автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Разработка методов и аппаратуры для ультразвуковой дефектометрии сварных соединений трубопроводов АЭС

На правах рукописи

Тихонов Дмитрий Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АППАРАТУРЫ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОМЕТРИИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ АЭС

Специальность 05 02 11 - Методы контроля и диагностика в машиностроении

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

003159553

Работа выполнена в ОАО «Научно-производственном объединении «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (ЦНИИТМАШ)»

Научный руководитель

доктор технических наук

Официальные оппоненты

доктор технических наук

кандидат технических наук

Бадалян

Владимир Григорьевич

Ушаков

Валентин Михайлович Григорьев

Михаил Владимирович

Ведущая организация

МГТУим НЭ Баумана

Защита состоится «25» октября 2007 г в 14 00 на заседании диссертационного совета Д 217 042 03 при ОАО «Научно-производственное объединение «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» по адресу 115088, Москва, ул. Шарикоподшипниковская, д 4, коми 403

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке НПО ЦНИИТМАШ

Автореферат разослан «24» сентября 2007 г

Ученый секретарь совета, кандидат технических наук

СМ Петушков

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Расширение номенклатуры объектов эксплуатационного неразрушающего контроля оборудования атомных электростанций (АЭС), связанное как с повышением требований безопасности, так и необходимостью решения задач продления ресурса, при стремлении к оптимизации объёмов контроля, обостряет проблему недостаточной информативности существующих методов диагностики Отсутствие точных сведений о таких характеристиках внутренних не-сплошностей, как размер, местоположение, тип увеличивает риск принятия необоснованных решений о способах ремонта объекта контроля или о порядке его дальнейшей эксплуатации.

Наиболее перспективными методами неразрушающего контроля, способными предоставить необходимую информацию, являются методы визуализации данных ультразвукового контроля, среди которых наиболее точными являются когерентные вычислительные методы формирования трехмерных изображений несплошностей Созданные за последние четыре десятилетия физико-технические основы методов восстановления акустических изображений, а также возможности обработки, хранения и визуализации данных позволили когерентным методам вывести ультразвуковой контроль на существенно более высокий информационный уровень и открыть принципиально новые возможности для решения задачи дефектометрии

В тоже время, восстановленные когерентными методами акустические изображения дефектов обладают рядом существенных особенностей, которые отличают их от «идеальных» оптических образов, которые могли быть сформированы, например, если бы объект контроля был оптически прозрачен Акустические изображения дефектов являются весьма зависимыми от таких факторов, как неровности поверхности объекта контроля, наличие переотражающих границ и неучтенных способов формирования эхосигналов, теневые конфигурации дефектов и т д. Все это приводит к снижению точности определения параметров отражателей и, тем самым, к ограничению возможностей практического применения методов визуализации

Настоящая работа посвящена развитию алгоритмов формирования ультразвуковых изображений несплошностей, разработке аппаратуры и методов автоматизи-

рованного ультразвукового контроля (АУЗК) сварных соединений трубопроводов АЭС и других объектов контроля с определением реальных размеров дефектов

Цель и задачи работы. Целью работы является обеспечение возможности перехода от ультразвуковой дефектоскопии к ультразвуковой дефектометрии ответственных сварных соединений (СС) трубопроводов АЭС и другого промышленного оборудования, за счёт разработки новых алгоритмов получения когерентных изображений несплошностей, создания и внедрения аппаратуры и методов проведения контроля, обеспечивающих высокую точность определения параметров дефектов

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

- На основе когерентных методов визуализации разработать алгоритмы получения изображений дефектов при различных условиях регистрации данных для снижения влияния факторов, ограничивающих точность определения размеров и типов несплошностей

- Экспериментально исследовать эффективность предложенных алгоритмов на модельных и реальных отражателях

- Разработать методику калибровки пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) и алгоритмы получения их характеристик.

- Разработать методические принципы и аппаратуру АУЗК с визуализацией дефектов, обеспечивающие определение их реальных размеров На базе методических принципов разработать методики АУЗК СС и испытать их на образцах с имитаторами дефектов и на объектах контроля с естественными дефектами

- Внедрить разработанную аппаратуру и методы в практику неразрушающе-го контроля на АЭС

Методы исследований. При выводе формул для алгоритмов обработки данных использовалось математические методы решения обратной задачи рассеяния, математические методы общей акустики, математические модели ультразвукового поля, сформированные ограниченным источником, теория функции комплексного переменного Для подтверждения достоверности результатов ультразвукового контроля с применением разработанных алгоритмов использовались методы металло-

графического анализа, статистические математические методы обработки результатов экспериментов

Научная новизна

1 В результате исследования влияния неровностей поверхности на качество изображений дефектов, полученных когерентными методами, показана необходимость учета этого влияния при высоте неровностей, превышающей половину средней длины волны, а также то, что более сильное искажающее влияние оказывают гармонические неровности одинаковой высоты с большим пространственным периодом

2 Предложены методы вычислительного восстановления изображений по данным, полученным на неплоской поверхности. Разработаны алгоритмы, уменьшающие влияние неровностей на качество изображений, полученных методом проекции в спектральном пространстве (ПСП)

3. На основе метода ПСП разработан метод восстановления изображений по данным, зарегистрированным после трансформации волн на дефекте

4 Разработан алгоритм калибровки ПЭП, автоматически определяющий его основные параметры, а также параметры, существенные для когерентной обработки, по данным одного измерения эхосигналов на стандартном образце

5 Разработаны основные принципы практической методологии АУЗК с визуализацией данных когерентными методами, обеспечивающие определение размеров и типа дефектов

Практическая ценность диссертационной работы заключается в применении полученных результатов для создания нового поколения средств АУЗК с дефекто-метрией и методов их применения на АЭС На основании закономерностей, изученных в работе, разработаны, сертифицированы в Госстандарте РФ и внедрены в эксплуатацию на АЭС более тридцати систем АУЗК с когерентной обработкой данных серии АВГУР - компьютерная система ультразвукового контроля с когерентной обработкой данных АВГУР 4 2, система автоматизированного ультразвукового контроля АВГУР 5.2, система калибровки пьезоэлектрических преобразователей

АВГУР 4 4 (сертификаты Госстандарта России RU.C 27 003.А № 12292, RU С 27 003 А № 16714, RU С 34 003 А № 14077).

Разработаны и внедрены на АЭС РФ восемь методических документов по проведению АУЗК системами АВГУР 5 2 различных типов СС трубопроводов реакторных установок РБМК и ВВЭР С использованием систем АВГУР 5 2 по разработанным методикам в период с 2004 г проведен дефектометрический контроль более трех тысяч СС на АЭС РФ

Научные положения, выносимые на защиту

1 Метод вычислительного восстановления изображений дефектов по данным, полученным на неплоской поверхности и алгоритмы, корректирующие влияние неровностей на качество восстанавливаемых изображений

2 Метод когерентного восстановления изображений по данным, зарегистрированным после трансформации волн на дефекте.

3 Метод и алгоритмы калибровки ПЭП

4 Основные методические принципы проведения АУЗК с визуализацией дефектов когерентными методами

Апробация

Основные результаты работы докладывались на-

XIV конференции «Методы и средства повышения информативности и достоверности результатов ультразвукового контроля сварных конструкций», г Санкт-Петербург, 14-16 октября 1992 г, XV Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», г Москва, 28 июня - 2 июля 1999 г., XVI Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», г. Санкт-Петербург, 9-12 сентября 2002 г; 8th European Conference on Nondestructive Testing, Barcelona (Spain), June 17-21, 2002 г, XVII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», г Екатеринбург, 5-11 сентября 2005 г, Седьмой международный семинар по горизонтальным парогенераторам ФГУП ОКБ «Гидропресс», г Подольск, Россия, 3-5 октября 2006 г; Шестой международной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности», г Москва 15-17 мая 2007 г

Публикации

По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ, в том числе один патент, 16 статей и 12 тезисов докладов

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 177 страницах, содержащих 64 рисунков, 9 таблиц и состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений и списка литературы из 133 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, кратко излагается содержание четырех глав диссертации, приводятся сведения об ее апробации и публикациях автора по теме диссертации

В первой главе дается характеристика существующих методов регистрации, обработки и представления данных ультразвукового контроля, применительно к контролю СС и основного металла трубопроводов и другого оборудования промышленности Среди рассматриваемых методов - широко используемые амплитудные методы контроля, в основном ориентированные на выявление дефектов, а также дифракционные методы, когерентные и другие методы обработки данных (TOFD, SAFT, FT-SAFT, методы согласованной фильтрации, экстраполяционные методы сверхразрешения, итерационные алгоритмы) Проводится анализ преимуществ и особенностей этих методов, в основном с точки зрения решения задач классификации и определения размеров дефектов Основными недостатками существующих методов, на преодоление которых направлена настоящая работа, являются существенное влияние формы поверхности объекта контроля, наличие сигналов образованных трансформированными и переотраженными волнами, ограниченные ракурсы для построения полного изображения дефекта, влияние точности задания параметров преобразователей, трудности интерпретации ультразвуковых изображений

В заключение первой главы сформулированы цель и основные задачи исследования

Во второй главе проводится анализ, и предлагаются решения проблем восстановления когерентных изображений дефектов при различных условиях регистрации данных контроля

Рассматривается влияние различного рода неровностей поверхности объекта контроля на изображения дефектов, полученных методом ПСП Для количественной оценки степени воздействия неровностей используется величина среднего квадратичного отклонения (СКО) О- исходного (полученного в отсутствие неровностей или «идеального») и искаженного изображений На рис 1а приведены результаты численного моделирования искажений изображений дефектов, расположенных на

Ср^димачижичнмоткпимммкппиногокэебражмшют

г ч / -л N1 V

4 1 гч -V У / \

-у и ■4 ч и-

7 п

НЮ ЩИ И 0.30 ОД 0.50 МО Ц70 ОД ЦЮ 1,00 110 1Д 1,30 1.« 1,Я> | -»-ни -*-1СЦН> I

м

Сидим вдргачнм вил ом им мприминого и идмлшм» имбртнкй

V-

Л V

ч

|-*-КвррмЦ1Яспестрв тлофаимы-^Коррещия фазы голограммы |

а) 6)

Рис. 1 Зависимость нормированной величины среднего квадратичного отклонения от высоты неровностей а) влияние гармонических неровностей; б) результат коррекции данных.

глубине ЗОХ, где X - длина волны на основной частоте спектра эхоимпульсов, для двух типов гармонических неровностей с большим (ИХ.) и малым (1,2Х.) пространственными периодами Р

Изображения рассчитывались для прямого совмещенного преобразователя, работающего на частоте 2,5 МГц Результаты приведены в виде зависимости нормированного значения СКО (Ск/Скшах) от максимальной высоты неровностей , заданной в длинах волн X Из рисунка видно, что искажающее влияние существенней для неровностей с большим периодом Влияющие на выводы оператора искажения соответствуют уровню Ск/Сктах >0,1 На графике также приведен уровень, соответствующий значению среднеквадратичного отклонения «нулевого» изображения (1(х,г)=0) от «идеального» изображения Этот уровень соответствует субъективному

восприятию полной потери сходства между исходным и искаженным изображениями

На практике влияние неровностей не всегда приходится на значащую часть пространственной апертуры регистрации данных, поэтому их влияние может быть и меньше Так, при проведении численных экспериментов с реальными данными установлено, что для некоторых распространенных в практике типов неровностей и условий контроля, изменение координат и размеров отражателей, влияющее на погрешность измерений, начинается при высотах неровностей, превышающих Я/2

Для снижения влияния неровностей предложено два алгоритма коррекции данных, измеренных на неровной поверхности метод коррекции фазы голограмм и метод коррекции фазы спектра голограмм Метод коррекции фазы голограмм состоит в учете фазовой добавки Д<р, образованной неровностями поверхности

= где ¿¡(х) - высота неровности поверхности относительно

выбранного положения оси х, вдоль которой ведется регистрация данных, а,„ - основной угол ввода ПЭП Алгоритм коррекции спектра голограмм основан на представлении акустической волны, рассеянной дефектом в виде спектра плоских волн Коррекция выполняется путем учета фазового набега в неровностях при обращении каждой плоской волны Распределение акустического поля для плоской гармонической волны на кривой линии £(•*) можно представить в виде

и((х) = и0(х)ехрО^к2 -к1%(х)), где ий(х) - распределение поля плоской гармонической волны на прямой г = 0, к = 2лIX, кх= Л^шСа), а - угол падения плоской волны Тогда, представив, измеренное на кривой ¿¡(х), поле (голограмму) И((х) через дискретное обратное преобразование Фурье спектра плоских волн, можно записать

где Н0(к„) - пространственный спектр «идеальной» голограммы Иа(х), ^—количество пространственных частот кш. В результате, в матричном виде, алгоритм коррекции можно представить следующим образом

(1)

ка(х) = 3-%(х)Ц% (2)

где Щ1 - матрица, обратная матрице Е{, составленной их экспонент формулы (1) Установлено, что более быстродействующий алгоритм коррекции фазы голограмм малоэффективен при малых глубинах контроля, однако, для практически более важных случаев, при условии соблюдения параксиального приближения, оба алгоритма дают близкие результаты На рис 16 приведены две зависимости СКО идеального и исправленного изображений от радиуса И. цилиндра для двух способов коррекции Остальные параметры модели эквивалентны параметрам модели рис 1а Из графика видно, что для значений Я>34Я, результат корректировки двух алгоритмов очень близок.

Предложен алгоритм относительно быстрого вычисления интеграла Гельм-гольца-Кирхгофа для замкнутой на плоскости поверхности регистрации эхо-сигналов При вычислении нормальная производная ультразвукового поля заменяется её приближенным значением При этом за счет применения алгоритма ПСП достигается сокращение количества вычислений Вычисление акустического поля производится по многочастотным голограммам, измеренным на замкнутой в плоскости (х, у) гладкой линии регистрации ¿. Учитывается, что спектр функции Грина свободного пространства без учета неоднородных волн при рассеянии на одной частоте отличен от нуля только на окружности радиусом 2к (к = а/с, со - круговая частота, с - скорость звука) При выводе формул предполагается, что измерение рассеянного неоднородностями поля производится в совмещенном режиме, когда излучение и прием происходят в одной точке поверхности Для практически важного случая, когда линия регистрации Ь - окружность радиуса Я, используя приближение плоской волны Я/Л « 1 и представляя пространственный спектр функции Грина на одной частоте рассеяния в виде дельта-функции Дирака, пространственный спектр рассеянного поля на окружности радиусом к, = 2к рассчитывается по формуле

Р{к„р) = ^][р1(а)гк1 со (3)

где рг/а) - измеренное на линии Ь (границе) УЗ поле, а - угол наклона радиус-вектора Я к оси х,Р- угол наклона волнового вектора к относительно оси кх Для по-

лучения двумерного изображения рассеянного дефектом поля необходимо выполнить обратное двумерное преобразование Фурье полного набора одиочастотных спектров Р(к„ ¡}) во всем частотном диапазоне измерений.

Быстродействие предложенного алгоритма ограничено, поэтому он эффективен для относительно небольших объектов контроля. Д;ш больших объектов предложено использовать объединение алгоритма многоракурсной акустической голографии и алгоритмов коррекции данных, измеренных на неровной поверхности.

в)

Рис. 2. Сечншс ЦШШВДрНЧССШИ и ийраша с нсь'уссгаенны.ин отражнтЕлыми: а) икус-щческое изобряксяне: 1 - (пъерегпг 0 3 У мм; 1 - отверс™* в це^ггре 1Ш.|ин.ф*; 3 - три отвергши 0 2 мм; &) 1СЯО пирата.

Было проведено численное и экспериментальное моделирование разработанных алгоритмов, подтвердившее их эффективность. В качестве примера на рис. 2а приведено изображение внутреннего сечения стального цилиндрического образца с искусственными отражателями в виде отверстий, полученное через расчет пространственного спектра поля в сечении по формуле (3). Па рис. 26 - эскиз образца. Изображение получено прямым совмещенным НЭП с основной частотой 2,5 МГ ц.

Хорошо восстанавливаются «освещенные» части искусственных отражателей. Видно, что кроме искусственных отражателей в образце имеются другие рассеивающие неоднородности, экранировка и реверберациошгые переотражения на которых вносят незначительные искажения изображения.

Предложенные алгоритмы позволяют достичь предельной для когерентных методов, по критерию Рэлея, фронтальной разрешающей способности, равной А./4 в области центра цилиндрического объекта контроля, откуда возможен прием эхосиг-налов со всех направлений При этом отсутствуют отрицательные влияния одностороннего доступа, связанные с недостаточным раскрытием диаграммы направленности ПЭП или ограниченностью пространственной апертуры, которые снижают предел разрешающей способности в 3-4 и более раз.

Во второй главе также рассматривается расширение алгоритма ПСП при регистрации данных, образованных при излучении и приеме различных типов волн Алгоритм, позволяющий получать изображения трещин при излучении и приеме различных типов волн, основан на приближенном решении уравнения Кирхгофа. Считая, что облучающая волна в пределах области залегания дефекта плоская, переводя расчеты в область пространственного спектра и представляя спектр функции Грина в виде дельта-функции, функцию рассеивателейгг(^), прямо пропорционально связанную с рассеянным в области неоднородностей полем, можно вычислить-

Ф,) = З;1 К (*.) ехР№ t D ехр(-;М)]

Здесь через обозначен оператор проекции в спектральном пространстве переносящий пространственный спектр измеренного поля Р„(кх) из точки (кх,0) в точку (кх + к, sma,-Jk* - к\+к, cosa), к, = (Л, - длина принимаемой волны), к, = (Л, - длина облучающей волны); г, - радиус-вектор, определяющий положение излучателя, а — угол падения облучающей плоской волны на дефект, к = (kx,kz),kz =к) - к\ , З;1 - обратное двумерное преобразование Фурье, N -количество частот Аналогичный подход использован и для совмещенного режима, когда излучение одного типа волны и прием другого типа производится одним преобразователем

В качестве примера изображения дефекта, полученного с использованием трансформированных поперечных волн, на рис. 3 приведено изображение модели трещины в дюралюминиевом образце, восстановленное но формуле (4). При регистрации данных использован модифицированный дельта-метод с неподвижным излучателем продольных волн и сканирующим приемником поперечных волн. Основным преимуществом данной схемы регистрации является возможность получения изображения боковой грани вертикальной трещины, скрытой для контроля в совмещенном режиме.

Удвоенная высота модели трещины, видимая на восстановленном изображении, соответствует формированию прямых и зеркально отраженных трансформированных волн. Точность определения высоты трещины но уронню -10 дБ от максимума изображения при проведении нескольких экспериментов не превышает 1 мм.

В третьей главе рассматривается унифицированная методика применения систем ЛУЗК СС с получением когерентных изображений и определением реальных размеров дефектов. Основной особенностью этой методики является использование когерентной калибровки НЭП, учета формы поверхности объекта контроля, а также проведение когерентной обработки данных и анализа полученных изображений.

Когерентная калибровка проводится с целью определения основных параметров НЭП, а также параметров определяющих фокусирующие свойства ПЭП при когерентной обработке данных, полученных в совмещенном режиме контроля. Для получения данных регистрируется набор эхо-сигналов, отраженных от отверстия 06, в стандартном образце С О-2 на заданной пространственной апертуре. Получен-

*> 6) Рис. 3. Изображения модели донной вертикальной трещины: а) эскиз модели трещины; 6) восстановленное изображение; 1 - часть изображения, сформированная поперечными волнами на прямом луче; 2 -часть изображения, сформированная поперечными волнами после нх отражения от дна; 3 — линия донной поверхности.

ные данные называются калибровочным В-сканом Калибровочный В-скан обрабатывается методом пространственной фильтрации (для наклонных ПЭП) и пространственно-временной селекции (для всех типов ПЭП) Пространственная фильтрация проводится с целью исключения шумовых сигналов, имеющих спектр с априорно известной областью пространственных частот (например, сигналов реверберацион-ных шумов) Селекция выполняется для исключения сигналов обегания и других посторонних сигналов, не связанных с непосредственным отражением от отверстия

Из обработанного калибровочного В-скана рассчитываются импульсная характеристика, спектральная характеристика, диаграмма направленности, ревербера-ционно-шумовая характеристика, вид излучаемого поля калибруемого ПЭП По рассчитанным характеристикам определяются длительность импульса, центральная частота, полоса частот, эхоимпульсная чувствительность, угол ввода, параметры фокусировки ПЭП

Диаграмма направленности рассчитывается исходя из предположения о ненаправленности отраженного поля, формируемого на боковом отверстии стандартного образца СО-2 Расчет ведется по нескольким одночастотным голограммам h(x,f,) -частотных спектров калибровочного В-скана, рассчитанных в диапазоне частот данного ПЭП Д/ = /и-fL Затем рассчитываются пространственные спектры голограмм Inf

- H(kx,f), где кх = -^-sm(a), с - скорость звука, а - угол ввода плоской волны За-с

N

тем формируется функция D(kx) = ^jH(kx,fl), где N - количество одночастотных голограмм рассчитанных в диапазоне А/ После чего D(kx) переводится в угловую зависимость D(a) и в таком виде представляется в виде импульсной диаграммы направленности излучения-приема ПЭП, по которой определяются угол ввода и ширина её основного лепестка

Важными параметрами совмещенных преобразователей, используемых для получения когерентных изображений, являются параметры, определяющие их фокусирующие свойства - время нерасходящегося распространения ультразвукового пучка и расположение области фокуса преобразователя (относительно поверхности

регистрации и относительно корпуса преобразователя), т.е. области начала расхождения ультразвукового поля. Предложен алгоритм определения параметров фокусировки преобразователя, основанный на сравнении свойств изображений эталонного отражателя, полученных при различных значениях этих параметров.

На рис. 4 приведены характеристики наклонного совмещенного 113! I, рассчитанные по приведенному алгоритму калибровки.

Предложенный алгоритм опре-

деления параметров ПЭП реализован в '

системах автоматизированного ультра- •

звукового контроля АВГУР 4.2 и

АВГУР 5.2, а также в системе калиб- '

ровки ПЭП АВГУР 4.4. На рис. 5 при- |

( I

ведена фотография сканирующего уст- {

I

ройства системы калибровки ||г '...«.. АВГУР 4.4. Сканирующее устройство р,,,.. 4. х.р.три™™ншшоыногопзп.

подключается к стационарному компьютеру, в который монтируется интерфейсная плата аналого-цифрового преобразования. На компьютер устанавливается программное обеспечение системы АВГУР 4.4, обеспечивающее управление аппаратурой, обработку данных и формирование паспорта ПЭП,

Обработка и анализ данных контроля являются важнейшим этапом проведения АУЗК. Для снижения влияния субъективного фактора при выполнении этого этапа была разработана методика анализа и оценки данных АУЗК системами с когерентной обработкой данных. Эта методика определяет порядок действий при обработке и анализе данных АУЗК, зарегистрированных в измерительном и поисковом режимах контроля, для получения заключений контроля с данными дефекто-метрии о положении, размерах и типе несшюшностей. В методике устанавливаются

Рис. Сканирующее устройство системы ки-;шброаки НЭП АВГУР 4.4.

порядок действий опреатора и методы работы с данными после их получения. Определяются требования к полученным данным и параметрам их обработки, а также к документам, фиксирующим этапы работы (акт АУЗК. журнал анализа данных, заключение контроля).

Вводятся понятия: область вероятной локализации несплошностей, контур локализации нееплошкостей, элемент разрешения изображения. Определяются основные информационные признаки изображений, характеризующие факт наличия и тип нсеплошноети, её размеры. Когерентная обработка, визуализация данных АУЗК, зарегистрированных в широком динамическом диапазоне для некоторых объектов контроля позволили использовать ряд дополнительных информационных признаков изображений.

На основе принципов унифицированной методики применения систем АУЗК, включающей в себя когерентную калибровку Г1ЭП, методику обработки и анализа данных разработана новая система АУЗК - АВГУР 5.2, предназначенная для контроля СС АЭС. В системе реализованы алгоритмы, изложенные во второй главе настоящей работы. Основные отличительные особенности системы АВГУР 5.2 от систем предыдущих поколений состоят в следующем:

■ Открытая архитектура системы, поддерживаемая на аппаратном и программном уровне, позволяет использовать двухкоординатные сканирующие устройства для различных типов объектов контроля.

Рис. 6. Основные ллементы системы АВГУР 5.2: 1 - блок системный; 2 - сканирующие устройства; 3 - стенд к&пнбровкн П'Ш: 4 - ПЭП; 5 -не ре говорное устройство; б - блок выносной; 7- комплект кабелей.

■ Лучшие электронные характеристики системы позволяют ускорить процесс регистрации данных и повысить качество получаемых изображений

■ Наличие базы данных контроля и заключений, обеспечивающих упорядоченное хранение результатов контроля за любой период времени и возможность проведения мониторинга состояния объекта

■ Новые возможности анализа данных, реализованные в программном обеспечении системы

В диссертации приведены структурная схема системы АВГУР 5.2 и описание основных принципов построения ее программного обеспечения. На рис б приведена фотография основных составных частей системы АВГУР 5 2

В четвертой главе рассматриваются вопросы методического обеспечения системы АВГУР 5 2 Разработано методическое обеспечение системы АВГУР 5 2 для различных типов СС АЭС и дефектных сечений цилиндрических объектов контроля - осей колёсных пар вагонов и заготовок роторов большого диаметра

В процессе разработки и аттестации методики контроля кольцевых СС аусте-нитных трубопроводов номинальным внешним диаметром 325 мм (ДуЗОО), толщиной от 10,5 до 19 мм были выполнены экспериментальные работы и расчеты, обосновывающие выбор типов ПЭП, оптимальных для выполнения требований чувствительности и разрешающей способности контроля Для повышения достоверности контроля за счет применения дополнительных схем прозвучивания, дополнительных пространственных частот и лучшей выявляемости дефектов объемного типа было предложено объединить в одном корпусе два ПЭП - преобразователь сдвиговой и продольной волны, работающих на двух частотах - 4 МГц для сдвиговой волны и 5 МГц - для продольной Совместное использование такого типа преобразователей позволяет помимо получения высокой разрешающей способности когерентных изображений дефектов, достигать также улучшения выявляемости на фоне структурных шумов за счет одновременного применения нескольких схем прозвучивания и двух-модового способа контроля

АУЗК кольцевых СС ДуЗОО проводится в двух последовательных режимах поисковом и измерительном Поисковый режим служит для обнаружения несплош-

ностей и фиксации места их расположения Измерительный режим служит для определения размеров несплошностей, обнаруженных в поисковом режиме При восстановлении изображений дефектов по данным, зарегистрированным на поверхности трубопровода с вогнутостью, которая образуется в результате применения технологии обжатия СС, программно проводится коррекция фазы эхо-сигналов с целью устранения искажений, вносимых неровностями поверхности

Для определения величин погрешностей измерения высоты и протяженности продольно ориентированных несплошностей СС ДуЗОО проводились испытания на образцах с искусственными отражателями, а также на СС, содержащих реальные дефекты в виде коррозионных трещин. Сопоставительный анализ проводился путем сравнения заключений контроля с паспортными данными образцов и результатами разрушающего контроля методом трехточечного изгиба (долома) и металлографических исследований (МГИ) образцов с реальными трещинами Максимальная погрешность измерения длины пропилов в 95% доверительном интервале вероятности составила 6,2 мм Максимальная погрешность измерения высоты пропилов по результатам девяти аналогичных измерений высоты тех же пропилов составила 0,9 мм

В таблице 1 приведены результаты сравнения данных МГИ и результатов АУЗК системой АВГУР 5 2 для одного из образцов СС с реальными трещинами На основании таких таблиц строились статистические гистограммы распределения погрешностей по каждому СС и суммарная диаграмма по всем образцам СС

Таблица 1 Сравнение результатов МГИ и АУЗК АВГУР 5 2

Контрольные сечения, вдоль шва, мм Заключение МГИ Заключение АУЗК Абсолютная погрешность, мм

гверхн, мм Высота трещины, мм 2верхн, мм Высота трещины, мм ¿верхн, мм высота трещины, мм

564,0 9,0 5,5 9.0 5.5 0,0 0.0

578,0 9,1 3.9 9,5 4,5 -0,4 -0,6

584,0 10,0 3,0 9,0 5,0 1,0 -2,0

600,0 9,1 3,9 9.5 4.0 -0,4 -0,1

608,0 9,0 4,0 9,5 4,0 -0,5 0,0

616,0 8,6 4,9 10,0 3,5 -1,4 1,4

624,0 8,0 5,5 10,0 4,0 -2,0 1,5

636,0 8.1 5,9 9,5 4,5 -1,4 1,4

640,0 7.0 6,5 7,0 7,0 0,0 -0,5

Па рис. 7а приведено Н-изображенис трещины в од[гом из образцов СС, полученное преобразователем сдвиговых ноли. На рис. 76 приведены фотографии образцов с трещиной и результаты их до-лома для одной из катушек. Темный цвет отложений внутри трещин позволяет хорошо видеть их высоту и профиль после лолома образцов. На рис. 8 приведена обобщенная по четырем катушкам гистограмма распределения погрешностей для 65 измерений координаты верхней кромки трещины Zsep!,м и высоты одиннадцати трещин. Для 95% случаев (62 из 65) погрешность измерения высоты трещин находится в интервале от -1,5 мм до +1,5 мм. Максимальная абсолютная погрешность измерения длины несшюшяостей, определенная по данным металлографических исследований одиннадцати трещин в четырех СС ДуЗОО отставила 6 мм. На рис. 9 приведено изображение сканера системы АВГУР 5.2 во время испытаний.

Результаты аттестации методики аустенитных СС ДуЗОО явились основанием для допуска этой методики при эксплуатационном контроле на АЭС с реакторными установками РБМК, а также позволили распространить действие этой методики на многочисленные однотипные сварные соединения.

Концепция двухступенчатого контроля (поискового и измерительного) с последующим применением методики анализа изображений дефектов применена для контроля кольцевых и продольных СС трубопроводов Ду800, Ду850, Ду1200 толщиной от 28 до 72 мм.

Рнс. 7, <(1ПО.~ т Л11-тгниг результатов кчппрП ]у п VII И: я) когерстпое юпбришиш дефе»етя; 6} фотографии одного к) (м"[1 н (сверху) и рмулътаты долпма несколь-

ких обращен !пргн <V>

и 1

! : § ; ■ £ - щ ---

Щ

- 1 " " М™« - имеете, Ш | 1)1».

Рнс. Я. Гистограмма [гогрешпостен определения высоты тоещик дли СС ДчЗОО.

Для обнаружения несплош костей в поисковом режиме применяются различные схемы контроля. Для всех типов СС поиск нес плотностей, ориентированных вдоль оси шва, выполняется по совмещенной схеме в эхо-режиме. Используются ГГЭП с углами ввода 40°, 50°, 55° и 65°, работающие на частоте 2,5 МГц. Лучевая и фронтальная разрешающая способность обычно составляют величину равную 2-3 мм, а самые жёсткие требования к отражающей способности минимально выявляемого дефекта составляют эквивалентную площадь плоскодонного отражателя равную 3,5 ммг.

Для аттестации методики контроля кольцевого СС Д.'1200 был разработан и изготовлен образец, представляющий собой участок реального СС узла приварки коллектора теплоносителя к патрубку парогенератора реакторлой установки ИВЭР-1000 с двадцатью одним искусственным и шестью естественными дефектами. 13 диссертации приведены результаты контроля этого образца, подтвердившие возможность выявления дефектов различной ориентации высотой от 0,77 мм и протяженностью от 9.1 мм. Контроль образца в измерительном режиме дает максимальную погрешность определения длины дефекта - 11 мм, а максимальную погрешность определения высоты дефекта - 2 мм.

Методика контроля СС Ду 1200 была испытана и на нескольких реальных дефектах. На рис. 10 приведены О- и В- изображения коррозионных трещин, полученных по данным одного из каналов регистрации. Размеры дефекта, определённые в соответствии с методикой анализа данных, были подтверждены сопоставлением с результатами разрушающего контроля,

В методиках контроля аустенитных СС значительной толщины (более 30 мм) системой АВГУР 5.2 предложено использовать комплекс мер для повышения выявляемое™ дефектов на фоне высокого уровня структурных шумов. Помимо выбора Оптимальных схем и частотного диапазона прозвучигания, учитывающих конструктивные особенности конкретного СС применяются'.

Рис. Сканер системы АВГУР 5.2 нн трубе ДуЭОО.

■ двухмодояый способ контроля, к с ггользующий одновременно два тина волн - продольные и поперечные;

" пространственная фильтрация данных поискового режима контроля;

■ когерентная обработка данных измерительного режима контроля;

■ объединение изображений или синхронный режим их анализа;

I: : пс £тъ : ГЦII'. I

ДОН

к

"V

V

V

Д?1Л1|11 ■ I 'IИ Г ;11. |11 *■„

Рнс. 10. '. ;|*нн н Н и ;иС.,чжгм-,!г :.11г.: участка ГС £ двумя киррщиппммми трещнкаян.

■ восстановление изображений с учетом преобразования типов волн на дефектах.

Двух мод о вый способ контроля за счёт различий в выявлении плоскостных и объемных дефектов у продольной и сдвиговой волн, а также за счет их различной реакции на одинаковую структуру металла позволяет повысить вероятность выявления дефектов различного типа на фоке структурных шумов. Применение когерентной обработки позволяет увеличить отношение сигнал шум на 4-5 дБ для сдвиговых волн и на 6-Ш дЬ для продольных волн. Когерентная обработка увеличиваем амплитудный вклад тех сигналов в изображении, которые образованы прямым отражением, снижая вклад переотраженных и ре в ер бе рационных сигналов. Пространственная фильтрация уменьшает уровень шумов, спектр которых лежит вне области пространственного спектра сигналов, регистрируемы к ПЭП. Учет преобразования типов волн на дефекте также увеличивает вклад полезного сигнала в

Рис. 11. Спвди&лиздрэданиым схатар темы АВГУР 5,2 дли контроля композитного СС " я объекте контроле-

суммарное изображение. Таким образом, совмещение наиболее эффективных методов борьбы со структурными шумами позволяет достичь максимального эффекта ¡jp¡r контроле толстостенных аустенишых СС - контроль на высоком уровне чувствительности обеспечивается для изделий толщиной до 80 мм. На рис. 11 приведен сканер системы АВГУР 5.2, специально разработанный для реализации методики A V3R" композитного СС приварки к патрубку корпуса реактора, установленный на объект контроля.

По разработанным для системы АВГУР 5.2 методикам контроль на АЭС РФ проводится с 2004 г. В таблице 2 приведены данные по количеству СС проконтролированных этой системой.

Таблица 2. Обт»<?м кот 111.1ц свадньд соединений системой АВГУР 5.2 ни Л К' РФ.

Тип СС 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г январь -сентябрь.

ДуЗОО аустекитные 320 443 1289 701

Ду800, Ду850, Ду 1200 перлитные 3 8 89 180

Аусгенитные и композитные толщиной более 30 мм 1 36 24 41

Для системы АВГУР 5.2 разработаны также методики контроля дефектных сечений цилиндрических объектов контроля - заготовок роторов большого диаметра диаметрами ¡200 и 1800 мм и осей колёсных пар железнодорожных нагонов.

Разработанная методика была применена на заготовках роторов диаметрами 1200 и 1800 мм для определения характера нееппошностей, обнаруженных ручным методом УЗК в его центральной части. На рис. 12а приведены два В-елоя изображс-

Puc. L2. Результат н нема АУЗК таготовки ротора 01200 мк: а) и-юбрахенна поковочной трещины в itентрляьной чисти iiiohh n (^адйпашдшвииц лыдлясыа '.'fi iucII, ложшшшив цсфсл-я ь ллпшм сеченнн ni об ражен ни); б) стена расположении осей 1НПГМ1.1 коордниат.

ния центральной части одной из заготовок ротора диаметром 1200 мм после двухмерной когерентной обработки В-сканов, полученные для двух направлений сканирования - У, и У,+1 Схема расположения осей приведена на рис 126 По изображениям такого рода, с учетом результатов восстановления по всем ракурсам, были сделаны выводы о характере неоднородностей, определено среднее количество отражателей на единицу объема и указаны границы областей локализации несплошностей вдоль оси и по глубине заготовки

В диссертации приведены результаты испытаний методик АУЗК цилиндрических объектов контроля на тест-образцах с имитаторами дефектов, а так же на реальных изделиях с естественными дефектами

В заключении сформулированы результаты работы, перечислены достижения, подтверждающие практическую ценность работы, намечены основные направления совершенствования методов получения и анализа изображений дефектов ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 1. Реализация методов определения фактических размеров дефектов, достигнутая за счет учета широкого спектра влияющих факторов, реализованная в алгоритмах, методиках и аппаратуре позволила впервые осуществить переход от ультразвуковой дефектоскопии на АЭС РФ к ультразвуковой дефектометрии

2 Проанализировано влияние неровностей поверхности контроля на изображения дефектов, полученных методами когерентной обработки данных АУЗК Установлено, что при одинаковой высоте искажающее влияние гармонических неровностей тем существенней, чем больше период неровностей Проведены модельные эксперименты, позволившие установить, что для некоторых распространенных в практике типов неровностей, искажение координат и размеров отражателей, влияющее на погрешность измерений их реальных размеров, начинается при высотах неровностей превышающих ^ Предложены алгоритмы коррекции фазы голограмм

или их спектров при регистрации данных на неровной поверхности

3. На основе метода обобщенной акустической голографии, и многоракурсного алгоритма ПСП предложены эффективные алгоритмы получения изображений по данным, зарегистрированным на замкнутой поверхности Предложенные алгоритмы

позволяют достичь предельной фронтальной разрешающей способности, равной четверти длины волны в области центра цилиндрического объекта контроля

4 Предложено расширение метода ПСП при регистрации данных, образованных при излучении и приеме различных типов волн, а также с учетом переотражений от границ объекта контроля, что позволяет повысить информативность АУЗК за счет расширения пространственного спектра изображений На примере получения этим методом изображения модели трещины показана возможность восстановления ее скрытой грани, при этом погрешность определения высоты дефекта не превышает 1 мм

5 Разработаны алгоритмы расчета характеристик ПЭП и методика калибровки ПЭП по результатам однократной регистрации данных на стандартном образце На базе этого алгоритма и методики разработана и сертифицирована в Госстандарте РФ система калибровки пьезоэлектрических преобразователей АВГУР 4 4 (сертификат Госстандарта России 1Ш С 34 003 А № 14077)

6 Предложена унифицированная методика применения систем АУЗК сварных соединений с получением когерентных изображений дефектов, включающая в себя когерентную калибровку ПЭП, учет формы поверхности объекта контроля, когерентную обработку и анализ данных контроля Разработаны основные положения методики анализа изображений дефектов, которые определяют последовательность действий оператора системы АУЗК с когерентной обработкой данных

7 На основании закономерностей, изученных в работе, разработаны, сертифицированы в Госстандарте РФ и внедрены в эксплуатацию на АЭС более тридцати систем АУЗК с когерентной обработкой данных серии АВГУР - компьютерная система ультразвукового контроля с когерентной обработкой данных АВГУР 4 2 и система автоматизированного ультразвукового контроля АВГУР 5 2 (сертификаты Гос-1 стандарта России 1Ш С 27 003 А № 12292 и 1Ш С 27.003 А № 16714)

8 В процессе разработки методик для системы АВГУР 5 2 проведено сопоставление результатов АУЗК с паспортными данными образцов и результатами разрушающего контроля СС с реальными дефектами Показано, что погрешность определения высоты наиболее опасных - коррозионных дефектов для аустенитных СС

номинальной толщиной от 10,5 до 19 мм составляет ±1,5 мм в 95% доверительном интервале Погрешность определения высоты трещин и их моделей в перлитных СС толщиной до 72 мм не превышает 2 мм для более чем тридцати искусственных и реальных дефектов

8 На основании унифицированной методики применения систем АУЗК и методики анализа изображений дефектов разработаны, аттестованы и внедрены на АЭС РФ восемь методических документов по проведению АУЗК системами АВГУР 5 2 различных типов СС трубопроводов реакторных установок РБМК и ВВЭР. С использованием систем АВГУР 5 2 по разработанным методикам в период с 2004 г проведен дефектометрический контроль более трех тысяч СС на АЭС РФ

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Тихонов Д С Влияние поверхности объекта на восстановленное изображение при иммерсионном контроле в акустической голографии // Дефектоскопия -1989 -№11 -С 51-60

2 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Тихонов Д С Неразрушающий контроль цилиндрических объектов методами многочастотной акустической голографии // Дефектоскопия - 1991 - № 10 -С 29-36

3 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Вопилкин А X, Григорьев М В, Ломакин А В , Стрелков Б П, Тихонов Д С, Штерн А М Возможность применения ультразвуковых компьютерных систем в атомной энергетике // Методы и средства повышения информативности и достоверности результатов ультразвукового контроля сварных конструкций тезисы докладов XIV научно-технической конференции 14-16 октября 1992 г - Санкт-Петербург, 1992 - С 45

4 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Вопилкин А X, Тихонов Д С Новый метод получения изображений плоскостных дефектов при ультразвуковой многочастотной голографии // Методы и средства повышения информативности и достоверности результатов ультразвукового контроля сварных конструкций тезисы докладов XIV научно-технической конференции 14-16 октября 1992 г - Санкт-Петербург, 1992 - С 58

5 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Бычков И В , Вопилкин А X, Тихонов Д С Новый метод исследования и паспортизации акустических преобразователей ультразвукового неразрушающего контроля // Методы и средства повышения информативности и достоверности результатов ультразвукового контроля сварных конструкций тезисы докладов XIV научно-технической конференции 14-16 октября 1992 г - Санкт-Петербург, 1992 - С 59

6 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Тихонов Д С Визуализация неоднородностей методом обобщенной многочастотной акустической голографии // Акустический журнал -1992 - Том 38 -Вып 3 - С 396-401

7 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Бычков И В , Вопилкин А X, Каплун С М, Ломакин А В , Пенпок М В, Рубен Е А, Тихонов Д С, Штерн А М Компьютерная система для исследования и паспортизации пьезопреобразователей ультразвукового неразрушающего контроля «Авгур 2 2» // Дефектоскопия -1993 -№2 -С 43-49

8 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Бычков И В, Вопилкин А X, Каплун С М, Ломакин А В , Пенпок М В, Рубен Е А, Тихонов Д С, Штерн А М Система калибровки пьезоэлектрических преобразователей «Авгур 2 2» // Законодательная и прикладная метрология - 1993 - № 5 - С 1417

-269 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Вопилкин А X, Тихонов Д С Использование трансформированных волн для получения изображений вертикальных трещин по многочаетотным цифровым акустическим голограммам // Дефектоскопия - 1993 - № 6 - С 3-9

10 Бадалян ВГ , Базулин ЕГ , Вопилкин АХ, Каплун СМ, Ломакин АВ , Пентюк М В, Рубен Е А, Тихонов Д С, Штерн А М Ультразвуковой компьютерный дефектоскоп «Авгур 3 1» // Дефектоскопия -1993 -№ 1 - С 3-10

11 Бадалян ВГ, Базулии ЕГ, Бычков ИВ, Вопилкин АХ, Каплун СМ, Ломакин А В, Пентюк М В, Рубен Е А, Тихонов Д С, Штерн А М Компьютерная система ультразвукового контроля с когерентной обработкой данных "Авгур 21"// Дефектоскопия -1993 № 7 - С 3-15

12 Базулин Е Г, Тихонов Д С Использование «задонных» эхоимпульсов для повышения информативности изображения дефектов, восстановленного по цифровым акустическим голограммам // Дефектоскопия - 1993 - № 7 - С 16-22

13 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Бычков И В, Вопилкин А X Каплун С М, Ломакин А В, Пентюк М В, Рубен Е А, Тихонов Д С, Штерн А М Цифровой ультразвуковой дефектоскоп Авгур - Патент на изобретение № 2130610 с приоритетом от 15 04 94

14 Базулин Е Г, Тихонов Д С Экспертная оценка типа и размеров дефекта с помощью когерентного ультразвукового дефектоскопа//Дефектоскопия -1996 -№8 -С 3-14

15 Bougaenko S Е, Arefiev А А, Strelkov В Р, Arjaev АI, Vopilkm А К, Grebenmkov D V , Tikhonov D S , Aladmsky V V, Makhanev V O Augur 4 2 ultrasonic system features, reliability, application to on-site expert examination of primary circuit piping // European-American Workshop Determination of Reliability and Validation Methods of NDE - June 18 - 20, 1997, Berlin (Germany), Paper No 331 NDTnet -1998, Vol 3,Issue4

16 Бадалян В Г, Вопилкин А X, Панов А Д, Тихонов Д С Новый подход к ультразвуковому неразрушающему контролю ответственных сварных соединений // Неразрушающий контроль и диагностика тезисы докладов XV Российской научно-технической конференции 28 июня -2июля 1999г -Москва, 1999 -т 1 - С 298

17 Бадалян В Г, Вопилкин А X, Гребенников В В , Гребенников Д В, Тихонов Д С Опыт применения ультразвуковых компьютерных систем с когерентной обработкой данных серии Авгур в атомной энергетике // Неразрушающий контроль и диагностика тезисы докладов XV Российской научно-технической конференции 28 июня-2 июля 1999 г -Москва, 1999 -т 1

18 Бадалян В Г, Базулин Е Г, Вопилкин А X, Тихонов Д С Ультразвуковая система «Авгур 4 2» с когерентной обработкой данных для экспертного контроля промышленного оборудования // Контроль Диагностика -1999 - № 10 - С 19-23

19 Бадалян В Г, Вопилкин А X, Тихонов Д С Новый подход к ультразвуковому автоматизированному неразрушающему контролю ответственных сварных соединений // Контроль Диагностика -1999 -№10 - С 23-31

20 Бадалян В Г , Базулин Е Г , Вопилкин А X, Тихонов Д С, Применение методов сверхразрешения при экспертном контроле сварных швов трубопроводов АЭС // Дефектоскопия -2000 г - № 1 - С 58-65

21 Tikhonov D, Voronkov V Experience of Use of the Conventional and Expert Ultrasonic Testing of Welds of Rostov NPP Pipelines // 8th European Conference on NDT - June 2002, Barcelona (Spam), 2002, Paper No 447

22 Базулин A E, Кретов E Ф, Самарин П Ф, Тихонов Д С Применение когерентных методов при УЗК цилиндрических заготовок большого диаметра // Неразрушающий контроль и диагностика Тезисы докладов XVI Российской научно-технической конференции 9-12 сентября 2002 г - Санкт-Петербург, 2002 г

23 Гребенников В В, Вопилкин А X, Гребенников Д В, Бадалян В Г, Тихонов Д С УЗК аустенитных сварных соединений I Применение многопараметровых методов для повышения эффективности II Новые возможности при применении автоматизированных систем // В мире неразрушающегоконтроля -2003 -№1(19) - С 10-15

24 Тихонов Д С , Штерн А М, Ромашкин С В, Гордеев Ю Л, Рубен Е А Пятое поколение систем автоматизированного ультразвукового контроля Авгур» // Неразрушающий контрощ

и диагностика тезисы докладов XVII Российской научно-технической конференции 5-11 сентября 2005 -Екатеринбург,2005г - С 92

25 Вопилкин А X, Самарин П Ф, Тихонов Д С Оборудование и методики автоматизированного ультразвукового контроля сварных швов приварки коллекторов к патрубкам парогенераторов ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 // Седьмой семинар по горизонтальным парогенераторам ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС» 3-5 октября 2006 г - Сборник трудов - Подольск, 2006 - Статья №58

26 Галанович В А, Славинский 3 М, Гурвич А К, Вопилкин А X, Тихонов Д С , Кононов Д А Система диагностики колес и осей колесных пар вагонов методом многоракурсной акустической голографии//В мире неразрушающего контроля -2006 -№3(33) - С 5-10

27 Тихонов Д С Основные этапы автоматизированного УЗК с определением размеров дефектов системами серии «АВГУР» // В мире неразрушающего контроля - 2006 - № 3 (33) - С 24-28

28 Вопилкин А X, Кононов Д А, Тихонов Д С Автоматизированная ультразвуковая система диагностики колёсных пар пассажирских вагонов // Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности тезисы докладов 6-й Международной конференции 15-17 мая 2007 г -М Машиностроение-1,2007 С 30

29 Вопилкин А X, Ромашкин С В, Тихонов Д С Комплексная технология ультразвуковой диагностики трубопроводов, работающих под давлением // Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности тезисы докладов 6-й Международной конференции 15-17 мая 2007 г -М Машиностроение-1,2007 С 118-119

Формат 60x84 1/16, Уел Печ Лист 2 Подписано в печать 19 09 2007 г Тираж 100 экз Заказ № 2840 Отпечатано в типографии «АллА Принт» Тел (495) 621-86-07, факс (495) 621-70-09 \уууига11арпп1ги_

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ ПО ДАННЫМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (ОБЗОР).

1.1. Методы определения размеров дефектов.

1.2. амплитудные методы оценки размеров и формы дефектов.

1.3. диффракционно-временной метод определения высоты дефектов.

1.4. Методы синтезированной апертуры.

1.4.1. Алгоритм SAFT.

1.4.2. Алгоритм SAFTdnH фазированных антенных решеток.

1.4.3. Использование гибких фазированных антенных решеток.

1.5. Метод акустической голографии и SAFT в Фурье области.

1.5.1. Метод угловых спектров.

1.5.2. Обобщенная акустическая голография.

1.5.3. Метод проекции в спектрачьном пространстве.

1.5.4. Алгоритмы сверхразрешения.

1.6. Свойства когерентных изображений.

1.7. Цель и задачи исследования.

1.8. выводы.

2. ПОЛУЧЕНИЕ КОГЕРЕНТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЕФЕКТОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ.

2.1. Восстановление изображений дефектов поданным, зарегистрированным »а неплоской поверхности.

2.1.1. Влияние неровности поверхности объекта контроля на восстановленное изображение.

Неровности периодического типа.

Модельные эксперименты.

2.1.2. Алгоритмы коррекции акустических голограмм.

Коррекция фазы голограмм.

Коррекция фазы спектра голограмм.

2.1.3. Восстановление изображений дефектов при регистрации данных по замкнутой линии.

Два алгоритма восстановления изображений.

Результаты численных экспериментов.

Результаты модельных экспериментов.

2.2. Алгоритмы получения изображений дефектов методом проекции в спектральном пространстве при использовании трансформированных и зеркально отраженных волн.

2.2.1. Восстановление изображений при использовании трансформированных на дефекте волн.

2.2.2. Восстановление изображений при использовании волн, отраженных от границ объекта контроля.

2.2.3. Объединение изображений.

2.2.4. Восстановление изображений вертикальных трещин.

Модельные эксперименты.

2.2.5. Объединение изображений для определения размеров и формы моделей дефектов.

2.3. Выводы.

3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ ДЕФЕКТО В

3.1. Основные методические принципы построения систем автоматизированного контроля с визуализацией дефектов.

3.2. Калибровка преобразователей.

3.3. Методика проведения анализа изображений дефектов сварных соединений.

3.4. Система автоматизированного ультразвукового контроля АВГУР пятого поколения

3.5. Выводы.

-34. МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ.

4.1. Методика АУЗК кольцевых СС аустенитных трубопроводов ДуЗОО.

4.2. Методики АУЗК кольцевых и продольных сс перлитных трубопроводов большого диаметра и толщины.

4.3. Методики АУЗК аустенитных и композитных сварных соединений большой толщины

4.4. Методики АУЗК цилиндрических объектов контроля.

4.5. Выводы.

В последнее время среди задач эксплуатационного неразрушающего контроля промышленного оборудования атомных электростанций (АЭС) и других промышленных объектов России всё более актуальной становится задача точного определения характеристик обнаруженных различными методами не-сплошностей. Потребность обоснованного продления ресурса работающего оборудования, а также проблемы избыточного консерватизма существующих норм контроля, ориентированных на традиционные устаревающие методы диагностики, требуют получения достоверной информации не только о наличии или отсутствии несплошностей, но и об их реальных размерах, точном месте локализации, ориентации и типе.

Наиболее перспективными методами неразрушающего контроля оборудования, способными предоставить необходимую информацию о дефекте, являются компьютерные методы визуализации данных ультразвукового (УЗ) контроля (УЗК), среди которых наиболее точными являются когерентные вычислительные методы формирования трёхмерных изображений несплошностей. За последние четыре десятилетия, благодаря трудам отечественных и зарубежных ученых таких как, например, Буров В.А., Горюнов А.А., Сасковец

A.В., Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Качанов В.К., Осетров А.В., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г., Certo М., Devaney A.J., Gallagher N.C., Ermert Н., Hildebrand

B.Р., Langenberg K.J., Porter R.P., Schmitz V., Wustenberg H. созданы физико-технические основы методологии формирования акустических изображений с высокой фронтальной и лучевой разрешающей способностью, повышенным отношением сигнал/шум, расширенным динамическим диапазоном. В связи с бурным развитием вычислительной, информационной и визуализационной техники, созданы также широчайшие возможности обработки, хранения и представления данных контроля.

Когерентные методы ультразвуковой визуализации несплошностей вывели контроль на существенно более высокий информационный уровень и открыли принципиально новые возможности для решения задачи дефектометрии сварных соединений, т.е. задачи определения реальных размеров существующих дефектов.

Однако практическое применение когерентных методов визуализации ультразвуковых данных контроля ограничивается как несовершенством алгоритмов обработки данных для некоторых типовых схем прозвучивания, недостаточной проработанностью методологии анализа изображений, так и неточностью учета параметров пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП), влиянием неровностей поверхности объекта контроля, наличием неучтенных способов формирования эхосигналов, теневых конфигураций дефектов и т.д. Все эти факторы приводят к снижению точности определения параметров отражателей. Без учета и корректировки их влияния невозможно достичь основной цели данной работы - перехода от ультразвуковой дефектоскопии к ультразвуковой дефектометрии ответственных сварных соединений трубопроводов АЭС. Настоящая диссертация посвящена разработке новых алгоритмов получения когерентных изображений дефектов, созданию и внедрению аппаратуры и методов проведения контроля, учитывающих влияние указанных факторов и обеспечивающих высокую точность определения размеров несплошностей.

Достижение поставленной цели обеспечивалось выполнением работ в следующих направлениях:

- анализ существующих методов регистрации, обработки и визуализации данных УЗК с точки зрения возможностей определения размеров дефектов;

- разработка алгоритмов обработки и анализа данных, обеспечивающих снижение влияния факторов, ограничивающих точность и достоверность определения размеров несплошностей;

-6- разработка алгоритмов коррекции фазы искаженных неровностями поверхности голограмм;

- разработка алгоритмов получения когерентных изображений дефектов по данным, образованным трансформированными на дефекте волнами, а также волнами, отраженными от границ объекта контроля;

- разработка алгоритма и программы калибровки ПЭП, данные которых используются для когерентной обработки в системе автоматизированного ультразвукового контроля (АУЗК);

- экспериментальные исследования разработанных методов на образцах с искусственными отражателями и реальными дефектами;

- разработка и внедрение аппаратуры и методов АУЗК сварных соединений различного типа и основного металла с использованием разработанных алгоритмов;

- экспериментальное и расчетное подтверждение соответствия разработанного методического обеспечения требованиям по выявляемое™ дефектов и погрешности определения их размеров.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

XIV конференции «Методы и средства повышения информативности и достоверности результатов ультразвукового контроля сварных конструкций», г. Санкт-Петербург, 14-16 октября 1992 г.;

XV Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», г. Москва, 28 июня - 2 июля 1999 г.;

XVI Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», г. Санкт-Петербург, 9-12 сентября 2002 г.;

8th European Conference on Nondestructive Testing, Barcelona (Spain), June 17-21,2002 г.;

XVII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», г. Екатеринбург, 5-11 сентября 2005 г.;

Седьмой международный семинар по горизонтальным парогенераторам ФГУП ОКБ «Гидропресс», г. Подольск, Россия, 3-5 октября 2006 г.

Шестой международной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности», г. Москва 15-17 мая 2007 г.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Тихонов Д.С. Влияние поверхности объекта на восстановленное изображение при иммерсионном контроле в акустической голографии // Дефектоскопия. - 1989. - № 11. - С. 51-60.

2. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г, Тихонов Д.С. Неразрушающий контроль цилиндрических объектов методами многочастотной акустической голографии // Дефектоскопия. -1991. - № 10. - С. 29-36.

3. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Григорьев М.В., Ломакин А.В., Стрелков Б.П., Тихонов Д.С., Штерн A.M. Возможность применения ультразвуковых компьютерных систем в атомной энергетике // Методы и средства повышения информативности и достоверности результатов ультразвукового контроля сварных конструкций: тезисы докладов XIV научно-технической конференции 14-16 октября 1992 г. - Санкт-Петербург, 1992. - С. 45.

4. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С. Новый метод получения изображений плоскостных дефектов при ультразвуковой многочастотной голографии // Методы и средства повышения информативности и достоверности результатов ультразвукового контроля сварных конструкций: тезисы докладов XIV научно-технической конференции 14-16 октября 1992 г. - Санкт-Петербург, 1992. - С. 58.

5. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Бычков И.В., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С. Новый метод исследования и паспортизации акустических преобразователей ультразвукового неразрушающего контроля // Методы и средства повышения информативности и достоверности результатов ультразвукового контроля сварных конструкций: тезисы докладов XIV научно-технической конференции 14-16 октября 1992 г.- Санкт-Петербург, 1992. - С. 59.

6. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Тихонов Д.С. Визуализация неоднородно-стей методом обобщенной многочастотной акустической голографии // Акустический журнал. - 1992. - Том 38. - Вып. 3. - С. 396-401.

7. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Бычков И.В., Вопилкин А.Х., Каплун С.М., Ломакин А.В., Пентюк М.В., Рубен Е.А., Тихонов Д.С., Штерн A.M. Компьютерная система для исследования и паспортизации пьезопреобразова-телей ультразвукового неразрушающего контроля «Авгур 2.2» // Дефектоскопия. - 1993.-№ 2. - С. 43-49.

8. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г, Бычков И.В., Вопилкин А.Х., Каплун С.М., Ломакин А.В., Пентюк М.В., Рубен Е.А., Тихонов Д.С., Штерн A.M. Система калибровки пьезоэлектрических преобразователей «Авгур 2.2» // Законодательная и прикладная метрология. - 1993. - № 5. - С. 14-17.

9. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С. Использование трансформированных волн для получения изображений вертикальных трещин по многочастотным цифровым акустическим голограммам // Дефектоскопия. -1993.-№ 6. - С. 3-9.

10. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Каплун С.М., Ломакин А.В., Пентюк М.В., Рубен Е.А., Тихонов Д.С., Штерн A.M. Ультразвуковой компьютерный дефектоскоп «Авгур 3.1» //Дефектоскопия. - 1993. - № 1. - С. 310.

11. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г, Бычков И.В., Вопилкин А.Х., Каплун С.М., Ломакин А.В., Пентюк М.В., Рубен Е.А., Тихонов Д.С., Штерн A.M. Компьютерная система ультразвукового контроля с когерентной обработкой данных "Авгур 2.1" // Дефектоскопия. - 1993. № 7. - С. 3-15.

12. Базулин Е.Г., Тихонов Д.С. Использование «задонных» эхоимпульсов для повышения информативности изображения дефектов, восстановленного по цифровым акустическим голограммам // Дефектоскопия. - 1993. - № 7. - С. 1622.

13. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Бычков И.В., Вопилкин А.Х. Каплун С.М., Ломакин А.В., Пентюк М.В., Рубен Е.А., Тихонов Д.С., Штерн A.M. Цифровой ультразвуковой дефектоскоп Авгур. - Патент на изобретение № 2130610 с приоритетом от 15.04.94.

14. Базулин Е.Г., Тихонов Д.С. Экспертная оценка типа и размеров дефекта с помощью когерентного ультразвукового дефектоскопа // Дефектоскопия. - 1996.-№ 8. - С. 3-14.

15. Bougaenko S.E., Arefiev А.А., Strelkov В.Р., Aijaev A.I., Vopilkin A.K., Grebennikov D.V., Tikhonov D.S., Aladinsky V.V., Makhanev V. 0. Augur 4.2 ultrasonic system: features, reliability, application to on-site expert examination of primary circuit piping // European-American Workshop Determination of Reliability and Validation Methods of NDE. - June 18 - 20, 1997, Berlin (Germany), Paper No. 331. NDT.net. - 1998, Vol. 3, Issue 4.

16. Бадалян В.Г., Вопилкин A.X., Панов А.Д., Тихонов Д.С. Новый подход к ультразвуковому неразрушающему контролю ответственных сварных соединений // Неразрушающий контроль и диагностика: тезисы докладов XV Российской научно-технической конференции 28 июня - 2 июля 1999 г. - Москва, 1999.-т. 1.-С. 298.

17. Бадалян В.Г., Вопилкин А.Х., Гребенников В.В., Гребенников Д.В., Тихонов Д.С. Опыт применения ультразвуковых компьютерных систем с когерентной обработкой данных серии Авгур в атомной энергетике // Неразрушающий контроль и диагностика: тезисы докладов XV Российской научно-технической конференции 28 июня - 2 июля 1999 г. - Москва, 1999. - т. 1.

18. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С. Ультразвуковая система «Авгур 4.2» с когерентной обработкой данных для экспертного контроля промышленного оборудования // Контроль. Диагностика. - 1999. - № 10.-С. 19-23.

19. Бадалян В.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С. Новый подход к ультразвуковому автоматизированному неразрушающему контролю ответственных сварных соединений // Контроль. Диагностика. - 1999. - № 10. - С. 23-31.

20. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С., Применение методов сверхразрешения при экспертном контроле сварных швов трубопроводов АЭС // Дефектоскопия. - 2000 г. - № 1. - С. 58-65.

21. Tikhonov D., Voronkov V. Experience of Use of the Conventional and Expert Ultrasonic Testing of Welds of Rostov NPP Pipelines // 8th European Conference on NDT. - June 2002, Barcelona (Spain), 2002, Paper No. 447.

22. Базулин A.E., Кретов Е.Ф., Самарин П.Ф., Тихонов Д.С. Применение когерентных методов при УЗК цилиндрических заготовок большого диаметра // Неразрушающий контроль и диагностика: Тезисы докладов XVI Российской научно-технической конференции 9-12 сентября 2002 г. - Санкт-Петербург, 2002 г.

23. Гребенников В.В., Вопилкин А.Х., Гребенников Д.В., Бадалян В.Г., Тихонов Д.С. УЗК аустенитных сварных соединений: I. Применение многопа-раметровых методов для повышения эффективности. II. Новые возможности при применении автоматизированных систем // В мире неразрушающего контроля. - 2003. - № 1 (19). - С. 10-15.

24. Тихонов Д.С., Штерн A.M., Ромашкин С.В., Гордеев Ю.Л., Рубен Е.А. Пятое поколение систем автоматизированного ультразвукового контроля Авгур» // Неразрушающий контроль и диагностика: тезисы докладов XVII Российской научно-технической конференции 5-11 сентября 2005. - Екатеринбург, 2005 г. - С. 92.

25. Вопилкин А.Х., Самарин П.Ф., Тихонов Д.С. Оборудование и методики автоматизированного ультразвукового контроля сварных швов приварки коллекторов к патрубкам парогенераторов ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 // Седьмой семинар по горизонтальным парогенераторам ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС» 35 октября 2006 г. - Сборник трудов. - Подольск, 2006. - Статья № 58.

26. Гапанович В.А., Славинский З.М., Гурвич А.К, Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С., Кононов Д.А. Система диагностики колес и осей колесных пар вагонов методом многоракурсной акустической голографии // В мире неразрушающего контроля. - 2006. - № 3 (33). - С. 5-10.

27. Тихонов Д.С. Основные этапы автоматизированного УЗК с определением размеров дефектов системами серии «АВГУР» // В мире неразрушающего контроля. - 2006. - № 3 (33). - С. 24-28.

28. Вопилкин А.Х., Кононов Д.А., Тихонов Д.С. Автоматизированная ультразвуковая система диагностики колёсных пар пассажирских вагонов // Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности: тезисы докладов 6-й Международной конференции. 15-17 мая 2007 г. - М.: Машиностроение-!, 2007. С. 30.

29. Вопилкин А.Х., Ромашкин С.В., Тихонов Д.С. Комплексная технология ультразвуковой диагностики трубопроводов, работающих под давлением // Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности: тезисы докладов 6-й Международной конференции. 15-17 мая 2007 г. - М.: Машиностроение-!, 2007. С. 118-119.

В первой главе дается обобщенная характеристика существующих методов регистрации, обработки и представления данных УЗК, применительно к контролю сварных соединений и основного металла трубопроводов и другого оборудования промышленности. Среди рассматриваемых методов - давно и широко используемые амплитудные методы контроля, в основном ориентированные на выявление дефектов, а также дифракционные методы регистрации, когерентные и другие методы обработки данных (TOFD, SAFT, FT-SAFT, обобщенная голография, методы согласованной фильтрации, экстраполяционные методы сверхразрешения). Проводится анализ преимуществ и особенностей этих методов, в основном с точки зрения обеспечения решения задач классификации и определения размеров дефектов.

В заключение первой главы сформулированы цель и основные задачи исследования.

Во второй главе рассматривается вопрос получения изображений дефектов объектов контроля, имеющих неплоскую поверхность. На основе метода обобщенной акустической голографии предлагается алгоритм получения изображений по данным, зарегистрированным на замкнутой поверхности и другим неплоским поверхностям. Для восстановления акустических изображений не-сплошностей предложен алгоритм относительно быстрого вычисления интеграла Гельмгольца-Кирхгофа при замене нормальной производной ультразвукового поля ее приблизительным значением. Предлагается также другой способ получения изображений дефектов при регистрации рассеянного дефектами поля на неплоских поверхностях. Этот способ заключается в коррекции фазы измеренного поля или коррекции пространственного спектра голограмм и приведения их к случаю регистрации на плоской поверхности. Для больших объектов со сложной поверхностью предложено использовать объединение алгоритма многоракурсной акустической голографии, дающего возможность получать изображения по данным измерения рассеянного дефектами поля с различных (или со всех) сторон (ракурсов) и алгоритмов коррекции спектра голограмм. Приведены результаты численных и модельных экспериментов, позволившие установить границы применимости этих методов.

Рассматривается расширение алгоритма проекции в спектральном пространстве (ПСП) при регистрации данных, образованных при излучении и приеме различных типов волн, а также волн, полученных при различных направлениях прозвучивания дефектных сечений объектов контроля. Приведен способ получения изображений вертикально ориентированных трещин, при регистрации поля сдвиговых волн, возникающих в результате трансформации облучающей продольной волны на грани трещины. Рассматриваются возможности объединения изображений, полученных различными методами.

В третьей главе приводятся обобщенная последовательность действий при проведении автоматизированного ультразвукового контроля сварных соединений с определением размеров дефектов системами серии АВГУР. Представлена специфика каждого из этапов контроля.

Подробно рассматривается проблема когерентной калибровки ПЭП, которая даёт возможность не только определять и контролировать параметры ПЭП, но и получать адекватное когерентное изображение. Приводится описание алгоритма когерентной калибровки совмещенных ПЭП, использующего эхо-сигналы от бокового сверления стандартного образца СО-2, зарегистрированные на линейной пространственной апертуре. Показано, как с помощью обработки одного В-скана (калибровочного) можно сформировать индивидуальный паспорт ПЭП, содержащий его импульсную и спектральную характеристики, диаграмму направленности, а также другие параметры ПЭП, в том числе параметры, определяющие сфокусированность когерентного изображения полученного с помощью этого ПЭП.

Приведено описание систем калибровки преобразователей АВГУР 2.2 и АВГУР 4.4, в основе которых заложен приведенный алгоритм определения параметров ПЭП. Проведен анализ составляющих погрешностей определения основных характеристик ПЭП в этих системах.

Приведены основные положения методики получения и анализа когерентных изображений дефектов сварных соединений. Эта методика определяет порядок действий при обработке и анализе данных АУЗК, зарегистрированных в измерительном и поисковом режимах контроля, для получения заключений о положении, размерах и типе несплошностей.

Приведено описание системы АУЗК АВГУР 5.2 пятого поколения, разработка которой основывалась на принципах базовой методики контроля, включающей в себя выполнение когерентной калибровки ПЭП, методику обработки и анализа данных, а также алгоритмы обработки данных, изложенные во второй главе настоящей работы.

В четвёртой главе рассматриваются вопросы практического применения системы АУЗК АВГУР 5.2. В процессе работы было разработано и аттестовано методическое обеспечение системы АВГУР 5.2 для следующих типов сварных соединений: кольцевые сварные соединения аустенитных трубопроводов номинальной толщиной 12-Н9 мм; кольцевые и продольные сварные соединения перлитных трубопроводов толщиной от 28 до 75 мм; аустенитные и композитные сварные соединения большой толщины (от 30 мм).

Также приведены основные принципы методического обеспечения системы для контроля дефектных сечений цилиндрических объектов контроля -осей колесных пар вагонов и заготовок роторов большого диаметра.

Приведены результаты испытаний методик на тест-образцах с имитаторами дефектов, а так же на реальных объектах контроля, содержащих естественные дефекты. Для подтверждения результатов УЗК использовались методы металлографического анализа, математические методы обработки результатов экспериментов.

В приложениях приводятся копии титульных листов утвержденных методических документов концерна «Росэнергоатом», основные технические характеристики системы АВГУР 5.2, а также копии сертификатов типа средств измерений систем серии АВГУР.

5.1. Основные результаты работы

Проведен анализ влияния неровностей поверхности контроля на изображения дефектов, полученные методами когерентной обработки по данным АУЗК. Установлено, что искажающее влияние неровностей тем существенней, чем меньше период неровностей. Количественная оценка качества изображения проводилась путем вычисления среднего квадратичного отклонения исходного и искаженного изображений. Проведены модельные эксперименты, позволившие установить, что для некоторых распространенных в практике типов неровностей, искажение координат и размеров отражателей, влияющее на погрешность измерений, начинается при высотах неровностей превышающих

Предложено два алгоритма коррекции данных измеренных на неровной поверхности: метод коррекции фазы голограмм и метод коррекции фазы спектра голограмм. Установлено, что более быстрый алгоритм коррекции фазы голограмм дает заметно худший результат при относительно малых глубинах контроля, когда глубина расположения отражателей меньше пространственной апертуры регистрации данных. При условии соблюдения параксиального приближения оба алгоритма дают близкие результаты.

На основе метода обобщенной акустической голографии предложен алгоритм получения изображений по данным, зарегистрированным на замкнутой поверхности. А для больших объектов со сложной поверхностью предложено использовать объединение алгоритма многоракурсной акустической голографии, дающего возможность получать изображения по данным измерения рассеянного дефектами поля с различных сторон и алгоритмов коррекции спектра голограмм. Предложенные алгоритмы позволяют достичь предельной фронтальной разрешающей способности Л/4 в области центра цилиндрического объекта контроля, что заметно выше (~ в 3-4 раза), чем в традиционных случаях одностороннего доступа, когда разрешающая способность ограничена возможностями преобразователя или пространственной апертурой.

При выводе формул для алгоритмов обработки данных использовалось математические методы решения обратной задачи рассеяния (метод проекции в спектральном пространстве (ПСП), преобразование Фурье), математические методы общей акустики (формулы Грина, интеграл Гельмгольца-Кирхгофа), теория функции комплексного переменного.

Проведены эксперименты с цилиндрическими объектами, содержащими модели объемных несплошностей, и обработка данных с помощью предложенных алгоритмов для получения изображений моделей дефектов.

Предложенные алгоритмы корректировки фазы и восстановления по замкнутой линии реализованы в системе АУЗК АВГУР 5.2 и применяются при контроле цилиндрических объектов (заготовок для роторов большого диаметра, осей колесных пар), продольных сварных соединений трубопроводов, когда регистрация данных выполняется по окружности, а также при контроле сварных соединений по неровной поверхности известной формы.

Предложено расширение метода проекции в спектральном пространстве при регистрации данных, образованных при излучении и приеме различных типов волн, а также с учетом переотражений от границ объекта контроля, что позволяет повысить информативность АУЗК за счет расширения пространственного спектра изображений. Предложены когерентный и некогерентный способы объединения изображений, полученных при различных схемах регистрации данных, например, при использовании различных типов волн и различных направлениях прозвучивания объекта контроля. Всё это позволяет дополнить изображения необходимыми деталями и повысить точность определения типов дефектов.

Выполнены эксперименты по восстановлению изображений моделей плоскостных дефектов и реальных трещин, а также объемного отражателя, полученного путем объединения нескольких изображений, образованных при различных схемах регистрации данных.

Предложенные алгоритмы восстановления и объединения изображений реализованы в системе АУЗК АВГУР 5.2. Алгоритм объединения изображений полученных по различным схемам прозвучивания используется практически во всех методиках контроля сварных соединений при анализе данных контроля.

Предложена унифицированная методика применения систем АУЗК сварных соединений с получением когерентных изображений дефектов. Основными отличительными особенностями этой методики при её сравнении с методиками контроля, присущими большинству средств АУЗК, является наличие этапов когерентной калибровки ПЭП, учета формы поверхности объекта контроля, этапов когерентной обработки и анализа данных контроля. Разработаны основные положения методики анализа изображений дефектов, которые приведены в диссертации в виде последовательности действий оператора системы АУЗК с когерентной обработкой данных.

Предложена методика калибровки ПЭП и основные алгоритмы расчета характеристик ПЭП, на основании которых разработано программное обеспечение и основные аппаратные принципы построения систем калибровки ПЭП АВГУР 2.2 и АВГУР 4.4. Также на основании этой методики разработано программное обеспечение и процедура когерентной калибровки ПЭП, использующейся в системах АУЗК АВГУР 5.2.

На основании основных методических принципов применения систем АУЗК разработана, испытана и аттестована для применения на атомных станциях России система АВГУР 5.2. В диссертации рассматриваются структурная схема системы, основные особенности её программного обеспечения.

Разработано методическое обеспечение системы АВГУР 5.2 для следующих типов сварных соединений:

• кольцевые сварные соединения аустенитных трубопроводов номинальной толщиной 12-49 мм;

• кольцевые и продольные сварные соединения перлитных трубопроводов толщиной от 28 до 75 мм;

• аустенитные и композитные сварные соединения большой толщины (от 30 мм).

В диссертации приведены основные принципы этих методик и результаты их аттестации. Использование системы АВГУР 5.2 на атомных станциях России обеспечено многообразием её методического обеспечения.

Разработаны методики АУЗК дефектных сечений цилиндрических объектов контроля - осей колесных пар вагонов и заготовок роторов большого диаметра.

Приведены результаты испытаний методик на тест-образцах с имитаторами дефектов, а так же на реальных объектах контроля, содержащих естественные дефекты. Для подтверждения результатов УЗК использовались методы металлографического анализа, математические методы обработки результатов экспериментов.

Приведены результаты разработки и применения методик контроля цилиндрических объектов, таких как заготовки для роторов диаметром 1200 мм и шейки осей колесных пар железнодорожных вагонов.

5.2. Практическая ценность работы

В результате описанных в диссертации работ получены следующие практические результаты.

Разработана компьютерная система УЗК с когерентной обработкой данных АВГУР 4.2, занесенная в государственный реестр средств измерений под № 16083-02, сертификат Госстандарта России RU.C.27.003.A № 12292 (приложение 2), и допущенная для использования на атомных станциях России.

Разработана система калибровки пьезоэлектрических преобразователей АВГУР 2.2.

Разработана система калибровки пьезоэлектрических преобразователей АВГУР 4.4, занесенная в государственный реестр средств измерений под № 16900-03, сертификат Госстандарта России RU.C.34.003.A № 14077 (приложение 2).

Разработана система АУЗК АВГУР 5.2, занесенная в государственный реестр средств измерений под №26218-03, сертификат Госстандарта России RU.C.27.003.A № 16714 (приложение 2), и допущенная для использования на атомных станциях России.

Разработаны, утверждены в концерне «Росэнергоатом» и применяются на АЭС России следующие методические документы (приложение 1):

• методика автоматизированного ультразвукового контроля кольцевых сварных соединений аустенитных трубопроводов ДуЗОО реакторов РБМК с применением системы АВГУР 5.2, МА5-АЭ2-Т2М/2-К-03 и с дополнениями МА5-АЭ2-Т2М/2-К-06; методика автоматизированного ультразвукового контроля сварных соединений трубопроводов Ду800 реакторов РБМК с применением системы АВГУР 5.2, МА5-АЭ2-Т1Б/4-КП-03; методика автоматизированного ультразвукового контроля кольцевых сварных соединений аустенитных трубопроводов Ду200 реакторов ВВЭР-440 с применением системы АВГУР 5.2, МА5-АЭ1-Т2М/2-К-04; методика автоматизированного ультразвукового контроля аустенитных сварных соединений трубопроводов турбинного отделения АЭС с применением систем серии АВГУР, МА-АЭ1-Т2МБ/12-К-04; методика автоматизированного ультразвукового контроля сварных соединений узлов приварки коллекторов теплоносителя к патрубкам Ду 1200 парогенераторов реакторов ВВЭР-1000 с применением системы АВГУР 5.2, МА5-АЭ1 -П1 Б/8-ПК-06 и системой АВГУР 4.2 МЭ-АЭ1-П1Б/8-ПК-02; методика автоматизированного ультразвукового контроля сварного соединения № 10 приварки переходной втулки к патрубку корпуса реактора ВВЭР-440 с применением системы АВГУР 5.2, МА5-АЭ1-П0С/8-К-03; методика автоматизированного ультразвукового контроля сварного соединения (композитного) переходного кольца и патрубка Ду 1100 парогенераторов реакторной установки ВВЭР-440 с применением системы АВГУР 5.2, МА5-АЭ 1-ПК0Б/9-К-05; методика автоматизированного ультразвукового контроля сварного соединения приварки патрубка Дуб00 к корпусам главных запорных задвижек первого контура энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР-440 с применением системы АВГУР 5.2, МА.АЭ-П2С/9-К-06.

С использованием систем АВГУР 5.2 по разработанным методикам в период с 2004 г. проведен дефектометрический контроль более трёх тысяч СС на АЭС РФ.

5.3. Перспективы дальнейших исследований

Основными направлениями дальнейших исследований для совершенствования методов получения и анализа изображений дефектов могут явиться следующие работы:

• Повышение разрешающей способности и отношения сигнал/шум изображений за счет применения новых методов когерентной обработки.

• Совершенствование аппаратной части систем АУЗК с целью повышения производительности контроля и переходу к сплошному измерительному режиму контроля, когда изображения высокого разрешения формируются для всего объекта контроля, а не в избранных его областях;

• На основе методологии объединения изображений разработка методики получения из нескольких изображений объединенного информационного объема для облегчения работы оператора.

• Совершенствование методики анализа изображений путем формирования твердых логических принципов работы оператора с целью максимальной автоматизации его рутинной работы;

• Совершенствование системы калибровки, переход к получению трехмерной диаграммы направленности ПЭП за счет использования двухмерного сканирования.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе с целью повышения точности определения параметров дефектов металла сварных соединений трубопроводов и других объектов при проведении АУЗК с визуализацией данных изложены постановка задачи и предложен комплекс решений направленный как на снижение влияния существенных ухудшающих факторов, так и на повышение информативности контроля.

Реализация методов определения фактических размеров дефектов, достигнутая за счет учета широкого спектра влияющих факторов, реализованная в алгоритмах, методиках и аппаратуре позволила с использованием систем АВГУР 5.2 впервые использовать ультразвуковую дефектоскопию на АЭС РФ как дефектометрический метод.

1. ГОСТ 23829-85. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 18 с.

2. Ланге Ю.В., Воронков В.А. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения. Справочник. Второе изд. М.: Авторское издание, 2003. - 120 с.

3. EN 1330-4:2000, Non-destructive testing Terminology - Part 4: Terms used in ultrasonic testing.

4. Ермолов И.Н., Вопилкин A.X., Бадалян В.Г. Эволюция средств и методов определения формы и размеров дефектов при ультразвуковом контроле // Контроль. Диагностика. 2003. - № 2 (56). - С. 6-27.

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

6. ГОСТ 14782-86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 38 с.

7. ВСН 012-88. "Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Часть 1". Москва, Миннефтегазстрой, 1990.-63 с.

8. Воронков В.А., Данилов В.Н. К вопросу об эталонировании чувствительности ультразвукового контроля с использованием АРД-диаграмм // Дефектоскопия. 2001.-№ 1. - С. 56-60.

9. Гусаров В.Р., Перлатов В.Г. Применение метода вынесенных источников для расчета акустического тракта дефектоскопа // Дефектоскопия. 1984. - №12.-С. 55-67.

10. Щербинский В.Г., Алешин Н.П. Ультразвуковой контроль сварных соединений. М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 2000. - 496 с.

11. Щербинский В.Г. Технология ультразвукового контроля сварных соединений. М.: Издательство «Тиссо», 2005. - 326 с.

12. Неразрушающий контроль: Справочник: в 7 т. / под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2004. Т. 3: Ультразвуковой контроль / И.Н.Ермолов, Ю.В. Ланге. - 864 с.

13. Щербинский В.Г., Белый В.Е. Эхо-зеркальный ультразвуковой метод обнаружения и распознавания дефектов сварных швов. М.: Машиностроение, 1989.-41 с.

14. Методы акустического контроля металлов / Алёшин Н.П., Белый В.Е., Вопилкин А.Х. и др. М.: Машиностроение, 1989. -152 с.

15. Вопилкин А.Х. Методы распознавания типа и измерения размеров дефектов в ультразвуковой дефектоскопии // Дефектоскопия. 1989. № 8. - С. 3-22.

16. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С. Использование трансформированных волн для получения изображений вертикальных трещинпо многочастотным цифровым акустическим голограммам // Дефектоскопия. -1993.-№ 6. С. 3-9.

17. Silk M.G., Lidington В.Н. Defect Sizing using an Ultrasonic Time Delay Approach // British Journal of Non-Destructive Testing. 1975, Vol. 17, N 2, pp. 3336.

18. Silk M.G, The Use of Diffraction Based Time-of-Flight Measurements to Locate and Size Defects // British Journal of Non-Destructive Testing. 1984. Vol. 26, N 4, pp. 208-213.

19. EN 583-6. Non-destructive testing Ultrasonic examination - Part 6: Time-of-flight diffraction technique as a method for detection and sizing of imperfections.

20. BS 7706. Guide to Calibration and Setting-up of the Ultrasonic Time of Flight Diffraction (TOFD) Technique for the Detection, Location and Sizing of Flows. 1993.

21. Ермолов И.Н. Комментарии к Британскому стандарту по дифракционно-временному методу контроля // Дефектоскопия. 2001. - № 8. - С. 3-28.

22. Григорьев М. В., Гребенников В. В., Гурвич А. К. Определение размеров трещин ультразвуковым методом // Дефектоскопия. 1978. - № 1. С. 8-12.

23. Thomson, R.N. A Portable System for High Resolution Ultrasonic Imaging on Site // British Journal of Non-Destructive Testing. 1984, Vol. 26, N 7, pp. 281-285.

24. Johnson, J.A, Barna, B.A. The Effects of Surface Mapping Corrections with Synthetic-Aperture Focusing Techniques on Ultrasonic Imaging // IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics. 1983, Vol. 30, Issue 5, pp. 283-294.

25. Плис А.И., Бабин M.B., Железняков B.A. К вопросу о прямом восстановлении пространственной структуры акустических источников // Письма в ЖТФ. 1981. - Т. 8. - № 2. - С. 83-86.

26. Langenberg, K.J., Schmitz, V. Generalized Tomography as a United Approach to Linear Inverse Scattering: Theory and Experiment // Acoustical Imaging. 1985, Vol. 14, pp. 283-294.

27. Thomson, R.N. A Portable System for High Resolution Ultrasonic Imaging on Site // British Journal of Non-Destructive Testing. 1984, Vol. 26, N 7, pp. 281-285.

28. Doctor, S.R. Hall, Т.Е., Reid, L.D. SAFT The Evolution of A Signal Processing Technology for Ultrasonic Testing // NDT International. - 1986, Vol. 19, N. 3, pp. 163-167.

29. Peterson, D.K., Bennett, S.D., Kino, G.S. Real-Time NDE of flaws Using a Digital Acoustic Imaging System // Materials Evaluation. 1982, Vol. 40, Nov. 1982, pp. 1256-1262.

30. Lorenz, M., van der Wal L.F., Berkhout, A.J. Improved Imaging with Multi-SAFT // Ultrasonics Symposium. 1990, Proceedings., IEEE, 4-7 Dec. 1990, Vol. 2, pp. 1123-1128.

31. Козлов B.H., Самокрутов A.A., Яковлев H.H., Ковалев А.В., Шевалдыкин В.Г. Акустическая В- и С-томография крупноструктурных материалов импульсным эхо-методом // Приборы и системы управления. 1989. - № 7. - С. 2123.

32. Ковалев А.В., Козлов В.Н., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г., Яковлев Н.Н. Импульсный эхо-метод при контроле бетона. Помехи и пространственная селекция // Дефектоскопия. 1990. - № 2. - С. 29-41.

33. Козлов В.Н., Шевалдыкин В.Г., Самокрутов А.А. Ультразвуковая дефектоскопия бетона: состояние и перспективы // В мире неразрушающего контроля. -2002.-№2(16).-С. 4-12.

34. A.M. Люткевич. Выбор параметров системы ручного томографического контроля сварных швов // Контроль. Диагностика. 2004. - № 5. - С. 23-30.

35. Portzgen, N., Practical Results of Ultrasonic Imaging by Inverse Wave Field Extrapolation // 9th European Conference on NDT. September 2006, Berlin (Germany), Th.2.3.1.

36. Portzgen, N., Dijkstra, F.H.D., Gisolf, A., Blacquiere, G. Advanced in Imaging of NDT Results // 16th World Conference on NDT. August-September, 2004, Montreal (Canada), Paper CODE 611.

37. Lingvall, F., Olofsson, Т., Stepinski T. Synthetic aperture imaging using sources with finite aperture-deconvolution of the spatial impulse response // JASA. 2003, Vol. 114, Issue l,pp. 225-234.

38. Lingvall, F., A method of improving overall resolution in ultrasonic array imaging using spatial-temporal deconvolution // Ultrasonics. 2004, N 42, pp. 961968.

39. Seydel, J.A. Ultrasonic Synthetic-aperture Focusing Techniques in NDT // Academic Press, Research Techniques in Nondestructive Testing. 1982, Vol. VI, pp. 1-47.

40. Chatillon, S., Cattiaux, G., Serre, M., Roy, O. Ultrasonic non-destructive testing of pieces of complex geometry with a flexible phased array transducer // Ultrasonics. March 2000, Vol. 38, Issues 1-8, pp. 131-134.

41. Mahaut, S., Roy, O., Casula, O., Cattiaux, G. Pipe Inspection using UT Smart flexible Transducer // 8th European Conference on NDT. June 2002, Barcelona (Spain), Paper No. 325.

42. Casula, O, Poidevin, C., Cattiaux, G., Fleury, G. A flexible phased array transducer for contact examination of components with complex geometry // 16th World Conference on NDT. August - September, 2004, Montreal (Canada), Paper CODE 773.

43. Gammel, P.M., Neeley, V.I., Park, W.R., Reid, L.D. High-Resolution Imaging of Thick Section and Specimens with Irregular Surfaces Using Scanned Acoustical Holography // Rev. Progr. Quant. Nondestruct. Evaluation. 1984, N.Y.-Ld., Vol. 3B, pp. 449-457.

44. Poguet J., Garcia, A., Vazguez, J., Marguet, J., Pichonat, F. Phased Array Technology. Concepts, Probes and Applications // 8th European Conference on NDT. June 2002, Barcelona (Spain), Paper No. 15.

45. Moles M., Labbe S. Special Phased Array Applications for Pipeline Girth Weld Inspections // 9th European Conference on NDT. September 2006, Berlin (Germany), Fr. 1.1.1.

46. Berke M., Buchler J., Ultrasonic Imaging in Automatic and Manual Testing //9th European Conference on NDT. September 2006, Berlin (Germany), We.3.1.5.

47. Borras M., Aldea J., Torres R., Roy O. Phased Array System MIDAS-MULTIX: Applications for Inspection of Aeronautical Components //9th European Conference on NDT. September 2006, Berlin (Germany), Tu.1.1.4.

48. Porter P.R., Devaney A.J. Holography and the Inverse Source Problem // J. of Optical Society of America. 1982, Vol. 72, Issue 3, p. 327.

49. Буров B.A., Горюнов A.A., Сасковец A.B., Тихонова Т.А. Обратные задачи рассеяния в акустике (обзор) // Акустический журнал. 1986. - Т. 32. - Вып. 4. - С. 433-449.

50. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику. М.: Мир, 1970. - 364 с.

51. Ermert, Н, Karg, R. Multifrequency acoustical holography // IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics. 1979, Vol. 26, Issue 4, pp. 279-285.

52. Ermert, H., Schafer, J.O. Flaw Detection and Imaging by High Resolution Synthetic Pulse Holography // Acoustical Imaging. 1982, N.Y., Vol. 10, pp. 435445.

53. Certo, M. Three-dimensional Defect Imaging by Multifrequency Acoustical Holography// Material Evaluation. 1983, Vol. 41, N 7, pp. 946-950.

54. Devaney, A.J. Non-uniqueness in the inverse scattering problem // Journal of Mathematical Physics. July 1978, Vol. 19, N 17, pp. 1526-1531.

55. Хуанг Т. Цифровая голография // Применение голографии: М.: Мир, 1973.-С. 65-78.

56. Langenberg, K.J., Fisher, M., Berger, M., Weinfurter, J. Imaging performance of generalized holography // J. of Optical Society of America. 1986, Vol. 72, Issue 3, pp. 329-339.

57. Devaney, A.J., Inverse source and scattering problems in ultrasonics // IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics. 1983, Vol. 30, Issue 6, pp. 355-363.

58. Langenberg, K.J., Fisher, M., Berger, M., Weinfurter, J. Imaging performance of generalized holography // J. of Optical Society of America. 1986, Vol. 3, Issue 3, pp. 329-339.

59. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Тихонов Д.С. Визуализация неоднородностей методом обобщенной многочастотной акустической голографии // Акустический журнал. 1992. - Т. 38. - Вып. 3. - С. 396-401.

60. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г, Тихонов Д.С. Неразрушающий контроль цилиндрических объектов методами многочастотной акустической голографии // Дефектоскопия. -1991. № 10. - С. 29-36.

61. Berger М., Bruck D., Fisher М., Langenberg К., Oberst J., Schmitz V., Potential and limits to holographic reconstruction algorithm // Journal of Nondestructive Evaluation. -1981, Vol. 2, N. 2, pp. 85-111.

62. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г. Цифровое восстановление рассеивателей методом проекции в спектральном пространстве // Акустический журнал. 1988. - Т. 34. - Вып. 2. - С. 222-231.

63. Mayer, К., Marklein, R., Langenberg, К.J., Kreutter, Т. Three Dimensional Imaged System Based on Fourier Transform Synthetic aperture Focusing Technique // Ultrasonics. 1990, Vol. 28, pp. 241-255.

64. Devaney, A.J. Fundamental limitation inverse source and scattering problem in NDT // Review of progress in quantitative nondestructive evaluation. 1986, Vol. 5A, pp. 303-317.

65. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г. Алгоритм совместной обработки многочастотных и многоконфигурационных голограмм для восстановления изображения дефектов // Дефектоскопия. 1989. - № 3. - С. 25-33.

66. Горюнов А.А., Сасковец А.В. Обратные задачи рассеяния в акустике. М.: Издательство МГУ, 1989. - 152 с.

67. Nahamoo, D., Pan, В.Х., Как, A.S. Synthetic aperture diffraction tomography and its interpolation-free implementation // IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics. 1984, Vol. 31, Issue 4, pp. 218-229.

68. Базулин Е.Г. О возможности использования в ультразвуковом контроле двойного сканирования для повышения качества изображения рассеивателей // Акустический журнал. 2001. - Т. 47. - Вып. 6. - С. 741-745.

69. Стретт Дж. В. (лорд Рэлей). Теория звука. Т. 2.- М.: Гостехиздат, 1955, с. 96.

70. Сороко Л.М. Основы голографии и когерентной оптики. М.: Наука, 1971.-428 с.

71. Функции с двойной ортогональностью в радиоэлектронике и оптике США, 1961-1968 гг., под ред. Размаханина М.К. и Яковлева В.П. М.: Сов. радио, 1971.-256 с.

72. Frienden, B.R. Band-unlimited reconstruction of optical object and spectra //J. of Optical Society of America. 1967, Vol. 57, Issue 8, pp. 1013-1019.

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

74. Box, G.E.P, Jenkins, G.M. Time serial analysis. Forecasting and control San-Francisco: Holden-day Press, 1976.

75. Марпл-мл С.JI. Цифровой спектральный анализ: пер. с англ. М.: Мир, 1990.-584 с.

76. Abdel-Aal, R.E., Macleod, C.J., Durrani, T.S. Expansion of acoustic hologram aperture using ARMA modeling techniques // Acoustical Imaging. 1982, Vol. 12, pp. 679-707.

77. Базулин Е.Г. Экстраполяция спектров эхосигналов для получения изображения дефектов с продольным сверхразрешением // Дефектоскопия. 1993. - № 1.-С. 22-29.

78. Lasaygues, P., Lefebvre, J.-P. Improvement of resolution in ultrasonic reflection tomography // 7th European Conference on NDT, May 1998, Copenhagen (Denmark), Paper No. 467.

79. Faur, M., Morisseau, P., Poradis, L. Ultrasonic data inversion for outer surface defects characterization // 7th European Conference on NDT, May 1998, Copenhagen (Denmark), Paper No. 372.

80. Базулин Е.Г. Применение методов сверхразрешения для анализа «тонкой» структуры вертикально ориентированных подповерхностных трещин // Дефектоскопия. 1995.- № 10.- С. 9-13.

81. Василенко Г.И., Тараторин A.M. Восстановление изображений. М.: Радио и связь, 1986.304 с.

82. Gershberg, R.W. Super resolution through error energy reduction // Optica Acta. 1974, Vol. 21, N 9, pp. 709-720.

83. Papoulis, A. A new algorithm in spectral analysis and band-limited extrapolation // IEEE Transactions on Circuits and Systems. 1975, Vol. 22, Issue 9, pp. 735-742.

84. Papoulis, A., Chamras, D. Detection of hidden periodicities by adaptive extrapolation // IEEE Trans. Acoust., Speech & Signal Proc. 1979, Vol. 27, Issue 25, pp. 492-500.

85. Базулин Е.Г. Повышение продольного разрешения акустических систем визуализации неоднородностей при экстраполяции спектров эхосигналов // Акустический журнал. 1993. - Т. 39. - Вып. 1. - С. 19-24.

86. Косарев E.JI. О пределе сверхразрешения при восстановлении сигналов // Радиотехника и электроника. 1990. Том. 35. - № 1. - С. 68-87.

87. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С. Применение методов сверхразрешения при экспертном контроле сварных швов трубопроводов АЭС // Дефектоскопия. 2000. - № 1. - С. 58-65.

88. В.А. Бархатов Модели формирования ультразвуковых сигналов в задачах реконструкции изображений // Дефектоскопия. 2005. - № 1. - С. 10-19.

89. Stone, W.R. Acoustical Holography is, at Best, Only a Partial Solution to the Inverse Scattering Problem // Acoustical Imaging. 1982, Vol. 11, pp. 385-398.

90. Гребенников B.B., Бадалян В.Г., Вопилкин A.X., Гребенников Д.В., Сравнительный анализ способов повышения отношения сигнал/шум при ультразвуковом контроле аустенитных швов // Контроль. Диагностика. 2000. - № 9 (27). - С. 29 - 35.

91. Grebennikov V., Badalyan V., Grebennikov D., Vopilkine A., Comparative Analysis of the Ways to Increase Signal to Noise Ratio at NDT Inspection of Austenitic Welds // 15th World Conference on NDT. October, 2000, Rome (Italy).

92. Бадалян В.Г., Вопилкин A.X., Тихонов Д.С. Новый подход к ультразвуковому неразрушающему автоматизированному контролю ответственных сварных соединений // Контроль. Диагностика. 1999. - № 10. С. 23-31.

93. Гребенников В.В., Бадалян В.Г., Вопилкин А.Х., Гребенников Д.В. Голо-графические методы УЗК аустенитных сварных швов // В мире неразрушающе-го контроля. 2001. - № 4 (14). - С. 36-38.

94. Гребенников В.В., Вопилкин А.Х., Гребенников Д.В., Бадалян В.Г., Тихонов Д.С. УЗК аустенитных сварных соединений: I. Применение многопарамет-ровых методов для повышения эффективности // В мире неразрушающего контроля. 2003. - № 1 (19). 10-12.

95. Гребенников В.В., Вопилкин А.Х., Гребенников Д.В., Бадалян В.Г., Тихонов Д.С. УЗК аустенитных сварных соединений: II. Новые возможности при применении автоматизированных систем // В мире неразрушающего контроля.-2003.-№ 1 (19).-С. 13-15.

96. Гребенников В.В., Гребенников Д.В. Двухмодовый голографический ультразвуковой контроль аустенитных сварных швов // 3-я Международная конференция «Диагностика трубопроводов». (1991, Москва). Тезисы докладов. -1991. С. 173.

97. Gallagher N.C., Optimum quantization and relative information content of holographic magnitude and phase // Acoustical imaging and holography. 1979, Vol. 1, N2, pp. 119-132.

98. Бадалян В.Г. Погрешность измерения дефектов с использованием систем с когерентной обработкой данных // Дефектоскопия. 2003. - № 3. - С. 12-23.

99. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г. Применение гомоморфной фильтрации для повышения качества изображения дефектов при экспертном контроле сварных швов трубопроводов АЭС // Дефектоскопия. 2003. - № 4. - С. 15-22.

100. Бадалян В.Г., Вопилкин А.Х., Доленко С.А., Орлов Ю.В., Персианцев И.Г. Алгоритмы обработки данных для автоматизации работы ультразвуковых систем с когерентной обработкой данных // Дефектоскопия. 2004. - № 12. - С. 315.

101. Shcmitz, V., Wosnitza, M. Experiences in using ultrasonic holography in the laboratory and in the field with optical and numerical reconstruction // Acoustical Imaging. 1980, Vol. 8, pp. 651-683.

102. Бадалян В.Г. Применение акустическеой голографии в дефектоскопии (Обзор) // Дефектоскопия. 1987. - № 7. - С. 39-56.

103. Barbian, О.Е., Engle, G., Grohs, В., Rathgleb, W., Wustenberg, H. A second view of the German results obtained in the defects detection trials, UKAEA // Brit. J. NDT. 1984, Vol. 26, N 2, pp. 92-95.

104. Holt, A.E., Lawrie, W.E. Ultrasonic characterization of defects // 7th International Symposium on Acoustical Holography and Imaging. August-September 1976, Chicago (USA), Proceedings, New York, Plenum Press, 1977, p. 599-609.

105. Erhard, A., Wustenberg, H., Kutzner, J. The accuracy of flaw size determination by ultrasonics // Brit. J. NDT. 1979, Vol. 21, N 3, pp. 115-120.

106. Hildebrand, B.P., Davis, J.T., Boland, A.J., Silta, R.L. A Portable Digital Ultrasonic Holography System for Imaging Flaw in Heavy Section Materials // IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics. 1984, Vol. 31, Issue 4, pp. 284-287.

107. ИЗ. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Тихонов Д.С. Влияние поверхности объекта на восстановленное изображение при иммерсионном контроле в акустической голографии // Дефектоскопия. 1989. - № 11. - С. 51-60.

108. Porter R.P., Devaney A.J., Generalized holography and computational solutions to inverse source problem // J. of Optical Society of America. 1982, Vol. 72, Issue 12, pp. 1707-1713.

109. Langenberg K.J., Berger M., Kreutter Th., Mayer K., Schmitz V. Synthetic aperture focusing technique signal processing // NDT Int. 1986, Vol. 19, N 3, pp. 177-189.

110. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Черноверхский М.П. Голографическая система визуализации дефектов // Вопросы судостроения. Сер. Акустика. -1985. Вып. 20. - С. 23-32.

111. Лепендин Л.Ф. Акустика.- М.: Высшая школа, 1978. 448 с.

112. Бадалян В.Г., Вопилкин А.Х. Компьютерные системы для ультразвукового неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 1993. - № 5. - С. 7 - 13.

113. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г, Вопилкин А.Х., Каплун С.М., Ломакин А.В., Пентюк М.В., Рубен Е.А., Тихонов Д.С., Штерн A.M. Ультразвуковой компьютерный дефектоскоп «Авгур 3.1» // Дефектоскопия. 1993. - № 1. - С. 3-10.

114. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г Улучшение качества изображения дефектов при восстановлении акустических голограмм // Дефектоскопия.-1987.-№ И.-С. 76-80.

115. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. М.: Сов.радио, 1970. - 376 с.

116. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Применение псевдослучайных последовательностей в цифровой акустической голографии // Акустический журнал. 1989. - Т. 35. - Вып. 5. - с.784-790.

117. Техническое обслуживание трубопроводов ДуЗОО энергоблоков АЭС с реакторами РБМК-1000 установкой обжатия (MSIP) для механического перераспределения остаточных сварочных напряжений: Технологическая инструкция ТИ58413824.25021.00016. ВНИИАЭС, 2005.

118. EN 12668-2, Non-destructive testing Characterization and verification of ultrasonic examination equipment - Part 2: Probes.

119. Гурвич A.K. Влияние поглощения ультразвука на диаграмму направленности наклонных искателей // Дефектоскопия. 1967. - № 1. - С. 23-28.

120. Ермолов И.Н. Контроль ультразвуком (краткий справочник). М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992. - 85 с.

121. Система калибровки ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей АВГУР 4.4. Руководство по эксплуатации. 002.00.РЭ. М.: НПЦ «ЭХО+», 2001.-41 с.

122. Bernus, L.V., Kroning, М., Regn, J., Ermert, H., Pokoph, G. Detection And Imaging Of Defects Especially Materials With Small UT Transducers Using BroadBand Holography // Rev. of Progr. In Quant. Nondest. Eval. -1989, Vol. 8A, pp. 575581.

123. Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения. Правила контроля (с изм. № 1). ПН АЭ Г-7-010-89. М.: НТЦ ЯРБ, 2000, 164 с.