давлений», Труды ЛКИ, 1974 г., вып. 93, с. 87-92.

128. Розинов А.Я., Уткин В.Е. «Методика определения параметров акустического поля, возникающего при контроле герметичности с применением течеискателей», «Материалы по обмену опытом», Сб. НТО судостроителей №29. 1999 г., с. 210-218.

129. Розинов А.Я. «Физическая сущность и особенности расчета акустического излучения пузырькового эффекта при выявлении сквозных микронеплотностей», «Дефектоскопия», т. 41, № 5, 2005 г., с. 77-90.

130. Розинов А.Я. «Особенности диагностики и контроля герметичности водонепроницаемых уплотнений методом звукоизлучения», «Контроль. Диагностика», № 10,2006 г., с. 51-55.

131. Релей Д.В. «Теория звука», «Гостехиздат», 1955 г., 168 с.

132. Розинов А.Я. «Физическая модель выявления сквозных дефектов и методика определения параметров акустического поля, генерируемого зву-коизлучением», «Дефектоскопия», т. 40, № 11, 2004 г., с. 22-28.

133. Розинов А.Я. «Методика расчета акустических параметров средств контроля непроницаемости конструкций корпуса», «Материалы по обмену опытом», Сб. НТО им. акад. А.Н. Крылова, вып. 29, 1997 г., с. 163-172.

134. Розбери Ф. «Справочник по вакуумной технике», М., изд. «Энергия», 1972 г., 456 с.

135. Розинов А.Я. «Технологические особенности инструментальных методов акустического контроля локальной герметичности», «Технология машиностроения», № 1,2007 г., с. 61-65.

136. Розинов А.Я., Стрельченко Ю.Б. «Пределы выявляемое™ сквозных дефектов сварных соединений с применением пузырькового контроля герметичности», «Технология машиностроения», № 6, 2004 г., с. 54-57.

137. Розинов А.Я. «Физическая оценка рациональности применения жидкостных индикаторов при контроле локальной герметичности», «Дефектоскопия», № 7, т. 42,2006 г., с. 81-91.

138. Розинов А.Я., Кузавков В.М., Стрельченко Ю.Б. «Диагностика локальной герметичности конструкций на базе пузырькового эффекта», «Контроль. Диагностика», № 2 (80), 2005 г., с. 36-44.

139. Розинов А.Я. «Устойчивость ценообразования жидкостных индикаторов сквозных микронеплотностей», «Вестник технологии судостроения», № 14, 2006 г., с. 30-33.

140. Розина М.В., Яблонник Л.М., Васильев В.Д. «Неразрушающий контроль в судостроении. Справочник дефектоскопии», Л., изд. «Судостроение», 1983 Г., 152 с.

141. Розинов А.Я., Кузавков В.М., Рыдловский В.П. «Контроль герметичности судовых корпусных конструкций методом вакуумирования», «Вестник технологии судостроения», № 14, 2006 г., с. 34-37.

142. Розинов А.Я., Стрельченко Ю.Б. «Оценка рационального применения гидравлического и воздушного контроля локальной герметичности судовых конструкций», «Технология судоремонта», № 1, 2005 г., с. 45-56.

143. Рогаль В.Ф., Грач П.К. «О влиянии некоторых факторов на продолжительность контроля герметичности керосином», «Дефектоскопия», № 5, 1978 г., с. 85-87.

144. Румянцев C.B., Добромыслов В.А., Борисов О.И., Азаров Н.Т. «Неразрушающие методы контроля сварных соединений», М., изд. «Машиностроение», 1981 г., 336 с.

145. Розинов А.Я. «Соотношение уровней чувствительности гидравлического, воздушного и вакуумного методов выявления сквозных микронеплотностей», «Дефектоскопия», т. 42, № 2, 2006 г., с. 73-83.

146. Розинов А.Я. «О применении инструментальных методов контроля локальной герметичности», «В мире неразрушающего контроля», № 2 (32), 2006 г., с. 59-61.

147. Розинов А.Я., Кузавков В.М., Уткин В.Е., Нарусинг В. А., Синицкий В.А. «Совершенствование инструментальных методов испытаний на герметичность и непроницаемость корпусных конструкций», «Вестник технологии судостроения», № 4, 1998 г., с. 48-54.

148. Розинов А.Я., Кузавков В.М., Соколов В.Ф., Рыдловский В.П., Уткин В.Е. «Новые средства контроля герметичности конструкций», «Технология судоремонта», № 2, 1998 г., с. 44-51.

149. Розинов А.Я., Ярыгин О.В., Синицкий В.А. «Новые средства и технология контроля локальной герметичности на ПЭВМ», «Судостроение», № 3, 2002 г., с. 54-56.

150. Розинов А.Я., Ярыгин О.В. «Акустический метод контроля герметичности при помощи программно-управляемых средств», «Судостроение», № 4, 2000 г., с. 48-50.

151. Розинов А.Я., Ярыгин О.В. «Контроль герметичности судокорпусных конструкций с применением широкополосного акустического течеискателя», «Сборник докладов и тезисов докладов конференции «МОРИНТЕХ-2003», С.-Петербург, сентябрь 2003 г., с. 103-106.

152. Розинов А.Я. «Повышение качества и надежности контроля локальной герметичности на базе применения широкополосного акустического течеискателя», «Контроль. Диагностика», № 6,2006 г., с. 56-60.

153. Розинов А.Я. «Повышение чувствительности при выявлении дефектов акустическим неконтактным методом», «Технология машиностроения», № 2, 2003 г. и «Сварочное производство», № 11, 2002 г., с. 40-45.

154. Розинов А.Я., Ярыгин О.В. «Выявление сквозных микродефектов конструкций путем локализации акустических полей, создаваемых истечением воздуха», «Дефектоскопия», т. 40, № 6, 2004 г., с. 26-35.

155. Розинов А.Я., Кузавков В.М., Уткин В.Е. «Применение технологии инструментального контроля локальной герметичности корпусных конструкций», «Морской вестник», т. 2№ 1 (2), 2004 г., НТО СП им. А.Н. Крылова, с. 105-107.

156. Розинов А.Я., Кузавков В.М., Ярыгин О.В., Рыдловский В.П. «Проведение контроля локальной герметичности корпусных конструкций инструментальным методом с использованием пузырькового эффекта», «Вестник технологии судостроения», № 10, 2003 г., с. 78-83.

157. Спиридонов В.М. «Излучение звука в прямоугольный канал и помещения при изгибных колебаниях ограждающих конструкций», Сборник «Борьба с шумом на судах» Л., изд. «Судостроение», 1965 г., с. 391-407.

158. Скучик Е. «Основы акустики» (перевод с английского), М., изд. «Мир», 1976 г., т. 1Ю 520 с.

159. Столин В.Е., Бражников A.M., Духанин A.M., Касоев В.Г. «Основные направления и перспективы развития ультразвуковой шумодиагностики в дефектоскопии», «Дефектоскопия», № 4, 1971 г., с. 82-86.

160. Селиверстов М.И. «Акустический течеискатель», «Приборы и системы управления», № 6, 1973 г., с. 21-26.

161. Титов И.П., Суворин Б.Д., Марголин С.С. «Контроль герметичности изделий способом вакуумирования с использованием пенообразующих растворов и герметиков», «Авиационная промышленность», № 10, 1981 г., с. 69-72.

162. Титов И.П., Абрамов Е.М., Севрюкова И.И., Куличева И.И., Охрименко Г.И., Бондаренко В.М. «Совершенствование пневматического метода контроля герметичности», «Авиационная промышленность», № 9,1979 г., с. 77-78.

163. Тихомиров Б.А., Погодин Ю.М. «Метод решения прямой осеосим-метричной задачи расчета параметров потока в каналах с произвольной формой ограничивающих поверхностей», Труды ЛКИ, 1974 г., вып. 93, с. 131-140.

164. Трущенко А. А., Митрофанов П. С., Ратников Н. Я., Селин В. Ф. «Внедрение рациональной методики контроля герметичности в резервуаро-строении», Информационное письмо Института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР, № 31,1972 г, с. 1-3.

165. Трущенко А.А, «О контроле непроницаемости многопроходных сварных швов», Информационное письмо № 10 (353), 1965 г., ИЭС им. Е.О. Патона АН УССР, Киев, с. 1- 4.

166. Трущенко A.A., Арабаджи Б. «Внедрение рациональной методики контроля герметичности сварных соединений», Информационное письмо, № 13 (672), 1971 г., ИЭС им. Е.О. Патона АН УССР, Киев, с. 1-3.

167. Трущенко А. А., сб. «Неразрушающие методы контроля материалов и изделий», М., ОНТИПРИБОР, 1964 г., с. 503, 505, 507.

168. Тверской В. С. «О чувствительности метода акустического течеискания при пневматических испытаниях на герметичность», «Дефектоскопия», № 10, 1982 г., с. 88-90.

169. Трущенко A.A. «Рациональная методика проверки непроницаемости сварных соединений и вакуумный контроль», Киев, изд. «Реклама», 1970 г., 2 с.

170. Трущенко A.A. Сборник «Неразрушающие методы контроля материалов и изделий», М., ОНТИПРИБОР, 1964 г., с. 503-507.

171. Трущенко A.A. «Сквозные дефекты сварных соединений», «Дефектоскопия», № 6, 1978 г., с. 52-56.

172. Тимошенко С.П. «Колебания в инженерном деле», М., 1967 г., изд. «Наука», 444 с.

173. Трущенко А.А, «Исследование сквозных дефектов сварных соединений», «Информационное письмо института электросварки им. Е.О. Патона», № 50, 1976 г., 4 с.

174. Трущенко А.А, «Исследования строения сквозных пор сварных швов», «Информационное письмо института электросварки им. Е.О. Патона», №58, 1976 г, 4 с.

175. Трущенко A.A., Демидко В.Г., Кривда Н.Ф. «Распределение сквозных дефектов сварных швов», «Информационное письмо института электросварки им. Е.О. Патона», № 43, 1977 г., 4 с.

176. Федякин H.H. «О движении жидкостей в микронеплотностях», журнал физической химии XXXVI», № 7, 1962 г., с. 1450-1457.

177. Фролов В.В., Винокуров В.А., Волченко В.Н. и др. «Теоретические основы сварки», М., изд. «Высшая школа», 1970 г., 592 с.198 «Физика аэродинамических шумов» (под редакцией Римского-Корсакова), М., изд. «Наука», 1967 г., 107 с.

178. Федорова М.К., Закатова Т.Я, «Влияние формы сквозных дефектов на их выявляемость гидравлическим способом», «Дефектоскопия», № 11, 1982 г., с. 83-85.

179. Федорова М.К., Яблонник JI.M. «Классификация систем контроля герметичности», «Дефектоскопия», № 10, 1991 г., с. 88-91.

180. Харькевич A.A. «Спектры и анализ», Государственное издательство физико-математической литературы, 1962 г., 510 с.

181. Ханьжин П.С. «Некоторые причины не выявления дефектов при контроле герметичности изделий гелиевыми течеискателями», Труды ЦНИИ ТС, вып. LVI, изд. «судостроение», 1965 г., с. 24-32.

182. Чухрый Я. «Устройство для контроля вакуумным методом плоскости сварных соединений», «Prezeqlad Spawalniotwa», № 1, 1984 г., с 17-19.

183. Шкилько A. M., Борисов В. В., Одаренно M. JI. «Приборы и методы неразрушающего контроля», «Прочность и долговечность горных машин», М., изд. «Недра», 1975 г., 212 с.

184. Шюлле В. «Техническая термодинамика», ОНТИ, 1938 г., 520 с.

185. Шендлеров E.JI. «Излучение и рассеивание звука», JL, изд. «Судостроение», 1989 г., 301 с.

186. Шенфельд Н. «Неионогенные моющие средства. Продуты присоединения окиси этилена», М., изд. «Химия», 1956 г., 487 с.

187. Шварц А., Пери Дж., Берг Дж. «Поверхностные активные вещества», М., изд. «Иностранная литература», 1960 г., 655 с.

188. Щербинский В.Г. «Исследование надежности обнаружения различного ориентированных дефектов сварных швов», «Дефектоскопия», № 4, 1971 г., с. 41-45.

189. Юдин Е. Я. «Исследование шума вентиляторных установок и методов борьбы с ним», труды ДАГИ, вып. 713, М., изд. «Оборонгиз», 1958 г., с. 30-42.

190. Ярыгин О.В., Розинов А.Я. «Физические особенности процесса выявления сквозных микронеплотностей акустическим методом», «Вестник технологии судостроения», № 7, 2000 г., с. 32-35.

191. Bradsow Р, Farries D.H., Jonson R.F. «Turbulence in the noise production region of a circular jet», J, «Fluid Mech», vol. 18, 1961, p.p. 10-18.

192. Browne V, John J «Vacnum radial Flow from the Vise cone throughe the Molecul regime», «Vacuum», vol. 20, № 12, 1970 p.p. 525-533.

193. Corcos G.M. «Pressure Fluctuation in shear flowa», Univerts of Calif. Rep. Ser/ 183, № 2, July, 1962, p.p. 15-22.

194. Copal R., Ciaramitaro W. «Explrieces with diagnostic instrumentation in nuclear power plants», «Progress in nuclear energy», vol. 1, № 2-4, New series, 1977, p.p. 16-32.

195. Comperts M, Kihlmar T. «The sound transmission lpss of circular and slit-shaped apertures in walls», «Acustika», 1967, № 3, p.p. 53-61.

196. Cremer L. «Calculation of sound propagation in structures», «Acustika», № 5, 1953, p.p. 47-55.

197. Cremer L. «Die wissenscha ftlichen Grundlagen der Raumakustik», Bd. 1-3, Stuttgart, 1948-1961, p.p. 154-163.

198. Cremer L., Heckl M. «Körperschall-physikalische Grund-lagen und technische Anwendungend», Berlin-Heidelberg, New York, 1967, p.p. 38-45.

199. Cösele K. «Schallabstrahlung von Platten, die zu Biegeschwingungen angeregt», «Acustika», 1953, № 4, s. 28-37.

200. Comparts M., Kihlmar T. «Thesound transmission loss of circular and slit-shapead apertures in walls», «Acustika», № 3, 1967, p.p. 58-70.

201. Cassie, Palmer, ibid, 37, 156, 1941.

202. Dahm G, Chem. Jng. Techn., 45, №18, 117, 1973.

203. Englemann P «Leckratenminssung und Lecksuche», «Yakuumphysik und technik», Leipzig, Akademische Verlagsgesellschaft, 1978, 443 s.

204. Fisher M.J., Davies P.O. «Correlation measurements in nonfrozen pattern of turbulence», J, «Fluid Mech», vol. 19, 1964, p.p. 27-39.

205. Goldstein S. «Modern Development in Fluid Dynamick», vol. 1, Oxford, 1938, p.p. 5-36.

206. Hardy H. C. «Generalized theory for computing noise from turhilens in aerodynamic systems», Trans. Amer. Soc. Heat. Refringand Aircondit Engrs., vol. 69, New-Jork, 1964, p.p. 31-36.

207. Harris C, Crede С «Shock and vibration Gas Bulbles», vol. 1-3, New-York, 1961, p.p. 182-197.

208. Heckl M. «Schallabstrahlung von Platten bei punktförmigen Anregung», «Acustika». 1959, № 9, p.p. 58-66.230 «Helling Lecksuchgerat Fur Gase und Druckluft Systeme», 2 s.

209. Kuzavkow V.M., Rozinov A.Ya., Shtaits V.V., «Substantiation of Methods and Specifications for Integral and Local Tightness Inspection of Structures at the Design Stage», «Russia Journal of Nondestructive Testings», vol. 41, № 1,2005, p.p. 39-44.

210. Killen D., Патент Великобритании, № 1322050, 1973.

211. Lamb H «Hydrodynamics», isted, New Vork, 1945, Ch. 11.

212. Langhaar H.L, Journ. Appl-Mechan, 9, A-55, 1942.

213. Liqhthill «On sound qenerater aerodynamically», I. General theory. Proc. Roy. Soc 1952, A211, p. 584-587, II. Turbulense as source of sonnd, 1954, A222, p.p. 1-32.

214. Maxey E.M., Harrington G.T., Патент США, № 3718611, 1973 г.

215. Maidanik G., Kerwin E. «Influence of fluid loading on the radiation from ifinite plates below the critical frequency», JASA, 1966, vol. 40, № 5, p.p. 18-32.

216. Minaert M. «On misical air bulbles and Sound in Liquids», 1. Acoust. Sec. Amer, vol. 28, № 1, 1926, p.p. 20-26.

217. Miles J.W. «Pn the reflection of sound at an interface of relative motion», J. Acoust. Soc. America, 1957, 29, p.p. 226-228.

218. Meyer E. und Neumann E. «Physikakische und technische Akustik», Braunschweig, 1967, 208 s.

219. Newmann R. «Plast und Kautsch», 18, № 5, 1971, 340 s.242 «Produkt Katalog Werkstoffprüfung «Helling» GmbH, 40 s.

220. Powney, Addison, Transaction Far. Sociery, 33, 1243, 1937.

221. Produkt Katalog Zerstörungsfreie Materialpriifund Lecksuch - System SNP, Gruppe 61 Dichtigkeitspriifung, GmbH «Helling» Hamburg, Sylvesterallee 25 s.

222. Rozinov A. Ya. «Physical Evaluation of the Efficiency of Applying Liquid Judicators During Leakproofness Inspection», «Russian Journal of Nondestructive Testing», vol. 42, № 8, 2006, p.p. 551-557.

223. Rozinov A. Ya. «Physical Mechanism und Features of Calculating the Bub-ble-Effect-Jnitiated Acoustic Emission in the Detection of Through-Microleakage Regions», «Russian Journal of Nondestructive Testing», vol. 41, № 5,2005, p.p. 324-332.

224. Rozinov A. Ya. «A Physical Model for Detecting Penetrating Flaws und Methods for Determining the Parameters of Acoustic Fields Generated by Acoustic Radiation», «Russian Journal Nondestructive Testing», vol. 40, № 11,2004, p.p. 731-735.

225. Roth A and Amibani A «Sealing Factors, their measurements and in the design of vacuum qasket seals», «Jnt. Vac. Congress», vol. 2, № 3, 1966 p.p. 38-45.

226. Roth A. «The Influence of the surface ronghness on the specific leack rate of gasket seals», «Vacuum», vol. 20, № 10, 1970, p.p. 431-435.

227. Rozinov A. Ya. «Relations of the Sensitivity Levels of the Hydraulic, Air and Vacuum Methods for Detecting Through Microscopic Incompact Regions, «Russian Journal ofNondestructive Testing», 2006, vol. 42, № 2, p.p. 126-133.

228. Rozinov A. Ya. «Increasing the sensitivity in the detection of continuous defects by the acoustic non-contact method», «Welding International», 2003, vol. 17, №4, p.p. 328-332.

229. Strasberg M. «Gas Bubbles as Sources of Sound in Liquids», 1. Acoust. Sec. Amer, vol. 28, № 1, 1926, p.p. 20-26.

230. Szudrowicz B. «Einfluß der Biegesteifigkeit auf die akustische Eigenschaften der Leichttrännwande», Budapest, 1967, 127 s.

231. Shapiro A.H., Siegel R, Klint S.I., Proceeding of the Zug US National Congress of Applied Mechanics American Society of Mechanical Engineers, New lork, p.p. 43-52.

232. Schoch A, «Zum Einflub der setlichen Begrenzunqauf die Schallduch-lassigkeit ein facher Wände», «Acustika», 1954, Bd. 4, № 1, p.p. 42-57.

233. Schoch A, Feherk «The Mechanism of Sound Transmission Through Single Leaf Partions, in using Small Scale Models», «Acustika», 1958. vol. 8, № 1-6, p.p. 82-94.259 «Ultrasonic News», vol. VI, N 1, 1982, p. 1.

234. Wächtler К «Methoden der Dichtritsprufung», «Maschinenmarkt, 1979, B. 85, №53, p.p. 1057-1059.

235. Wagner K. «Die Ausbreitung des Schalles in Gebäuden», «ENT», 1937, Bd. 4, № 2, p.p. 74-87.

236. Westphal W. «Zur Schallabstrahlung einer zu biegeschwingungen angeregten Wand», «Akustische Beihefte», № 3, 1954, p.p. 16-25.321