автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Исследование электромагнитных методов контроля и разработка средств дефектоскопии с повышенной разрешающей способностью

Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР"

Исследование электромагнитных методов контроля и разработка средств дефектоскопии с повышенной разрешающей способностью

Специальность 05.11.13 "Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий"

УДК 620.179.14

На правах рукописи

Бизюлев Александр Николаевич

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

\

Москва 2003

Работа выполнена в ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр"

Научный руководитель: доктор технических наук

Мужицкий В.Ф.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Запускалов В.Г.

доктор технических наук, профессор Покровский А.Д.

Ведущая организация: ФГУП ВНИИЖТ (129851, г. Москва, ул. 3-я Мытищинская д.10)

Защита состоится 3 сентября 2003г. в 10.00 часов на заседании диссертационного Совета Д520.010.01 в "Научно-исследовательском институте интроскопии МНПО "Спектр" по адресу: 119048, г. Москва, ул. Усачева д. 35, стр. 1.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке ЗАО МНПО "Спектр".

Автореферат разослан 28 июля 2003г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

К.Т.Н.

Туробов Б.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Процесс производства различного класса изделий и их безопасной эксплуатации невозможен без контроля их качества неразрушакмцими методами. Важное место среди них занимает вихретоковый метод, который обеспечивает высокую надежность обнаружения поверхностных дефектов, высокую скорость контроля, возможность бесконтактного съема информации и является экологически безопасным.

Основными задачами неразрушающих методов контроля металлоизделий являются обнаружение дефектов сплошности и оценка их геометрических параметров. Все они удовлетворительно решены при вихретоковом методе контроля применительно к отдельно взятым дефектам.

В большинстве случаев в реальных изделиях, испытывающих механические нагрузки, дефекты сплошности возникают и развиваются локальными группами. При близком расположении дефектов в группе их магнитное поле идентично магнитному полю одного крупного дефекта, а в общем случае, в зависимости от условий измерения, расстояния между дефектами и их геометрических параметров, может иметь довольно сложный вид. С помощью существующей аппаратуры не всегда удается определить, является ли полученное распределение магнитного поля над поверхностью контролируемого изделия сигналом от одиночного дефекта большой глубины или сигналом от группы нескольких более мелких дефектов, что особенно важно при оценке остаточного ресурса изделия.

В связи с этим особо актуальны задачи анализа магнитного поля группы дефектов, связанные с их разрешением, повышением точности оценки глубины отдельного дефекта, входящего в состав группы, а также совершенствованием средств вихретоковой дефектоскопии и их метрологического обеспечения с точки зрения повышения их разрешающей способности.

Без восстановления магнитных полей отдельных дефектов в группе удовлетворительно решить задачу оценки их глубины невозможно. Задача восстановления магнитного поля дефекта относится к классу обратных задач, для решения которых требуются хорошо разработанные модели дефектов сплошности и достаточно мощные математические методы. Алгоритмы для их реализации требуют привлечения значительных вычислительных ресурсов, что соответственно сказывается на стоимости оборудования.

Контроль реальных изделий связан с необходимостью отстройки от мешающих факторов, вызванных состоянием объекта контроля. При контроле вихретоковым методом эта проблема не вызывает больших затруднений, так как распределение магнитного поля поверхностного дефекта достаточно локально в отличие от поля структурных неоднородностей. Особые трудности возникают при измерении магнитного поля дефекта с повышенным зазором (до 15 мм), когда спектр помех практически не отличается от спектра полезного сигнала. В этом случае обычные методы частотной фильтрации не дают приемлемых результатов.

РОС. ^!'И.>НАЛЬНАЯ

Для решения поставленных задач перспективным является разработка математических методов предварительной обработки информации, методов интерпретации результатов измерений и реализация их алгоритмов в программном обеспечении вихретоковых дефектоскопов.

Цель работы.

Основной целью диссертации является повышение разрешающей способности средств вихретоковой дефектоскопии, разработка методов обработки магнитного поля дефектов, образующих группу в электропроводящем изделии, и создание приборов для контроля необработанных литых изделий с повышенной шероховатостью поверхности.

Задачи исследований.

Для достижения сформулированных целей был решен ряд важных задач:

1. Разрешение группы дефектов по топографии магнитного поля. Оценка минимального расстояния разрешения группы дефектов.

2. Разработка методов предварительной математической обработки информации и интерпретации результатов измерений с использованием цифровой обработки сигналов.

3. Разработка средств вихретоковой дефектоскопии для контроля изделий с повышенной шероховатостью поверхности. Реализация разработанных методов обработки магнитного поля группы дефектов в программном обеспечении вихретоковых дефектоскопов.

Научная новизна.

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования магнитного поля группы дефектов. Дана оценка минимального расстояния разрешения группы дефектов, что позволяет на практике выбирать условия контроля (диаметр преобразователя, величина зазора) для обеспечения требуемой разрешающей способности.

2. Разработаны методы обработки магнитного поля дефекта, обеспечивающие эффективное выявление сигнала от дефекта на фоне помех, вызванных состоянием объекта контроля. Предложена новая оконная функция, которая применительно к цифровой фильтрации сигналов позволяет наиболее эффективно удалять из сигнала случайный шум.

3. Предложен способ разрешения группы дефектов по топографии магнитного поля с восстановлением распределений магнитных полей отдельных дефектов в группе, который позволяет не только эффективно выявлять поверхностные дефекты, но и оценивать степень опасности (глубины) отдельного дефекта, входящего в состав группы.

Практическая ценность.

Разработанные методы обработки магнитного поля группы дефектов становятся основой программного обеспечения вихретоковых дефектоскопов, предназначенных для обнаружения дефектов типа трещин и оценки их глубины на поверхности изделий с повышенной шероховатостью.

На основе проведенных исследований созданы и внедрены в промышленность вихретоковые дефектоскопы типа ВД-12НФМ, ВД-12НФП, модифицированный дефектоскоп ВД-87НСт и автоматизированные установки для контроля нефтепромыслового оборудования.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Научно-методический подход к решению задачи повышения разрешающей способности в вихретоковой дефектоскопии на основе анализа магнитного поля группы дефектов.

2. Способ распознавания сигнала от дефекта на фоне помех.

3. Обоснование эффективности использования параметрической оконной функции при цифровой фильтрации сигналов.

4. Способ разрешения группы дефектов по топографии магнитного поля с восстановлением распределений магнитных полей отдельных дефектов в группе.

5. Созданные средства вихретоковой дефектоскопии.

Личный вклад автора.

При непосредственном участии автора созданы вихретоковые дефектоскопы типа ВД-12НФМ, ВД-12НФП, модифицированный дефектоскоп ВД-87НСт и установки применительно к контролю деталей и узлов железнодорожного подвижного состава, контролю поверхности действующих магистральных трубопроводов, автоматизированному контролю нефтепромыслового оборудования. Автор принимал непосредственное участие в освоении серийного производства вихретокового дефектоскопа ВД-12НФМ.

Автором разработано программное обеспечение для созданных вихретоковых дефектоскопов.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на: 4-й международной научно-технической конференции "Качество машин" (г. Брянск, 2001г); 3-й международной конференции "Диагностика трубопроводов" (г. Москва, 2001г.); 3-й международной конференции "Компьютерные методы и обратные задачи в неразрушающем контроле и диагностике" (г. Москва, 2001г.); 12-й международной деловой встрече "Диагностика-2002" (Турция, 2002г.); 8 th ECNDT (Barcelona, 2002г.); 16-й Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" (г. Санкт-Петербург, 2002); Всероссийской конференции с международным участием "Сварка на рубеже веков" (г. Москва, 2003г.).

Публикации.

Материал диссертации опубликован в 17 печатных изданиях, в том числе в журналах "Контроль. Диагностика" и "Дефектоскопия".

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 123 наименований; содержит 5 таблиц и 72 иллюстрации. Общий объем диссертации составляет 130 страниц.

Во введении дана оценка состояния проблемы, изложены основные цели диссертации, а также ее общая характеристика.

В первой главе дан литературный обзор по современному состоянию рассматриваемых в диссертации вопросов: проведен анализ состояния теоретических и экспериментальных исследований в области вихретоковой дефектоскопии; рассмотрены некоторые вопросы разработки вихретоковых дефектоскопов.

Анализ показал необходимость разработки методов предварительной математической обработки информации и интерпретации результатов измерений, а также совершенствования средств вихретоковой дефектоскопии и их метрологического обеспечения с точки зрения повышения их разрешающей способности.

Во второй главе проводится анализ влияния размеров вихретокового накладного преобразователя на измерение магнитного поля дефекта; рассматриваются возможности разрешения группы дефектов по топографии магнитного поля; приводится оценка минимального расстояния разрешения группы дефектов.

Учет размеров преобразователя сводится к выбору модели поверхностного дефекта, наиболее полно описывающей зависимость выходных сигналов дефектоскопа от размеров преобразователя. За основу выбрана токовая модель дефекта, полученная для случая намагничивания изделия накладным индуктором радиуса Л (для плоской катушки):

где Н0„ = Н0е1<л - приложенное поле; со = 2я/" - частота намагничивающего поля; А - глубина дефекта; 2Ь - ширина дефекта; г - зазор; х - координата точки

измерения магнитного поля дефекта; Р- поправочный коэффициент.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

\е (1)

Зг

Поправочный коэффициент Р из выражения (1) определяется по формуле:

P=PR+iPJ, (2)

где

РЯ= 2+П1 , Р,=--(3)

(1 + Я2)2 + 1 (1 + Л2) +1

Параметр Пг устанавливает связь между параметрами дефекта и электрофизическими свойствами материала, в котором находится дефект, и определяется как

п - Ч^ммоо- (4)

2 2Ъ ц 2// ' где ц- относительная магнитная проницаемость; /¿о=4л*10'7 Гн/м - магнитная постоянная; <т - удельная электрическая проводимость; р - обобщенный параметр дефекта при нормальном намагничивании, который определяется по формуле:

Р-Ь^-. (5)

Установлено, что выражение (1) хорошо отражает влияние зазора при измерении магнитного поля дефекта преобразователем радиуса' Л, однако оно не учитывает возникающее при этом усреднение поля.

В связи с этим, усредненное значение (с учетом диаметра преобразователя 2>=2Л) нормальной составляющей магнитного поля дефекта вычислялось по формуле:

__. х+Л

= ± \Нг{х,2)ёх. (6)

На рис. 1 представлено распределение магнитного поля поверхностного дефекта, полученное с учетом диаметра преобразователя.

Рис. 1. Распределение магнитного поля поверхностного дефекта в зависимости от диаметра преобразователя

Экспериментально полученные данные показали, что с изменением диаметра преобразователя происходит изменение амплитуды и ширины топографии магнитного поля дефекта.

На рис. 2 изображена зависимость амплитуды магнитного поля дефекта Нгт и ширины ¿(¡.5 топографии его магнитного поля на уровне половины амплитуды от диаметра преобразователя.

При им|п И мм

а) б)

Рис 2. Зависимость амплитуды а) и ширины топографии магнитного поля дефекта на уровне половины амплитуды б) от диаметра преобразователя

Как следует из рис. 2, амплитуда магнитного поля дефекта возрастает с увеличением диаметра преобразователя, при этом существенное приращение она получает при диаметре преобразователя D>z. Начиная с определенного значения D (D=21,6 мм для й=5 мм при z=l мм) амплитуда магнитного поля дефекта начинает уменьшаться, что соответствует случаю искажения топографии поля дефекта из-за эффекта усреднения при измерении поля дефекта преобразователем конечных размеров.

Погрешность оценки амплитуды магнитного поля дефекта при изменении диаметра преобразователя от 0,2 до 21,6 мм увеличивается до 70%. С увеличением глубины дефекта от 0,5 до 5 мм она снижается на 10-20%, а с увеличением зазора от 0,5 до 5 мм - уменьшается до 5%. При измерении магнитного поля дефекта глубиной от 0,5 до 5 мм преобразователем диаметром D<z погрешность оценки его амплитуды не превышает 20%.

Ширина топографии магнитного поля дефекта, измеренная на уровне половины амплитуды преобразователем диаметром Z)<z, остается практически постоянной, а с дальнейшим увеличением диаметра преобразователя происходит ее линейный рост. Расчеты показали, что с увеличением диаметра преобразователя от 0,2 до 21,6 мм ширина топографии магнитного поля дефекта на уровне половины амплитуды увеличивается до 3,3 раз по сравнению с соответствующим расчетным значением (1).

Топография магнитного поля группы дефектов зависит от их геометрических параметров и расстояния между ними. Поэтому более полные сведения о магнитном поле группы дефектов можно получить на основе рассмотрения ее теоретической модели.

Для простоты расчетов была рассмотрена группа из двух поверхностных дефектов:

Зг

я

г + А,

Н0п2Ь2

(х + Ах)2+г2

х2+(г + к1)2

_г + А;

(х + Дх^+^ + йг)2

№

Ь

Зг

(7)

где 2ЬХ и к\ - соответственно ширина и глубина первого дефекта; 2Ь2 и А2 -

соответственно ширина и глубина второго дефекта; Р\,Рг- поправочные коэффициенты соответственно для первого и второго дефектов; Аде -расстояние между дефектами.

Выражение (7) отображает значение поля группы дефектов в точке. Поэтому для учета усреднения поля дефекта преобразователем диаметра Э использовалось выражение (6).

При измерении магнитного поля группы дефектов преобразователем конечных размеров наблюдается ухудшение условий разрешения соседних дефектов в группе (рис. 3).

Экспериментально полученные данные показали, что при расстоянии Ах между дефектами максимумы, соответствующие отдельным дефектам в группе, хорошо различаются, но при увеличении диаметра преобразователя они практически сливаются.

Рис. 3. Распределение магнитного поля группы из двух поверхностных дефектов в зависимости от диаметра преобразователя

Группа из двух поверхностных дефектов разрешается по топографии магнитного поля (количество максимумов в распределении магнитного поля группы дефектов равно числу дефектов в группе), если величина локального минимума нормальной составляющей суммарного поля по отношению к одному из максимумов составляет не более 75%, т.е.

Н^(Ах)/Я^(Ах) <0,75. (8)

При этом следует заметить, что в том случае, когда величины максимумов магнитного поля группы дефектов различаются между собой, необходимо выбирать меньший из них.

Величина Дхт, удовлетворяющая выражению (8), является минимальным расстоянием разрешения группы дефектов.

На рис. 4 представлен график зависимости минимального расстояния разрешения группы из двух поверхностных дефектов по топографии магнитного поля от диаметра преобразователя.

Рис. 4. Зависимость минимального расстояния разрешения группы из двух поверхностных дефектов от диаметра преобразователя

Как следует из рис. 4, при измерении магнитного поля группы из двух поверхностных дефектов преобразователем диаметром /Кг минимальное расстояние их разрешения остается практически постоянным, а с дальнейшим увеличением диаметра преобразователя происходит его линейный рост.

Проведенные расчеты показали, что разница между значением минимального расстояния разрешения группы из двух поверхностных дефектов в случае, когда учитывается диаметр преобразователя, и соответствующим расчетным значением (7) составляет не более 3 раз. Изменение глубины дефекта от 0,5 до 5 мм приводит к увеличению минимального расстояния разрешения в 1,3 раза, а с увеличением зазора от 0,5 до 5 мм оно возрастает до 2,5 раз.

При измерении магнитного поля группы дефектов их амплитуда отличается от значения, которое имели бы поля дефектов по отдельности, без взаимовлияния друг на друга. Установлено, что при измерении магнитного поля группы из двух поверхностных дефектов глубиной от 0,5 до 5 мм, находящихся на минимальном расстоянии их разрешения по топографии магнитного поля от 0,8 до 9,1 мм, преобразователем диаметром /Кг погрешность оценки амплитуды магнитного поля отдельного дефекта в группе составляет не более 30%, что на 10% больше погрешности оценки амплитуды магнитного поля одиночного дефекта. При этом сохраняются все особенности, присущие оценке амплитуды магнитного поля одиночного дефекта.

Полученные данные справедливы для группы из двух поверхностных дефектов. При увеличении количества дефектов в группе происходит рост погрешности оценки амплитуды магнитного поля отдельного дефекта в группе (рис. 5). Поэтому наибольший интерес представляют собой группы из N дефектов, находящихся на минимальном расстоянии их разрешения по топографии магнитного поля.

Рис. 5. Зависимость погрешности оценки амплитуды отдельного дефекта от количества дефектов в группе

Из рис. 5 видно, что при увеличении количества дефектов в группе от 2 до 100 погрешность оценки амплитуды магнитного поля отдельного дефекта возрастает до 90%. При этом наиболее интенсивный рост погрешности происходит при увеличении TV от 2 до 30.

Проведенные исследования показали, что даже при близком расположении дефектов в группе, когда расстояние между дефектами меньше минимального расстояния разрешения по топографии магнитного поля, область разрешения дефектов можно увеличить путем математической обработки измеренного магнитного поля группы дефектов на основе спектрального или дифференциального анализа по второй производной.

Установлено, что дифференциальный анализ (рис. 8) является более информативным, чем спектральный (рис. 66, 76), поскольку при вычислении спектра осуществляется интерполяция (сглаживание) кривой распределения магнитного поля группы дефектов, а следовательно, ухудшается разрешение дефектов в группе. Поэтому разрешение по спектру идентично разрешению по топографии магнитного поля.

Как показали результаты исследований, даже в случае неразрешения группы дефектов по топографии магнитного поля в распределении второй производной магнитного поля группы дефектов (рис. 86) имеются отрицательные экстремумы, количество и расположение которых соответствует количеству дефектов в группе и координатам их расположения.

Рис. 6. Распределение магнитного поля группы дефектов а) и его спектр б) при разрешении по топографии магнитного поля

Рис. 7. Распределение магнитного поля группы дефектов а) и его спектр б) при неразрешении по топографии магнитного поля

Рис. 8. Дифференциальный анализ магнитного поля группы дефектов а) при разрешении по топографии магнитного поля; б) при неразрешении по топографии магнитного поля

Результаты проведенных расчетов показали, что область разрешения группы дефектов по второй производной увеличивается в 1,5-2 раза по сравнению с разрешением по топографии магнитного поля (рис. 9).

а) б)

Рис. 9. Зависимость минимального расстояния разрешения группы дефектов по топографии магнитного поля а) и по второй производной б) от величины зазора

В диссертации рассмотрен ряд ограничений на область применения дифференциального анализа. Показано, что при наличии шумов и помех (рис. 10) в исходном распределении магнитного поля, при близком расположении дефектов в группе, а также при повышенном зазоре разрешение группы дефектов становится невозможным как по топографии магнитного поля, так и по его второй производной.

Лрв И-к2-КЗ~2 им, 4М-2ИМ,0-З им л «-1,5 мм

Кмпюнпгмк-а

а) б)

Рис 10. Распределение магнитного поля группы дефектов а) и его вторая производная б) при наложении высокочастотного шума

Установлено, что для наиболее эффективного решения данной проблемы необходимо применение методов цифровой фильтрации сигналов. Такой подход обусловлен возрастанием роли цифровых методов обработки информации, которые, с одной стороны, обеспечивают большую точность и помехоустойчивость аппаратуры, а с другой - позволяют реализовать схемы цифровых фильтров на основе микропроцессоров.

В третьей главе приведены методы предварительной математической обработки информации и интерпретации результатов измерений. Рассмотрен способ выявления и удаления тренда из измеренного сигнала. Предложены способ распознавания сигнала от дефекта на фоне помех и способ разрешения группы дефектов по топографии магнитного поля с восстановлением распределений магнитных полей отдельных дефектов в группе. Рассмотрены способы цифровой фильтрации сигналов. Предложена новая параметрическая оконная функция.

Суть указанных способов сводится к следующему.

При контроле поверхности изделий выходной сигнал преобразователя обычно содержит низкочастотную составляющую, намного превышающей ширину топографии магнитного поля дефекта, которую называют трендом. Тренд может быть линейным и нелинейным.

В общем случае тренд Нт(х) измеренного сигнала интерполируется полиномом степени К:

Нт(х)=%Вкхк. (9) *=о

Коэффициенты Вк в формуле (9) определяются методом наименьших квадратов, на основе минимизации функционала:

, (10)

/=1

где Н^ (х, г) - измеренное магнитное поле дефекта; N - количество измеренных точек.

Качество восстановления исходного сигнала зависит от отношения его длительности к ширине топографии магнитного поля дефекта.

Как показали проведенные исследования, обычно не рекомендуется использовать полином степени К>2. Для сигналов малой длительности (соизмеримых с шириной топографии магнитного поля дефекта) удаление полиномиального тренда более высокого порядка приводит к тому, что тренд начинает воспроизводить форму сигнала.

Восстановленный сигнал после удаления тренда определяется выражением:

Нг(х,2) = Н?{х,2)-Нт(х). (11)

На рис. 11 приведена дефектограмма до и после удаления полиномиального тренда 4-го порядка, отснятая с помощью вихретокового дефектоскопа ВД-12НФП на образце с искусственным дефектом.

г

Мся*ДИыА «иная и и»«иии—яьиы1 ту «ид 4ч* ■►ТИМ»

1 200 а ■-1000 1" В еоо I- * » | о J -300 1Ш

0 90 ЮО 190 Ж Ж Ж Кншчаив* иеигм - ■

а) б)

Рис 11 Удаление нелинейного тренда из измеренного сигнала а) исходный сигнал; б) восстановленный сигнал

Как следует из приведенных на рис. 11 кривых, после удаления полиномиального тренда измеренный сигнал имеет более удобную для дальнейшего анализа форму.

Экспериментальные исследования, проведенные на образцах с искусственными дефектами, показали, что в области распределения магнитного поля дефекта [ль тренд сигнала близок к линейному:

Нт Ос) = Н2 (х, ,2)+Н*(х» '2)~Н*(Х''г) Ос - х,). (12) ХЫ~Х1

При контроле вихретоковым методом с повышенным зазором (до 13 мм) возникает необходимость отстройки от мешающих факторов, вызванных состоянием объекта контроля. В этом случае спектр помех практически не отличается от спектра полезного сигнала и обычные методы частотной фильтрации не дают приемлемых результатов. На рис. 12 приведена дефектограмма, отснятая на образцах насосных штанг с искусственными дефектами типа трещин вихретоковым дефектоскопом ВД-87НСт с проходным дифференциальным преобразователем при коэффициенте заполнения трЮ,5.

Рис. 12. Дефектограмма, отснятая на образцах насосных штанг а) образец с тремя поверхностными дефектами; б) образец без дефектов

Для решения данной проблемы предложен способ распознавания сигнала от дефекта на фоне помех, сущность которого заключается в корреляционной обработке сигнала с последующей цифровой фильтрацией.

Для проведения корреляционной обработки в качестве опорного сигнала использовалась токовая модель дефекта. С целью приведения опорного и измеренного сигнала использовались следующие способы нормирования:

~ .(«.»)■ дН°}п'г)1дх..М 13)

я

г норм*

(14)

шах[9Я^ (х,г)1дх\

где <т& - среднеквадратичное отклонение измеренного сигнала.

На основе нормированных функций (13) и (14) рассчитывалась корреляционная функция:

N

р-М,

но/ж

норм*

,(*„*)• (15)

Использование методов цифровой фильтрации в совокупности с фильтрацией сигнала по соотношению "Амплитуда/Длительность импульса" позволило повысить соотношение "Сигнал/Шум" и установить пороговый уровень разбраковки (рис. 13).

V'

¡V

!" &04

|м

I"

Дмшччудм» иирстшя обраб«ма

................. ■ г

-

шш

100 300 ЭОО 440 «о

Количеств «кч*1и • ■

а)

Амапя|уди«нтр«тм«я »брябвтж*

ЭОО 300

Кмнмпо *тша •

б)

Рис. 13. Сигнал после обработки а) образец с тремя дефектами; б) образец без дефектов

Предложенный способ реализован в технологических линиях по ремонту насосных штанг при обработке выходных сигналов вихретоковых дефектоскопов ВД-87НСт.

В диссертации рассмотрены способы цифровой фильтрации сигналов.

Известно, что основные проблемы цифровой фильтрации связаны с дискретизацией непрерывного сигнала для получения его цифрового аналога, а также с вопросами его восстановления из цифрового сигнала.

Исследования показали, что решение этих задач наиболее эффективно с помощью преобразования Фурье, которое используется для описания аналоговых и дискретных сигналов в частотной области:

НисоТ)= ^И{пТ)е-]шлТ, (16а)

со

т я/Т

А(иГ) = — |#(уй>7>у<апГЛу. (166)

-я!Т

Коэффициенты ряда Фурье А(л7) фактически представляют собой импульсную характеристику цифрового фильтра, которая является бесконечной.

Одним из возможных способов получения цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой является усечение бесконечного ряда (16а) до конечного числа членов. Однако прямое усечение уравнения (16а) для получения цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой не обеспечивает хороших результатов.

Для получения конечных весовых последовательностей Цл), называемых окнами или оконными функциями используется метод взвешивания. Оконные функции модифицируют коэффициенты Фурье в уравнении (16а) для получения импульсной характеристики ка(п) конечной длительности:

А0(и) = А(л)и<л). (17)

Поскольку умножение двух последовательностей во временной области эквивалентно свертке двух частотных характеристик в частотной области, метод взвешивания обеспечивает сглаживание выбросов первоначальной частотной характеристики, т.е. подавление ее отклонений и пульсаций:

Нт(х,2)= ¿#г(х+и,г)М«), л = 0,1...ДО-1. (18)

х=0

Установлено, что удовлетворительные результаты по разрешению группы дефектов при дифференциальном анализе получаются в результате применения поэтапной цифровой фильтрации с последующим дифференцированием полученного распределения, приведенного на рис. 14.

в) г)

Рис. 14. Поэтапное применение цифровой фильтрации

а) исходное распределение; б) цифровая фильтрация исходного распределения; б) вторая производная; в) восстановленный сигнал

Таким образом, в результате использования поэтапной цифровой фильтрации, можно существенно расширить область применения дифференциального анализа магнитного поля группы дефектов.

Оконные функции широко применяются при спектральном анализе сигналов с целью уменьшения влияния случайных помех. В зависимости от вида оконной функции полученный сигнал будет в той или иной степени отличаться от исходного.

Проведенные исследования показали, что для удовлетворительного решения задачи эффективного удаления помех из измеренного магнитного поля дефекта необходимо использовать оконные функции с максимальным уровнем первого бокового лепестка не более -32 дБ.

Анализ существующих оконных функций (прямоугольное окно, треугольное окно, окно Ханна, Хэмминга, Наттолла, Гауссовское и окно Чебышева) показал, что во многих из них отсутствуют параметры настройки, т.е. они не являются параметрическими функциями. Поэтому наиболее подходящую для данного вида сигналов оконную функцию приходится выбирать из общей совокупности на основе предварительных исследований, что вызывает определенные трудности.

Установлено, что наиболее целесообразным является конструирование оптимальной оконной функции для конкретных задач, а не выбор одной из числа уже известных.

Применительно к исследованию магнитных полей дефектов предложена параметрическая оконная функция, полученная из аналитического выражения для магнитного поля токовой модели внутреннего дефекта, состоящей из двух противоположно текущих линейных токов:

Цх) =

_А___Р2

(х-Ах)2 + р] (х-&х)2 + р\

(19)

Рг~Р\

где ри рг - глубины залегания токов {р\<рг*Щ\ Дх - координата расположения токов.

Параметрическая оконная функция удовлетворяет следующим граничным условиям:

ы(0) = м>(Ы) = 0; ы(Ах) = 1, где х = 0..ЛГ, Дх = N12. (20)

С учетом граничных условий (20) и формулы (19) получена аналитическая зависимость параметров рх и рг от длительности сигнала Ы:

N = 2^;. (21)

На рис. 15 представлена параметрическая оконная функция и ее амплитудно-частотная характеристика.

Пармпрачшм акма

П|>1М1|1И'ИСМ1 им»

а) б)

Рис. 15. Параметрическая оконная функция а) и ее АЧХ б)

*

Изменяя параметры р1 и р2 оконной функции (19), можно существенно изменять ее характеристики, добиваясь оптимального результата в подавлении случайного шума в сигнале. При этом они могут перекрывать практически весь интервал характеристик, присущих стандартным оконным функциям. Кроме того, аналитическое выражение параметрической оконной функции содержит только алгебраические операции (в отличие от стандартных, которые содержат тригонометрические функции), что значительно упрощает ее в реализации.

Серия проведенных экспериментов по восстановлению магнитного поля дефекта с использованием параметрической оконной функции, показала ее высокую эффективность.

Восстановление магнитных полей отдельных дефектов в группе осуществляется путем минимизации функционала, состоящего из теоретической модели магнитного поля группы дефектов и экспериментально измеренного поля:

ПЛМ) = £ ["" (*>*) ~ Н1 (*.+ &(х> г>> (22)

х=а

где Н;(х,г) - теоретическая модель группы дефектов; Н?(х,г) - измеренное магнитное поле; N - длительность измеренного сигнала; у - параметр регуляризации О), [м2].

Параметр регуляризации у показывает степень влияния дополнительного функционала х, г) и используется для уменьшения погрешности восстановления магнитного поля группы дефектов.

Дополнительный функционал г) определяется выражением:

~д2Н?(х,г) д2н1(х,г)12 дх2

С1(х,г)=%

х=0

дх1

(23)

где

д2НтЛх,г)

дх' д2Н?(х,г) дх2

- вторая производная теоретической модели группы дефектов;

- вторая производная измеренного магнитного поля.

В качестве теоретической модели группы дефектов использовалась система углубленных линейных токов:

Ягг(*,г)=|;Л /* 2, (24) к=1 (х-АхкУ+глк

где Jk - плотность тока; Лхк - координата точки расположения тока; гк - глубина залегания тока; К- количество дефектов в группе, и токовая модель:

к=1

г + К

(25)

\(х-Ьхк)2+г2 (*-Дх*)2+(г + **)2. где У* - плотность тока; Лхк - координата расположения дефекта; Ик - глубина дефекта; г - зазор.

Количество дефектов в группе и координаты их расположения определяются на основе дифференциального анализа распределения магнитного поля группы дефектов независимо от того, есть ли разрешение группы дефектов по топографии магнитного поля или нет.

Поиск минимума функционала осуществлялся методом конфигураций путем изменения значений параметров У, г и Л, при этом, значения, соответствующие минимуму функционала, выбирались в качестве параметров, характеризующих магнитное поле отдельных дефектов в группе.

На рис. 16 показано распределение магнитного поля группы из трех дефектов и восстановленные магнитные поля отдельных дефектов в группе глубиной 1 мм, 3 мм и 1 мм соответственно.

Рис. 16. Восстановление магнитного поля отдельных дефектов в группе глубиной 1 мм, 3 мм и 1 мм соответственно

Показано, что качество восстановления магнитного поля группы дефектов при использовании токовой модели выше, чем при использовании модели углубленного линейного тока. При этом погрешность восстановления амплитуды магнитного поля отдельного дефекта в группе не превышает 20%.

Таким образом, предложенная методика позволяет не только эффективно вьивлять поверхностные дефекты, но и оценивать степень опасности (глубины) отдельного дефекта, входящего в состав группы на основе методов, разработанных для одиночных дефектов.

В четвертой главе приведен ряд вихретоковых дефектоскопов и установок, разработанных при непосредственном участии автора.

Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ для обнаружения поверхностных трещин в ферромагнитных материалах глубиной 0,5 мм при зазоре до 0,5 мм и шероховатости поверхности Яа<\,25 и глубиной 3 мм при зазоре до 3 мм и шероховатости поверхности И <,320 и в немагнитных материалах глубиной 0,3 мм при зазоре до 0,2 мм и шероховатости поверхности Ла<1,25. В приборе предусмотрена возможность оценки степени опасности (глубины) дефекта. Дефектоскоп сертифицирован органами Госстандарта РФ (сертификат соответствия № 0000542) и внесен в отраслевой реестр МПС России (свидетельство о регистрации № МТ 026.2001). Прибор широко используется для контроля деталей и узлов железнодорожного подвижного состава (в соответствии с ЦТт-18/2 "Инструкция по неразрушающему контролю деталей и узлов локомотивов и моторвагонного подвижного состава", утвержденной Департаментом локомотивного хозяйства МПС России), для контроля поверхности действующих магистральных газопроводов, а также в других отраслях промышленности.

В настоящее время выпущено более 350 дефектоскопов.

Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФП для контроля изделий из ферромагнитных и немагнитных сталей и сплавов. Дефектоскоп является модификацией вихретокового дефектоскопа ВД-12НФМ и отличается микропроцессорной системой сбора, хранения, обработки и передачи данных. Характерной особенностью является визуализация сигнала от дефекта на дисплее дефектоскопа. В настоящее время дефектоскоп прошел производственные испытания и сертифицирован органами Госстандарта РФ (сертификат соответствия № 03.01.0041).

Установка автоматизированного контроля концевых частей насосных штанг, разработанная на базе двух вихретоковых дефектоскопов ВД-87НСт с проходными преобразователями и промышленной ЭВМ для обработки выходных сигналов дефектоскопов. Установка предназначена для обнаружения поверхностных трещин глубиной 1 мм и протяженностью 10 мм на концевых частях тела штанги диаметром 19 и 22 мм и длиной не менее 500 мм (кроме резьбовой части, упорного бурта, квадрата и подэлеваторного бурта). Установка сертифицирована по стандартному образцу. В настоящее поставлено 15 специализированных вихретоковых дефектоскопов типа ВД-87НСт для контроля концевых частей насосных штанг.

Установка автоматизированного контроля концевых частей насосно-компрессорных труб, разработанная на базе четырех вихретоковых дефектоскопов типа ВД-12НФМ с накладными преобразователями »'устройства внешней автоматики. Установка предназначена для обнаружения поверхностных трещин глубиной 0,6 мм и протяженностью 25 мм на внешней и внутренней поверхности концевых частей насосно-компрессорных труб диаметром 60 и 73 мм и длиной не менее 500 мм. Установка имеет сертифицирована по стандартному образцу.

Результаты промышленной эксплуатации приборов и установок показали их высокую эффективность при обнаружении поверхностных дефектов типа трещин и оценки степени их опасности (глубины).

В заключении приведены основные выводы и результаты работы.

В результате теоретических и экспериментальных исследований на основе анализа магнитного поля группы дефектов предложен научно-методический подход к решению задачи повышения разрешающей способности вихретоковых дефектоскопов; разработаны методы предварительной математической обработки информации и интерпретации результатов измерений; созданы и внедрены в промышленность средства вихретоковой дефектоскопии для контроля изделий различных отраслей промышленности; разработано программное обеспечение для созданных вихретоковых дефектоскопов.

Основные результаты диссертации:

1. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная задача повышения достоверности выявления и оценки степени опасности (глубины) дефектов, образующих группу в электропроводящем изделии.

2. Дана оценка минимального расстояния разрешения группы дефектов, что позволяет на практике выбирать условия контроля (диаметр преобразователя, величина зазора) для обеспечения требуемой разрешающей способности. Показано, что с увеличением диаметра преобразователя от 0,2 до 21,6 мм минимальное расстояние разрешение увеличивается до 3 раз. При изменении глубины дефекта от 0,5 до 5 мм оно увеличивается в 1,3 раза, а с увеличением зазора от 0,5 до 5 мм - возрастает до 2,5 раз.

При этом погрешность оценки амплитуды магнитного поля отдельного дефекта, входящего в состав группы, при измерении магнитного поля группы из двух поверхностных дефектов глубиной от 0,5 до 5 мм, находящихся на минимальном расстоянии их разрешения по топографии магнитного поля от 0,8 до 9,1 мм, преобразователем диаметром Е><2, составляет не более 30%, что на 10% больше погрешности оценки амплитуды магнитного поля одиночного дефекта. При увеличении количества дефектов в группе от 2 до 100 погрешность оценки амплитуды магнитного поля отдельного дефекта, входящего в состав группы, возрастает до 90%.

3. Проведены исследования методов анализа магнитного поля группы дефектов: дифференциального анализа по второй производной и спектрального. Установлено, что дифференциальный анализ магнитного поля группы дефектов является более информативным, чем спектральный. Показано, что в распределении второй производной магнитного поля группы дефектов имеются отрицательные экстремумы, количество и координаты расположения которых соответствует количеству дефектов в группе и координатам их расположения. При этом область разрешения группы дефектов по второй производной увеличивается в 1,5-2 раза по сравнению с разрешением по топографии магнитного поля.

4. Разработаны методы обработки магнитного поля дефекта, обеспечивающие эффективное выявление полезного сигнала на фоне помех: рассмотрен способ выявления и удаления тренда из измеренного сигнала; предложен способ распознавания сигнала от дефекта на фоне помех; рассмотрены способы цифровой фильтрации сигналов.

Предложена параметрическая оконная функция, которая позволяет оптимальным образом удалять из сигнала случайные шумы. Аналитическое выражение параметрической оконной функции содержит только алгебраические операции, в отличие от стандартных окон, которые в основном используют тригонометрические функции, что значительно упрощает ее в реализации.

Показано, что применение поэтапной цифровой фильтрации при дифференциальном анализе магнитного поля группы дефектов обеспечивает удовлетворительные результаты при восстановлении исходного сигнала и расширяет область применения дифференциального анализа.

5. Предложен способ разрешения группы дефектов по топографии магнитного поля с восстановлением распределений магнитных полей отдельных дефектов в группе, который позволяет не только эффективно выявлять поверхностные дефекты, но и оценивать степень опасности (глубины) отдельного дефекта, входящего в состав группы.

6. Разработанные методы обработки измеренного магнитного поля группы дефектов реализованы в программном обеспечении вихретоковых дефектоскопов типа ВД-12НФМ, ВД-12НФП, что позволило повысить их разрешающую способность, а следовательно, и точность оценки глубины отдельно взятых дефектов, входящих в состав группы.

7. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований при непосредственном участии автора созданы и внедрены в промышленность вихретоковые дефектоскопы типа ВД-12НФМ, ВД-12НФП, модифицированный вихретоковый дефектоскоп ВД-87НСг и установки применительно к контролю деталей и узлов железнодорожного подвижного состава, контролю поверхности действующих магистральных трубопроводов, автоматизированному контролю нефтепромыслового оборудования.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Бизюлев А.Н., Мужицкий В.Ф., Карабчевский В.А. Приборы и системы вихретокового контроля. - Качество машин: Сборник трудов 4-й международной научно-технической конференции в 2 т. Под общ. ред. А.Г. Суслова. - Брянск: БГТУ, 10-11 мая 2001, т.1, с. 111-113.

2. Бизюлев А.Н., Карабчевский В.А., Мужицкий В.Ф. Использование вихретокового дефектоскопа ВД-12НФМ при обследовании трубопроводов. - В кн.: 3-я Международная конференция "Диагностика трубопроводов". Тезисы докл. - М., 21-26 мая 2001, с. 269.

3. Бизюлев А.Н., Мужицкий В.Ф., Загвдулин Р.В. О влиянии конечных размеров преобразователя на измерение магнитного поля поверхностного дефекта. - Контроль. Диагностика, 2001, №10, с. 8-11.

4. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Бизюлев А.Н. Восстановление магнитного поля группы дефектов сплошности в ферромагнитном изделии. -Дефектоскопия, 2001, №11, с. 85-90.

5. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Бизюлев А.Н. О возможности определения группы дефектов сплошности в ферромагнитном изделии при неразрешении их по топографии магнитного поля в воздухе. - Дефектоскопия, 2002, №2, с. 74-82.

6. Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В., Бизюлев А.Н. Восстановление магнитного поля группы дефектов сплошности в ферромагнитном изделии. - В кн.: 3-я международная конференция "Компьютерные методы и обратные задачи в неразрушающем контроле и диагностике". Тезисы докл. - М., 18-21 марта 2002, с. 30.

7. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Карабчевский В.А., Бизюлев А.Н. Оценка типа и геометрических параметров дефектов сплошности в ферромагнитной пластине. - В кн.: 3-я международная конференция "Компьютерные методы и обратные задачи в неразрушающем контроле и диагностике". Тезисы докл. -М„ 18-21 марта 2002, с. 34.

8. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Карабчевский В.А., Бизюлев А.Н. Оценка типа и геометрических параметров дефектов сплошности в ферромагнитной пластине. - Тезисы к докладам конференции " Компьютерные методы и обратные задачи в неразрушающем контроле и диагностике ". - Контроль. Диагностика, 2002, №3, с. 51.

9. Бизюлев А.Н., Карабчевский В.А., Мужицкий В.Ф., Карпов C.B. Учет мешающих факторов при вихретоковом контроле магистральных газопроводов. - В кн.: Двенадцатая международная деловая встреча "Диагностика-2002". - Турция, апрель 2002, т.З, ч.1, стр. 97-101.

Ю.Бизюлев А.Н., Карабчевский В. А., Мужицкий В.Ф., Карпов C.B. Применение вихретоковых методов обнаружения стресс-коррозии при обследовании магистральных газопроводов. - Двенадцатая международная деловая встреча "Диагностика-2002". - Турция, апрель 2002, т.З, ч.2, стр. SS-SS.

11 .Muzhitskiy V.F., Bizyulev A.N., Karabtchevskiy V.A., Karpov S.V. Application of eddy cuirent methods of stress-corrosion détection to inspection of main gas pipeline. - 8 th ECNDT. - Barcelona (Spain), 17-21 June 2002. 12.3агидулин P.B., Мужицкий В.Ф., Бизюлев A.H. К выбору оконной функции при математической обработке измеренного магнитного поля дефекта в ферромагнитном изделии. - Дефектоскопия, 2002, №6, с. 59-64.

13.Бизюлев А.Н., Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В. Разработка средств вихретоковой дефектоскопии с повышенной разрешающей способностью. -

В кн.: XVI Российская научно-техническая конференция "Неразрушающий «

контроль и диагностика". Тезисы докл. - СПб., 9-12 сентября 2002, с. 11-12.

14.Бизюлев А.Н., Карабчевский В.А., Мужицкий В.Ф., Карпов C.B. Применение вихретоковых методов обнаружения стресс-коррозии при г обследовании магистральных газопроводов в 2000-2001 годах. - Контроль. Диагностика, 2002, №12, с. 27-30.

15.Бизюлев А.Н. Разработка средств вихретоковой дефектоскопии с повышенной разрешающей способностью. - Всероссийская конференция "Сварка на рубеже веков". - М., 21-22 января 2003.

16.Бизюлев А.Н., Калинин Ю.С., Мужицкий В.Ф., Сосницкая Т.А. Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ. - Контроль. Диагностика, 2003, №4, с. 29-30.

17.Бизюлев А.Н., Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф. Способ разрешения группы дефектов по топографии магнитного поля с восстановлением распределений магнитных полей отдельных дефектов в группе в ферромагнитном изделии. - Положительное решение о выдаче патента РФ по заявке №2002103432/28 (003138) от 05.06.2003.

РНБ Русский фонд

2005-4 15081

2 5 Д В Г 2003

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Состояние теоретических и экспериментальных исследований в области вихретоковой дефектоскопии

1.2. Некоторые вопросы разработки вихретоковых дефектоскопов

1.3. Выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. РАЗРЕШЕНИЕ ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ ПО ТОПОГРАФИИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

2.1. Влияние конечных размеров преобразователя на измерение магнитного поля дефекта

2.2. Оценка минимального расстояния разрешения группы дефектов

2.3. Анализ магнитного поля группы дефектов

2.3.1. Спектральный анализ

2.3.2. Дифференциальный анализ

2.4. Выводы .:.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДЕФЕКТА

3.1. Выявление и удаление тренда из измеренного сигнала

3.2. Распознавание сигнала от дефекта на фоне помех

3.3. Цифровая фильтрация сигналов

3.3.1. Расчет цифрового фильтра

3.3.2. Исследование оконных функций

3.4. Восстановление магнитного поля отдельного дефекта в группе

3.5. Выводы

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

4.1. Дефектоскоп вихретоковый ВД-87НСт

4.2. Дефектоскоп вихретоковый ВД-12НФМ

4.3. Дефектоскоп вихретоковый ВД-12НФП

4.4. Выводы .-.

Процесс производства различного класса изделий и их безопасной эксплуатации невозможен без контроля их качества неразрушающими методами. Важное место среди них занимает вихретоковый метод, который обеспечивает высокую надежность обнаружения поверхностных дефектов, высокую скорость контроля, возможность бесконтактного съема информации и является экологически безопасным.

Основными задачами неразрушающих методов контроля металлоизделий являются обнаружение дефектов сплошности и оценка их геометрических параметров. Все они удовлетворительно решены при вихретоковом методе контроля применительно к отдельно взятым дефектам.

В большинстве случаев в реальных изделиях, испытывающих механические нагрузки, дефекты сплошности возникают и развиваются локальными группами. При близком расположении дефектов в группе их магнитное поле идентично магнитному полю одного крупного дефекта, а в общем случае, в зависимости от условий измерения, расстояния между дефектами и их геометрических параметров, может иметь довольно сложный вид. С помощью существующей аппаратуры не всегда удается определить, является ли полученное распределение магнитного поля над поверхностью контролируемого изделия сигналом от одиночного дефекта большой глубины или сигналом от группы нескольких более мелких дефектов, что особенно важно при оценке остаточного ресурса изделия.

В связи с этим особо актуальны задачи анализа магнитного поля группы дефектов, связанные с их разрешением и повышением точности оценки глубины отдельного дефекта, входящего в состав группы.

Без восстановления магнитных полей отдельных дефектов в группе удовлетворительно решить задачу оценки их глубины невозможно. Задача восстановления магнитного поля дефекта относится к классу обратных задач, для решения которых требуются хорошо разработанные модели дефектов сплошности и достаточно мощные математические методы. Алгоритмы для их реализации требуют привлечения значительных вычислительных ресурсов, что соответственно сказывается на стоимости оборудования.

В современной дефектоскопии требования к объектам контроля непрерывно растут, в связи с чем увеличивается объем обрабатываемых данных, поэтому приходится искать компромисс между значительным временем обработки информации, что делает процесс контроля в реальном времени практически невозможным, и использованием высокопроизводительной и дорогостоящей вычислительной аппаратуры.

Контроль реальных изделий связан с необходимостью отстройки от мешающих факторов, вызванных состоянием объекта контроля. При контроле вихретоковым методом эта проблема не вызывает больших затруднений, так как распределение магнитного поля поверхностного дефекта достаточно локально в отличие от поля структурных неоднородностей. Особые трудности возникают при измерении магнитного поля дефекта с повышенным зазором (до 15 мм), когда спектр помех практически не отличается от спектра полезного сигнала. В этом случае обычные методы частотной фильтрации не дают приемлемых результатов.

Для решения поставленных задач перспективным является разработка математических методов предварительной обработки информации, методов интерпретации результатов измерений и реализация их алгоритмов в программном обеспечении вихретоковых дефектоскопов.

В настоящее время в России и за рубежом созданы и используются в промышленности различные типы вихретоковых дефектоскопов, которые позволяют эффективно обнаруживать поверхностные дефекты типа трещин и оценивать их глубину.

Однако при наличии в контролируемом изделии группы дефектов оценить глубину отдельно взятого дефекта, входящего в состав группы, с приемлемой для практики точностью не предоставляется возможным. Поэтому необходимо совершенствование средств вихретоковой дефектоскопии и их метрологического обеспечения с точки зрения повышения их разрешающей способности.

Настоящая работа направлена на решение перечисленных проблем и посвящена повышению разрешающей способности средств вихретоковой дефектоскопии, разработке методов обработки магнитного поля дефектов, образующих группу в электропроводящем изделии, и созданию приборов для контроля необработанных литых изделий с повышенной шероховатостью поверхности.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы и приложения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная задача повышения надежности выявления и точности оценки степени опасности (глубины) дефектов, образующих группу в электропроводящем изделии.

2. Дана оценка минимального расстояния разрешения группы дефектов, что позволяет на практике выбирать условия контроля (диаметр преобразователя, величина зазора) для обеспечения требуемой разрешающей способности. Показано, что с увеличением диаметра преобразователя от 0,2 до 21,6 мм минимальное расстояние разрешения группы из двух поверхностных дефектов увеличивается до 3 раз. При изменении глубины дефектов в группе от 0,5 до 5 мм оно увеличивается в 1,3 раза, а с увеличением зазора от 0,5 до 5 мм - возрастает до 2,5 раз.

При этом погрешность оценки амплитуды магнитного поля отдельного дефекта в группе, при измерении магнитного поля группы из двух поверхностных дефектов глубиной от 0,5 до 5 мм, находящихся на минимальном расстоянии их разрешения по топографии магнитного поля от 0,8 до 9,1 мм, преобразователем диаметром D<z с зазором от 0,5 до 5 мм составляет не более 30%, что на 10% больше погрешности оценки амплитуды магнитного поля одиночного дефекта. При увеличении количества дефектов в группе от 2 до 100 погрешность оценки амплитуды магнитного поля отдельного дефекта, входящего в состав группы, возрастает до 90%.

3. Проведены исследования методов анализа магнитного поля группы дефектов: дифференциального анализа по второй производной и спектрального. Установлено, что дифференциальный анализ магнитного поля группы дефектов является более информативным, чем спектральный. Показано, что в распределении второй производной магнитного поля группы дефектов даже в случае их неразрешения по топографии магнитного поля имеются отрицательные экстремумы, количество и координаты расположения которых соответствуют количеству дефектов в группе и координатам их расположения. При этом область разрешения группы дефектов по второй производной увеличивается до 2-2,5 раз по сравнению с разрешением по топографии магнитного поля.

4. Разработаны методы обработки магнитного поля дефекта, обеспечивающие эффективное выявление полезного сигнала на фоне помех: рассмотрен способ выявления и удаления тренда из измеренного сигнала; предложен способ распознавания сигнала от дефекта на фоне помех; рассмотрены способы цифровой фильтрации сигналов.

Предложена параметрическая оконная функция, которая позволяет оптимальным образом удалять из сигнала случайный шум. Аналитическое выражение параметрической оконной функции содержит только алгебраические операции, в отличие от стандартных окон, которые в основном используют тригонометрические функции, что значительно упрощает ее в реализации.

Показано, что применение поэтапной цифровой фильтрации при дифференциальном анализе магнитного поля группы дефектов обеспечивает удовлетворительные результаты при восстановлении исходного сигнала и расширяет область применения дифференциального анализа.

5. Предложен способ разрешения группы дефектов по топографии магнитного поля с восстановлением распределений магнитных полей отдельных дефектов в группе, который позволяет не только эффективно выявлять поверхностные дефекты, но и оценивать степень опасности (глубины) отдельного дефекта, входящего в состав группы.

6. Разработанные методы обработки магнитного поля группы дефектов реализованы в программном обеспечении вихретоковых дефектоскопов типа ВД-12НФМ, ВД-12НФП, предназначенных для обнаружения дефектов типа трещин и оценки их глубины на поверхности изделий с повышенной шероховатостью, что позволило повысить их разрешающую способность, а следовательно, и точность оценки глубины отдельных дефектов, входящих в состав группы.

7. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований при непосредственном участии автора созданы и внедрены в промышленность вихретоковые дефектоскопы типа ВД-12НФМ, ВД-12НФП, модифицированный вихретоковый дефектоскоп ВД-87НСт и разработанные на их базе установки применительно к контролю деталей и узлов железнодорожного подвижного состава, контролю поверхности действующих магистральных трубопроводов, автоматизированному контролю нефтепромыслового оборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате теоретических и экспериментальных исследований на основе анализа магнитного поля группы дефектов предложен научно-методический подход к решению задачи повышения разрешающей способности вихретоковых дефектоскопов; разработаны методы предварительной математической обработки информации и интерпретации результатов измерений; предложены методы обработки магнитного поля группы дефектов; созданы и внедрены в промышленность средства вихретоковой дефектоскопии для контроля различного класса изделий; разработано программное обеспечение для созданных вихретоковых дефектоскопов.

1. Абрамов В.В., Жукова Г.А., Хватов Л.А. О методе обработки информации при магнитном методе контроля ферромагнитных труб. Дефектоскопия, 1980, №2, с. 34-41.

2. Беда П.И. Зависимость вносимой ЭДС накладного датчика от параметров трещин в немагнитном металле. — В кн.: Электромагнитные методы контроля. МДНТП, им. Ф.Э. Джержинского, 1969, с. 56-63.

3. Беда П.И. Исследование сигнала накладного датчика в зависимости от изменения размеров и расположения дефектов типа трещин. — Дефектоскопия, 1970, №1, с. 62-67.

4. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989. - 540 с.

5. Бизюлев А.Н. Разработка средств вихретоковой дефектоскопии с повышенной разрешающей способностью. Всероссийская конференция "Сварка на рубеже веков". -М., 21-22 января 2003.

6. Бизюлев А.Н., Калинин Ю.С., Мужицкий В.Ф., Сосницкая Т.А. Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ. Контроль. Диагностика, 2003, №4, с. 29-30.

7. Бизюлев А.Н., Карабчевский В.А., Мужицкий В.Ф. Использование вихретокового дефектоскопа ВД-12НФМ при обследовании трубопроводов. В кн.: 3-я Международная конференция "Диагностика трубопроводов". Тезисы докл. - М., 2001, с. 269.

8. Бизюлев А.Н., Карабчевский В.А., Мужицкий В.Ф., Карпов С.В. Применение вихретоковых методов обнаружения стресс-коррозии при обследовании магистральных газопроводов в 2000-2001 годах. Контроль. Диагностика, 2002, №12, с. 27-30.

9. Бизюлев А.Н., Карабчевский В.А., Мужицкий В.Ф., Карпов С.В. Учет мешающих факторов при вихретоковом контроле магистральных газопроводов. В кн.: Двенадцатая международная деловая встреча "Диагностика-2002". - Турция, апрель 2002, т.З, ч.1, с. 97-101.

10. Бизюлев А.Н., Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В. О влиянии конечных размеров преобразователя на измерение магнитного поля поверхностного дефекта. Контроль. Диагностика, 2001, №10, с. 8-11.

11. Бизюлев А.Н., Мужицкий В.Ф., Карабчевский В.А. Приборы и системы вихретокового контроля. Качество машин: Сборник трудов 4-й международной научно-технической конференции в 2 т. Под общ. ред. А.Г. Суслова. - Брянск: БГТУ, 2001, т. 1, с. 111-113.

12. Бурцева В.А., Власов В.В. О возможности обнаружения мелких поверхностных дефектов в стальных изделиях электроиндуктивным методом. Дефектоскопия, 1974, №1, с. 120122.

13. Бурцева В.А., Власов В.В. О магнитном поле дефекта, обусловленном вихревыми токами. -Дефектоскопия, 1967, №6, с. 23-32.

14. Василенко В.Е., Тараторин A.M. Восстановление изображений. М.: Радио и связь, 1986. - 304 с.

15. Власов В.В., Комаров В.А. Магнитное поле вихревых токов над поверхностной трещиной в металле при возбуждении их накладным индуктором. Дефектоскопия, 1971, №6, с. 6375.

16. Власов В.В., Комаров В.А. Формирование вихретокового поля дефекта в случае поверхностной трещины. Дефектоскопия, 1970, №5, с. 109-115.

17. Герасимов В.Г. Электромагнитный контроль однослойных и многослойных изделий. -М.: Энергия, 1972. 152 с.

18. Герасимов В.Г., Клюев В.В., Шатерников В.Е. Методы и приборы электромагнитного контроля промышленных изделий. — М.: Энергоатомиздат, 1983. 272 с.

19. Герасимов В.Г., Покровский А.Д., Сухорукое В.В. Решение некоторых задач вихретоковой дефектоскопии посредством математического моделирования. В кн.: Электромагнитные методы неразрушающего контроля. - Минск: Наука и техника, 1971, с. 110-120.

20. Гольденберг JI.M. и др. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие для вузов/ J1.M. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин М.Н. Поляк. 2-изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990.-256 е., ил.

21. Гольденберг JI.M., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник. М.: Радио и связь, 1985. - 312 с.

22. Гордон A.M. К вопросу о топографии магнитных полей локальных дефектов. -Дефектоскопия, 1976, №3, с. 109-111.

23. Горлач А.А. и др. Цифровая обработка в измерительной технике./ А.А. Горлач, М.Я. Минц, В.Н. Чинков. К.: Техника, 1985. - 151 е., ил.

24. Демирчян К.С. Моделирование магнитных полей. JL: Энергия, 1974. - 288 е., ил.

25. Демирян К.С., Чечурин B.JI. Машинные расчеты электромагнитных молей. М.: Высшая школа, 1986. - 240 с.

26. Дорофеев A.JI. Неразрушающие испытания методом вихревых токов. М.: Оборонгиз, 1961.

27. Дорофеев A.JI. Применение электромагнитного контроля качества изделий в машиностроении. Дефектоскопия, 1979, №3, с. 5-19.

28. Дорофеев А.Л. Электроиндуктивная дефектоскопия. — М.: Машиностроение, 1967. — 232 с.

29. Дорофеев А. Л., Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия. М.: Машиностроение, 1980. - 232 с.

30. Дякин В.В. Прямая и обратная задача магнитостатики. Дефектоскопия, 1996, №3, с. 3-6.

31. Ж. Макс. Методика и техника обработки сигналов при технических измерениях. М.: Мир, 1983.

32. Загидулин Р.В. Выбор сглаживающего функционала для оценки геометрических параметров дефектов сплошности в ферромагнитных изделиях. Дефектоскопия, 1997, №3, с. 14-25.

33. Загидулин Р.В. Об одной обратной задаче магнитной дефектоскопии — восстановлении магнитного поля группы дефектов сплошности в ферромагнитном изделии. Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2002, №2, с. 25-34.

34. Загидулин Р.В. Распознавание дефектов сплошности в ферромагнитных изделиях. Докт. дисс.-Уфа, 2001.

35. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф. К вопросу о предварительной математической обработке сигнала от магнитных полей дефектов сплошности естественного происхождения и их классификации. Дефектоскопия, 1999, №11, с. 27-37.

36. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф. К вопросу предварительной обработки измеренного сигнала магнитного поля дефекта сплошности. Дефектоскопия, 1998, №5, с. 32-40.

37. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Бизюлев А.Н. Восстановление магнитного поля группы дефектов сплошности в ферромагнитном изделии. Дефектоскопия, 2001, №11, с. 85-90.

38. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Бизюлев А.Н. К выбору оконной функции при математической обработке измеренного магнитного поля дефекта в ферромагнитном изделии. Дефектоскопия, 2002, №6, с. 59-64.

39. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Бизюлев А.Н. О возможности определения группы дефектов сплошности в ферромагнитном изделии при неразрешении их по топографии магнитного поля в воздухе. Дефектоскопия, 2002, №2, с. 74-82.

40. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Курозаев В.П. О разрешении дефектов сплошности по топографии магнитного поля. Дефектоскопия, 2000, №5, с. 46-56.

41. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Савенков Д.В. К вопросу о выявлении дефектов сплошности на фоне случайных помех и их классификации. В кн.: 15 Российская научн.-техн. конф. "Неразрушающий контроль и диагностика". Тезисы докл. - М., 1999.

42. Зацепин Н.Н. Исследование магнитного поля вихревых токов над поверхностными дефектами. Дефектоскопия, 1969, №4, с. 104-112.

43. Зацепин Н.Н. Неразрушающий контроль. Минск: Наука и техника, 1979. - 192 с.

44. Инструкция по неразрушающему контролю деталей и узлов локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Вихретоковый метод. Департамент Локомотивного хозяйства МПС России. - М., 1999.

45. Каталог оборудования и материалов для неразрушающего контроля. ПАНАТЕСТ. Октябрь 2002. 84 с.

46. Кессених В.Н. Теория скин-эффекта и некоторые задачи дефектоскопии. ЖЭТФ, 1938, 8, вып. 5, с. 531-548.

47. Клюев В.В. Исследование электромагнитных методов и разработка комплекса приборов для неразрушающего контроля дефектов, толщины и смещений изделий в процессе производства и технологических испытаний. Докт. дисс. - М., 1972.

48. Клюев В.В. Методы, приборы и комплексные системы для неразрушающего контроля качества продукции заводов черной металлургии. М.: Машиностроение, 1975. - 76 с.

49. Клюев В.В. Некоторые вопросы расчета высокочастотных накладных датчиков вихревых токов. Дефектоскопия, 1966, №4, с. 36-45.

50. Клюев В.В., Бобров В.Т., Иванов В.И., Ковалев А.В. и др. Отчет о работе 8-й Европейской конференции по НК (Барселона, 17-21 июня 2002г.). Часть Ш. Контроль диагностика, 2003, №4, с. 8-20.

51. Клюев В.В., Бобров В.Т., Лисицин В.И., Мужицкий В.Ф. и др. Отчет о работе XVI Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика". Контроль. Диагностика, 2003, №1, с. 6-19.

52. Клюев В.В., Файнгойз М.Л. Контроль накладными и накладными экранными вихретоковыми преобразователями движущихся изделий. Дефектоскопия, 1974, №1, с. 106-111.

53. Корн Г, Корн Т. Справочник по математике (Для научных работников и инженеров). -М.: Наука, 1973. 832 е., ил.

54. Кротов Л.Н., Шлеенков А.С., Мельник Р.С. и др. Определение геометрических параметров дефектов по восстановленному магнитному полю рассеяния. -Дефектоскопия, 1991, №10, с. 49-55.

55. Кулаичев А.П. Компьютерный контроль процессов и анализ сигналов. М.: Информатика и компьютеры, 1999. - 330 е., ил.

56. Лещенко И.Г. Электромагнитные методы контроля. Автореферат докт. дисс. - Томск, 1975.

57. Локшина Н.Н., Шкарлет Ю.М. Приближенная методика расчета накладных вихретоковых датчиков. Дефектоскопия, 1970, №1, с. 41-45.

58. Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры. Расчет и реализация. Пер. с англ. М.: Мир, 1982.-592 е., ил.

59. Марпл.-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 584 е., ил.

60. Математический словарь высшей школы: Общ. часть/ В.Т. Воднев, А.Ф. Наумович, Н.Ф. Наумович; Под ред. Ю.С. Богданова. 2-е изд. - М.: Изд-во МПИ, 1988. - 527 е., ил.

61. Михановский В.Н. Электромагнитная дефектоскопия в постоянном и переменном поле. -Харьков: Изд-во ХГУ, 1963. 58 с.

62. Мужицкий В.Ф. Выбор рабочего зазора между преобразователем и контролируемой поверхностью. В кн.: Ш Всесоюзная конференция "Электромагнитные методы контроля качества изделий". - Куйбышев, 1978, с. 45-46.

63. Мужицкий В.Ф. К расчету магнитостатических полей рассеяния от поверхностных дефектов конечной глубины. Дефектоскопия, 1987, №7, с. 8-13.

64. Мужицкий В.Ф. Модель поверхностного дефекта и расчет топографии его магнитостатического поля. Дефектоскопия, 1987, №3, с. 24-30.

65. Мужицкий В.Ф. Модель поверхностного дефекта при нормальном намагничивании и расчет топографии его магнитостатического поля. Дефектоскопия, 1988, №7, с. 3-7.

66. Мужицкий В.Ф. Развитие теории и создание электромагнитных средств дефектоскопии изделий сложной формы. Докт. дисс. - М., 1986.

67. Мужицкий В.Ф., Калинин Ю.С., Малышев С.П., Сосницкая Т.А. Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ для контроля узлов и деталей подвижного состава на железнодорожном транспорте. Дефектоскопия, 2000, №7, с. 91-92.

68. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник/ В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Филинов и др.; Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1995. - 488 е., ил.

69. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами./ Герасимов

70. B.Г., Останин Ю.Я., Покровский А.Д., Сухорукое В.В., Чернов JI.A. М.: Энергия, 1978. -216 с.

71. Неразрушающий контроль. Россия. 1900-2000 гг.: Справочник/ В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин,

72. C.В. Румянцев и др.; Под ред. В.В. Клюева. — 2-ое изд., исправ. и доп. М.: Машиностроение, 2002. 632 е., ил.

73. Новиков М.К, Щербинин В.Е., Филиппов Б.А. Магнитное поле наклонных к поверхности изделия и групповых дефектов. Дефектоскопия, 1980, №3, с. 106-108.

74. Новикова И.А., Пыльцов И.С., Семенов B.C., Семенов О.С. Об одном подходе к оценке параметров дефектов в реальном времени при наличии случайных возмущений. -Дефектоскопия, 1983, №6, с. 47-52.

75. Пашагин А.И., Филиппов Б.А. Влияние частоты намагничивания на магнитное поле дефекта. Дефектоскопия, 1981, №8, с. 34-39.

76. Печенков А.Н., Щербинин В.Е. Об одном методе решения обратной задачи магнитостатики. Дефектоскопия, 1999, №10, с. 64-66.

77. Покровский А.Д. Исследование и создание многофункциональных вихретоковых приборов и устройств для контроля изделий из ферромагнитных материалов. — Докт. дисс.-М., 1982.

78. Политехнический словарь./ Гл. ред. И.И. Артоболевский. — М.: Сов. энциклопедия, 1976.- 608 е., ил.

79. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник/ Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, Кн. 2,1976. - 141 е., ил.

80. Р.Б. Рандалл. Частотный анализ. Дания: Брюль и Къер, 1989.

81. Рабинер JL, Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978.-848 с.

82. Родигин Н.М., Коробейникова И.Е. Контроль качества изделий методом вихревых токов. -Свердловск: Машгиз, 1958.

83. Рязанов Г.А. Электрическое моделирование с применением вихревых токов. М.: Наука, 1969.-338 е., ил.

84. Савенков Д.В., Бизюлев А.Н., Калинин Ю.С. О повышении соотношения сигнал/шум при контроле магнитным и электромагнитным методами. Контроль. Диагностика, 2000, №10, с. 24-27.

85. Сапожников А.Б. Теоретические основы электромагнитной дефектоскопии металлических тел. Томск: Изд-во ТГУ, 1980. - 308 с.

86. Сапожников А.Б. Основы электромагнитной дефектоскопии металлических тел. Докт. дисс.-Томск: ТГУ, 1951.

87. Сато Ю. Обработка сигналов. Первое знакомство./ Пер. с яп.; под ред. Ёсифуми Амэмия.- М.: Издательский дом "Додэка-XXI", 2002. 176 е., ил.

88. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2002. - 608 е., ил.

89. Серданов А.С. Автоматический контроль и техническая диагностика. — Киев: Техника, 1971.-241 с.

90. Соболев B.C., Зерщикова М.Г. К расчету воздействия проводящей сферы на катушку с током. Дефектоскопия, 1965, №3, с. 60-62.

91. Соболев B.C., Шкарлет Ю.М. Накладные и экранные датчики (для контроля методом вихревых токов). Новосибирск: Наука, 1967. - 144 с.

92. Сурков Ю.П., Щербинин В.Е., Ваулин С.Л. и др. К вопросу об определении геометрических размеров эксплуатационных дефектов трубопроводов. Дефектоскопия, 1994, №12, с. 35-41.

93. Сухоруков В.В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах. М.: Энергия, 1975. - 152 с.

94. Сухорукое В.В. Основы теории и проектирования вихретоковых дефектоскопов с проходными преобразователями. Докт. дисс. — М., 1979.

95. Сухоруков В.В., Утилин Ю.М., Чернов JI.A. Возможность определения параметров дефектов при модуляционной вихретоковой дефектоскопии. Дефектоскопия, 1977, №1, с. 7-14.

96. Тетерко А.Я. Исследование электромагнитного поля поверхностных дефектов и разработка средств электромагнитной дефектоскопии. Канд. дисс. - Львов, 1976.

97. Техническое обеспечение цифровой обработки сигналов: Справочник./ Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д., Иванова В.Е., Матвиенко Н.И., Усов Д.Ю. СПб.: "Форт", 2000. -792 с.

98. Тозони О.В. Расчет электромагнитных полей на вычислительных машинах. Киев: Техника, 1967. - 252 с.

99. Федосенко Ю.К. Алгоритмы определения размеров дефектов в теории вихретоковой дефектоскопии накладными преобразователями. Дефектоскопия, 1982, №11, с. 25-30.

100. Федосенко Ю.К. Вопросы теории вихретоковой дефектоскопии накладными преобразователями. Строгое математическое решение двумерных задач. -Дефектоскопия, 1982, №2, с. 1-10.

101. Федосенко Ю.К. Разработка теории и создание технических средств вихретокового многопараметрового контроля на основе решения обратных нелинейных многомерных задач. Автореферат докт. дисс. — М., 1981. — 53 с.

102. Физический энциклопедический словарь./ Гл. ред. A.M. Прохоров. Ред. кол. Д.М. Алексеев, A.M. Бонч-Бруевич, А.С. Боровик-Романов и др. М.: Сов. Энциклопедия, 1983.-928 е., ил.

103. Фор А. Восприятие и распознавание образов. М.: Машиностроение, 1989. - 272 с.

104. Халилеев П.А., Патраманский Б.В., Лоскутов В.Е. и др. Выявляемость дефектов в трубопроводах из различных марок сталей в зависимости от их конфигурации. -Дефектоскопия, 2000, №8, с. 22-23.

105. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Гос. изд-во физико-математической литературы, 1962. - 236 е., ил.

106. Хватов Л.А., Лисицин В.И., Красин А.И., Жукова Г.А. Распознавание дефектов при магнитоферрозондовом контроле ферромагнитных труб. — Дефектоскопия, 1984, №6, с. 63-71.

107. Шатерников В.Е. Взаимодействие полей электромагнитных преобразователей с проводящими телами сложной формы. Дефектоскопия, 1977, №2, с. 54-63.

108. Шатерников В.Е. Вихретоковый контроль металлических изделий сложной формы. -Дефектоскопия, 1979, №9, с. 5-11.

109. Шатерников В.Е. Электромагнитные методы и средства контроля изделий сложной формы. Автореферат докт. дисс. — М., 1976. - 43 с.

110. Шилов Н.М. Распределение индукционных токов в пластине и поля около нее. — ЖЭТФ, 1940, 10, вып. 9, с. 695-705.

111. Шкарлет Ю.М. Основы теории моделей накладных электромагнитных и электромагнито-акустических преобразователей. Дефектоскопия, 1974, №2, с. 39-45.

112. Шкатов П.Н. Развитие теории и совершенствование методов и средств вихретоковой, магнитной и электропотенциальной дефектоскопии и дефектометрии металлоизделий. — Докт. дисс. М., 1990.

113. Dodd С.V., Deeds W.E. and Spoeri WJ. Optimizing Defect Detection in Eddy Current Testing. Materials Evalution, 1971, №3, p. 59-83.

114. Forster F. Teoretische und experimentalle Grundlagen der zerstorungfreien Werkstoffpriifung mit Wirbelstormverfahren. Zeitschrift fur Metallkunde, 1954, Bd. 45, H. 4.

115. Forster F., Stumm W. Application of Magnetic and Electromagnetic Nondestructive Test Methods for Measuring Physical and Technological Material Values. Materials Evalution, 1975, №1, p. 5-16.

116. Muzhitskiy V.F., Bizyulev A.N., Karabtchevskiy V.A., Karpov S.V. Application of eddy current methods of stress-corrosion detection to inspection of main gas pipeline. 8 th ECNDT. -Barcelona (Spain), June 17-21 2002.

117. Sailing H., Romanov V.G. Identification of small flaws in conductors using magnetostatic measurement. Mathematics and Computers in Simulation, 1999, 50, №5-6, p. 457-471.

118. МАТЕРИАЛЫ О ВНЕДРЕНИИ В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ

119. Закрытое акционерное общество НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ ИНТРОСКОПИИ1. МНПО "С П Е К Т Р"

120. Joint Stock Company RESEARCH INSTITUTE OF INTROSCOPY of MSI A "SPECTRUM"

121. Наименование прибора Тип Количество, шт.

122. Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ 350

123. Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФП 25

124. Модифицированный вихретоковый дефектоскоп ВД-87НСт 15

125. В указанных приборах использованы технические решения, разработанные Бизюлевым А.Н. в соавторстве с сотрудниками ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр". Им же разработано программное обеспечение для созданных дефектоскопов.1. Главный бухгалтер1. Н.И. Петин

126. МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Департамент Локомотивного хозяйства107174, г.Москва, Н.-Басманная,2 Телефон 262-50-09 Факс 262-13-56на №от

127. АКТ ТЕХНИЧЕСКОГО ВНЕДРЕНИЯ

128. Дальневосточная ж.д. и др.

129. За время эксплуатации дефектоскопы показали себя как надежное средство обнаружения поверхностных дефектов типа трещин и оценки их глубины.

130. АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы Бизюлева А.Н. на тему: «Исследование электромагнитных методов контроля и разработка средств дефектоскопии с повышенной разрешающей способностью»

131. Разработанный при непосредственном участии автора вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ в количестве 4 шт. используется ООО "ВНИИГАЗ" для обнаружения стресс-коррозионных дефектов при обследовании магистральных газопроводов

132. Указанные дефекты позволяют оценить глубину обнаруженных дефектов необходимой точностью.

133. Начальник лаборатории испытаний газопроводов ООО «ВНИИГАЗ»,к.т.н. V С.В. Карпов

134. E-mail: nts@himky.ru Тел./факс: (095) 573-9071, 572-3704, 572-6573, 572-5593 141400 РОССИЯ, Московская обл., г. Химки, ул. Московская, д.21

135. НТС-ЛИДЕР» Закрытое Акционерное Общество1. УТВЕРЖДАЮректор1. НТС-Лидер"1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

136. В.Н. Соседов "»2С.0& 2003 г.

137. Результаты опытно-промышленной эксплуатации установки показали ее высокую эффективность и надежность.

138. Заведующий лабораторией НК П?ишакин

139. Научно-производственный холдинг