автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Теоретические основы, методология и средства ультразвукового контроля толстолистового проката

На правах рукописи

ПАВРОС СЕРГЕЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, МЕТОДОЛОГИЯ И СРЕДСТВА УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА

Специальность 05.02.11 Методы контроля и диагностика в машиностроении

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 2004

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина)

Официальные оппоненты член-корреспондент

Академии транспорта России, доктор технических наук, профессор Гурвич Анатолий Константинович

доктор технических наук, профессор Щербинский Виктор Григорьевич

доктор технических наук, профессор Вопилкин Алексей Харитонович

Ведущая организация : Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов (ЦНИИКМ) «Прометей» Санкт-Петербург.

Защита состоится 28 декабря 2004 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5, ауд.200.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета.

Автореферат разослан 25 ноября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Иванова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Рост потребления металла, необходимость обеспечения безопасной эксплуатации металлоконструкций является сложной и важной проблемой в нашей промышленности. Значительный вклад в решение этой проблемы вносят технологии и средства неразрушающего контроля и технической диагностики, основанные на взаимодействии физических полей с объектом контроля. Одним из самых широко распространенных видов неразрушающего контроля является ультразвуковая дефектоскопия, методы которой позволяют своевременно обнаруживать потенциально опасные дефекты в изделиях.

Наиболее массовой продукцией металлургического производства является горячекатаный листовой прокат из черных и цветных металлов. Сплошной и эффективный контроль качества таких изделий может быть реализован с помощью автоматизированных систем, использующих эхо и теневые методы ультразвуковой дефектоскопии с механическим и электронным сканированием. Внедрение теневых многоканальных позволил исключить поставку бракованной продукции потребителям и существенно улучшить технологию изготовления листов. В начале семидесятых годов прошлого века в связи со значительным повышением требований к качеству проката возникла задача резкого повышения чувствительности контроля. В этот период отечественными учеными для повышения чувствительности контроля горячекатаного листового проката предложены комбинированные методы ультразвуковой дефектоскопии: многократно- теневой, эхо-сквозной и эхо-метод с регистрацией сигналов во втором временном интервале. Однако применение этих методов в условиях действия дестабилизирующих факторов проката, таких как шероховатость поверхности, непланшетность его граней (коробоватость и волнистость), разнотолщинность, наличие крупнозернистой структуры не всегда обеспечивает требуемую чувствительность и достоверность. Возникающие при этом ошибки приводят к аварийным последствиям при эксплуатации изготовленных из листов изделий (транспорт, энергетика, судостроение, химическое машиностроение) или к неоправданным затратам на ремонт или замену бездефектных изделий. Поэтому разработка высокочувствительных и надежных средств контроля требует поиска новых и развития известных физических принципов дефектоскопии, учета влияния помех, оптимальной обработки информации.

К металлу проката предъявляются весьма жесткие требования по их физико-механическим характеристикам, к числу которых обычно относят упругие (модуль Юнга, модуль сдвига, коэффициент Пуассона), прочностные (предел прочности, предел текучести, твердость), структурные (средний размер зерна). Измерение указанных характеристик по штатной технологии осуществляют на образцах специальной формы, вырезанных из металла листа, в основном, путем разрушающих испытаний. Поэтому разработка нераз-

Г рос. НАЦИОНАЛЬНА)! [

I БИБЛИОТЕКА |

I гдавд

рушающих акустических методов и средств измерения физико-механических характеристик материала листового проката является актуальной задачей.

Это потребовало решения научно-технической проблемы по развитию существующих и разработке новых методов и средств автоматизированного ультразвукового контроля сплошности, толщины и физико-механических характеристик металла горячекатаного листового проката из черных и цветных металлов.

Исследования, посвященные решению этой проблемы, начаты автором в начале семидесятых годов и выполнялись по планам научно-исследовательских работ Министерства металлургии СССР, координационным планам АН СССР по проблемам "Ультразвук", "Неразрушающие физические методы контроля", программам Министерства образования Российской Федерации, в рамках НИОКР, выполняемых по заказу отдельных предприятий, а также тематическим планам Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ7

Результаты исследований и разработок, полученных при выполнении указанных планов НИОКР, изложены в настоящей диссертационной работе.

Целью работы является повышение качества толстолистового проката благодаря внедрению высокочувствительного, достоверного и надежного неразрушающего автоматизированного ультразвукового контроля сплошности, толщины и физико-механических характеристик его материала за счет развития известных и создания новых методов с учетом дестабилизирующего влияния действующих помех.

Для достижения поставленной цели потребовалось:

1. Выполнить комплекс теоретико-экспериментальных исследований акустических трактов многократно-теневого, эхо-сквозного и эхо-метода с регистрацией сигналов во втором временном интервале.

2. Исследовать влияние шероховатости и непланшетности (коробоватости и волнистости) поверхности проката, как основного вида несовершенств контролируемого объекта, на чувствительность и достоверность контроля выше указанными методами.

3. Оценить точность регистрации условных размеров обнаруживаемых при контроле несплошностей и величину неконтролируемых прикромочных зон путем исследования дифракции ультразвукового пучка на ребре непрозрачной полуплоскости (модель дефекта) и кромке листа.

4. Разработать методологию выбора основных параметров контроля (рабочая частота, размер преобразователя и др.), обеспечивающих максимальную реализуемую чувствительность и минимальное влияние акустических помех при контроле проката из крупнозернистого металла эхо и эхо-сквозным методами.

5. Создать безэталонный способ измерения толщины листового проката в процессе его ультразвукового контроля в динамическом режиме.

6. Разработать и исследовать экспресс-методы ультразвукового контроля физико-механических характеристик материала движущегося листового проката.

7. Обосновать функциональные решения и принципы построения аппаратуры для автоматизированного контроля листового проката с доведением их до практического внедрения.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовалось представление звукового пучка излучателя в виде суперпозиции сферических или плоских волн (интегральные формулы Гюйгенса и Вейля-Бреховских), применялись интегральная формула Кирхгофа, методы математического анализа, интегрального исчисления, преобразования Фурье. Определение статистических характеристик флуктуации акустических сигналов проводилось на основе использования общепринятых методов теории случайных процессов. Математическое моделирование осуществлялось на базе вычислительных средств общего применения с использованием математических пакетов MathCad и MathLab. Результаты теоретических исследований проверялись экспериментально в лабораторных и производственных условиях с использованием метрологически поверенной аппаратуры. Обработка результатов экспериментов проводилась с применением методов теории вероятности и математической статистики. Научная новизна работы.

1. Предложены новые ультразвуковые способы неразрушающего контроля металлопродукции: многократно-теневой и эхо-метод с регистрацией сигналов во втором временном интервале, обеспечивающие повышение чувствительности при существенном сокращении "мертвой зоны".

2. Установлены закономерности взаимодействия амплитуд прошедших и отраженных акустических сигналов от несплошностей в виде непрозрачных дисков и полуплоскости при контроле объектов с плоскопараллельными поверхностями многократно-теневым, эхо-сквозным и эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном интервале; сформулированы предложения по использованию этих методов для неразрушающего контроля толстолистового проката.

3. Установлены информационные характеристики теневого метода с регистрацией второго прошедшего импульса, отношения второго прошедшего импульса к первому, эхо-сквозного и эхо-метода с регистрацией сигналов во втором временном интервале, позволяющие определять оптимальные параметры контроля этими методами и осуществлять настройку аппаратуры на заданную чувствительность.

4. Установлены закономерности прохождения акустических сигналов при их многократном взаимодействии с поверхностными неоднородностями (шероховатостью и непланшетностью поверхностей проката); показано, что максимальная чувствительность многократно-теневого метода соответствует регистрации второго прошедшего импульса.

5. Установлена зависимость изменения амплитуд многократно прошедших через лист и донных сигналов при изменении угла наклона листа в акустическом тракте, вызванного коробоватостью и волнистостью.

6. Вскрыта связь амплитуды трансформированных на поверхностях изделия акустических сигналов от волновых размеров преобразователей, толщины листа и угла его наклона, определяющих предельную чувствительность контроля эхо-сквозным и эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном интервале.

7. Установлены закономерности влияния структурных реверберационных шумов на чувствительность контроля листов с крупнозернистой структурой эхо и эхо-сквозным методами; получены аналитические выражения для расчета оптимальной рабочей частоты, обеспечивающей максимальную чувствительность контроля.

8. Определена связь амплитуды, длительности и спектра прошедших и донных импульсов с параметрами периодической шероховатости поверхностей объекта контроля; предложен способ определения высоты неровной поверхности.

9. Предложены способы безэталонного измерения толщины и физико-механических характеристик материала листового проката, основанные на его сквозном прозвучивании в иммерсионном варианте.

10.Предложены новые функциональные решения основных узлов аппаратуры, обеспечивающие повышение помехозащищенности и чувствительности автоматизированного контроля листового проката многократно-теневым, эхо-сквозным и эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном интервале.

Научная новизна проведенных исследований и разработок подтверждается 45

авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

Практическая ценность результатов исследований определяется ее теоретико-прикладной направленностью, ориентированной на применение ультразвуковых методов контроля листового проката. Полученные в работе закономерности изменения амплитуд прошедших через несплошности и отраженных от них сигналов в зависимости от параметров акустического тракта, шероховатостей и непланшетности граней листа позволяют производить обоснованный выбор оптимальной рабочей частоты, размеров преобразователей, расстояний между ними для проектирования ультразвуковых автоматизированных дефектоскопов. Технические решения по использованию предложенных методов и устройств положены в основу систем контроля листового проката из черных и цветных металлов УДЛ-1, УДЛ-2, ДУЭТ-2, УДЛ-1 Ф, УЗУП, УЗУП-М2, разработанных и изготовленных при участии и руководстве автора. Результаты работы использованы при разработке ГОСТа 22727-88 «Сталь толстолистовая. Методы ультразвукового контроля сплошности».

На защиту выносится:

1. Система высокочувствительного, достоверного и надежного автоматизированного ультразвукового контроля сплошности, толщины и физико-механических характеристик толстолистового проката, базирующаяся на развитых (эхо-сквозной) и созданных в работе (многократно-теневой и эхо-метод с регистрацией сигналов во втором временном интервале) методов и принципов построения аппаратуры, обеспечивающих значительное повышение его качества.

2. Закономерности ослабления амплитуд регистрируемых акустических сигналов, прошедших через контролируемый лист при его многократном взаимодействии с внутренними несплошностями в виде акустически непрозрачных дисков и полуплоскости, расчетные аналитические выражения, АРД- диаграммы для оценки чувствительности контроля и номограммы для определения систематических ошибок условных размеров обнаруженных дефектов.

3. Закономерности прохождения звукового пучка вблизи боковой кромки листа, формулы и номограммы для определения величины прикро-мочной мертвой зоны контроля теневым, зеркально-теневым и многократно-теневым методами.

4. Методика и обобщенные аналитические зависимости для определения оптимальной рабочей частоты и максимально реализуемой чувствительности при контроле листового проката многократно-теневым, эхо-сквозным и эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном интервале с учетом действия дестабилизирующих факторов (шероховатости и неплан-шетности поверхности, структурных реверберационных помех) и заданных вероятностей недобраковки и перебраковки.

5. Способ безэталонного измерения толщины листового проката в процессе ультразвукового контроля в иммерсионном варианте.

6. Способы ультразвуковых измерений упругих (модуль Юнга, модуль сдвига, коэффициент Пуассона), прочностных (предел прочности, предел текучести, твердость) и структурных (средний размер зерна) характеристик материала движущегося листового проката.

7. Принципы построения и функциональные решения узлов многоканальных автоматизированных ультразвуковых систем для контроля сплошности, толщины и физико-механических характеристик листового проката многократно-теневым, эхо-сквозным и эхо-методом.

Внедрение результатов работы.Методика инженерного проектирования, разработанная в диссертационной работе, используется на кафедре электроакустики и ультразвуковой техники СПбТЭТУ «ЛЭТИ» при разработке и изготовлении автоматизированных систем для контроля толстолистового проката по заказам металлургических предприятий. Разработанные под руководством автора диссертационной работы установки эксплуатировались или продолжают работать на ОАО «Красный выборжец», ОАО «Ижорские заво-

ды». Рекомендации, в части контроля многократно-теневым и эхо-сквозным методом использованы в ГОСТе 22727-88. Результаты работы используются в учебном процессе по специальности 190200 «Приборы и методы контроля качества и диагностики», что отражено в пятнадцати учебных пособиях для студентов «ЛЭТИ».

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 9-ти Всесоюзных и Российских конференциях «Неразрушающий контроль и диагностика», X (Москва, 1982) Международной конференции по неразрушающему контролю, 6-ти Всесоюзных акустических конференциях и сессиях РАО, международной конференции «Дефектоскопия-89» (Пловдив, Болгария), на НТК «Неразрушающий контроль в науке и индустрии (Москва, 1994), на НТК с международным участием «Физика и техника ультразвука -97», 12-ти Петербургских научно-технических конференциях по ультразвуковой дефектоскопии металлоконструкций, на 3-х Международных конференциях «Физические методы и средства контроля» - ЛЕОТЕСТ (Львов), на Ш-ей Международной конференции «Неразрушающий контроль изделий из полимерных материалов» (Туапсе, 1989), на К-ом Международном симпозиуме по неразрушающим методам характеризации материалов (Сидней, Австралия, 1999), Международном Форуме «Ультразвуковая дефектоскопия -75» Санкт-Петербург, 2003), на региональных и республиканских конференциях, ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 180 печатных работ, в том числе: 1 - брошюра, 58 статей в журналах (в том числе 19 в журнале РАН «Дефектоскопия», 45 авторских свидетельств и патентов на изобретения, 17 учебно-методических пособий. В автореферате приведено 120 наиболее значимых работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, списка литературы (350 наименований) и приложения. Объем диссертации составляет 400 страниц, включая 157 рисунков и 7 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, дана краткая аннотация работы по главам, приведена оценка новизны, достоверности и практической ценности полученных результатов.

В первой главе приведены известные методы решения модельных задач взаимодействия акустических сигналов с внутренними несплошностями изделий и поверхностными неоднородностями, и на основе их анализа сформулированы задачи для проведения дальнейших исследований и разработок,

совершенствования ультразвуковых методов неразрушающего контроля горячекатаного листового проката.

Вразделе 1.1 рассмотрены основные типы несплошностей и поверхностных неоднородностей горячекатаного толстолистового проката из черных и цветных металлов, связанные с особенностями технологии выплавки и кристаллизации металла в изложнице, нарушениями технологического режима разливки металла и технологии горячей прокатки.

Наиболее опасными внутренними дефектами листового проката являются газозаполненные расслоения и трещины, тонко раскатанные неметаллические включения большой площади и мелкие локальные инородные включения. Поэтому в качестве идеализированной модели тонко раскатанных неметаллических включений в работе выбрана импедансная полупрозрачная плоскопараллельная прослойка, в качестве модели газозаполненного расслоения и трещины - абсолютно "мягкая" полуплоскость, а в качестве локальных инородных включений - акустически непрозрачный бесконечно тонкий диск с размерами меньшими сечения звукового пучка.

Основными видами поверхностных неоднородностей стального листового проката, влияющими на результаты контроля методами ультразвуковой дефектоскопии являются шероховатость его граней из-за наличия окалины, а также непланшетность (коробоватость и волнистость), что приводит к флуктуации регистрируемых сигналов и, как следствие, к ухудшению его надежности. Для характеристики шероховатостей стальных листов использована статистическая функция с нормальным (гауссовским) законом распределения высоты, а непланшетность моделируется некоторым эквивалентным наклоном листа в акустическом тракте. Особым является случай контроля подката из некоторых сплавов на основе меди в процессе фрезеровки его граней, при которой шероховатость поверхности оказывается периодической.

В разделе 1 2 приведен аналитический обзор работ по дифракции акустических сигналов на моделях внутренних локальных несплошностей в изделиях. В ряде работ отечественных (Д.В. Сивухин, В.В. Тютекин) и зарубежных (Е.Скучик, Р. Мейплтон, Л. Кнопов) авторов рассматривалось взаимодействие гармонических волн с препятствиями простой геометрической формы (диск, цилиндр, сфера и др.), расположенных в упругой среде. Сформированная в дальнейшем Н.П. Алешиным, А.Х. Вопилкиным, А.С. Голубевым, А.К. Гурвичем, В.Н. Даниловым, И.Н. Ермоловым, Б.А. Кругловым, Д.С. Шрайбером, В.Г. Щербинским, Г. и Й. Крауткрамерами и многими другими теория взаимодействия ультразвуковых пучков с ограниченными препятствиями стала одним из важнейших разделов физических основ ультразвуковой дефектоскопии. В рамках кирхгофовского подхода получены достаточно точные формулы акустического тракта эхо-дефектоскопа применительно к различным типам искателей, вариантов прозвучивания и моделей внутренних неоднородностей. С учетом принципа Бабине удалось определить выражения, описывающие амплитуду принятого акустического сигнала

при теневом и зеркально-теневом методах контроля. На основании выполненных исследований построены АРД-диаграммы для теневого, зеркально -теневого и эхо-методов ультразвуковой дефектоскопии. Показано, что при использовании остро направленных преобразователей во многих случаях можно ограничиться решением задач в скалярном приближении и квазистационарном излучении. Полученные в этих работах решения могут быть положены в основу анализа акустических трактов других методов контроля.

Вразделе 1.3 выполнен аналитический обзор исследований взаимодействия упругих волн с плоскими ограниченными неоднородностями. Построен ряд строгих теорий и решений (А. Зомерфельд, А. Мауэ, Г.Д. Малюжинец). Из числа приближенных - наиболее широкое распространение получила теория дифракции Кирхгофа и Келлера. Однако, в большинстве монографий и статей рассматривается дифракция плоской волны, как продольной, так и поперечной, на плоских препятствиях (К. Харуми, Дж. Ашенбах, Е.Л. Шенде-ров, А.Н. Гузь и др.). На базе теории Рубиновича-Кирхгофа решена также задача о дифракции сферической волны на плоском экране (Е. Скучик, Борн и Вольф). При этом рассматривались случаи однократного взаимодействия волны с препятствием. Значительный вклад в исследование дифракции ультразвуковых пучков на плоских препятствиях внес Б.А. Круглов, использовавший представление акустического поля излучателя в виде суперпозиции плоских волн в сочетании со строгой теорией дифракции Зомерфельда. Однако, при таком подходе анализ акустического тракта оказался весьма сложным, а приемлемые инженерные формулы удалось получить только для поля дифрагированных волн без учета конечных размеров приемника и только для больших волновых расстояний.

Анализ опубликованных работ показал, что вопросы многократного взаимодействия ультразвуковых пучков с плоскими неоднородностями с целью повышения чувствительности контроля изучены недостаточно.

В разделе 1.4 выполнен обзор исследований рассеяния акустических волн на неровных поверхностях. В настоящее время разработан ряд точных и приближенных методов, позволяющих оценить влияние неровностей рассеивающей поверхности на параметры рассеянных на ней сигналов. Среди использованных методов (метод Релея, метод малых возмущений, метод интегрального уравнения и др.) следует выделить метод Кирхгофа, который позволяет приближенно определить рассеянное (или прошедшее через неровную поверхность) акустическое поле во многих практически важных случаях. В ряде работ исследовались флуктуации амплитуды рассеянных в обратном направлении сигналов при движении приемно-излучающей системы относительно рассеивающей поверхности. Литературный обзор показал, что применительно к проблемам ультразвуковой дефектоскопии листового проката задачу о прохождении звука через статистическую и периодическую поверхность раздела жидкость-металл при нормальном падении можно решать в скалярном приближении. Это приближение будет использовано для анали-

за многократного взаимодействия звуковых пучков при прозвучивании листов.

В разделе 1 5 на основе выполненного аналитического обзора состояния ультразвукового контроля листового проката сформулирована основная цель работы и конкретизированы решаемые в последующих главах задачи.

Во второй главе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований дифракции акустических сигналов на моделях локальных нарушений сплошности в виде абсолютно мягкого тонкого диска при контроле листового проката иммерсионным способом многократно-теневым, эхо-сквозным и эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном интервале.

Вразделе 2 1 дается общая постановка задач исследований.

В разделе 2 2 выполнен анализ акустического тракта предложенного автором многократно-теневого метода с регистрацией второго прошедшего импульса и отношения второго прошедшего импульса к первому, обеспечивающих более высокую чувствительность, чем теневой метод. Для этого в приближении Кирхгофа решена задача о дифракции звукового пучка на бесконечно тонком непрозрачном круглом диске в листе, расположенном в жидкости, при регистрации второго прошедшего через него сигнала. При прохождении через лист звуковой пучок поршневого излучателя, представляемый суперпозицией сферических волн (интегральная формула Гюйгенса), дифрагирует на диске. Дифрагировавшие импульсы после многократных отражений от граней листа интерферируют между собой с образованием на приемнике суммарного регистрируемого сигнала. В случае регистрации второго прошедшего импульса, при расположении неоднородности в центре в образовании сигнала на пьезоприемнике участвуют четыре компоненты (Рис.1). При смещении диска от средней плоскости на величину, превышающую пространственную длительность акустического импульса, вклад в амплитуду принятого сигнала создают только две компоненты. Для оценки суммарного электрического сигнала, определяемого выражением:

где -коэффициент преобразования в режиме приема; Р -звуковое давление; р -плотность среды; фв" потенциал колебательной скорости в падающей на поверхность пьезоприемника площадью 5»п ультразвуковой волны, использовался принцип Гюйгенса-Френеля. Согласно этому принципу, каждую точку плоскости, в которой расположен диск, можно представить в виде вторичных источников, излучающих сферические волны, амплитуда и фаза которых определяется полем падающей волны. Дефект площадью SD считался непрозрачным и амплитуда потенциала всех его точек полагалась равной нулю. Применение формул Гюйгенса позволило осуществить запись интегральных соотношений для всех компонент второго прошедшего сигнала: ипэ> Упэ и ^пэ > при этом основная компонента в рассматриваемом приближении, описывается восемью членами, а каждая из дополнительных -двумя.Ослабление амплитуды второго прошедшего сигнала ипд в случае, когда диск смещен относительно средней плоскости листа, определяется в виде:

Здесь 5 -интегральные соотношения, причем II -соответствует амплитуде сигнала на приемнике при отсутствии несплошности в листе. Члены Ь - I* , Ь " Ь, Ь> а также характе-

ризуют ослабление сигнала на приемнике при дифракции на одном, двух и трех дисках, соответственно.

Выполненные на ЭВМ численные расчеты и результаты экспериментальных исследований представлены на рис. 2 в виде АРД-диаграммы. По горизонтальной оси здесь отложено обобщенное расстояние в акустическом тракте отне-

сенное к величине ближней зоны преобразователей параметром кривых является отношение радиусов диска и преобразователей. Минимум на кривых соответствует максимальной чувствительности, что позволяет использовать полученные результаты для выбора оптимальных параметров контроля. Полученные зависимости изменения относительной амплитуды второго прошедшего импульса при смещении диска относительно акустической оси преобразователей, позволяют выбрать шаг размещения преобразователей в растровых акустических системах автоматизированных установок и оценивать неравномерность чувствительности по ширине листа.

Теневой метод с регистрацией отношения второго прошедшего импульса к первому устраняет действие некоторых помех и загрязнений на поверхности проката на результаты контроля. Для выбора оптимальных параметров такого контроля получена соответствующая АРД-диаграмма. Показано, что недостатком контроля методом отношения сигналов является неодно -значная зависимость чувствительности от размера дефекта при

В разделе 2 3 выполнены исследования акустического тракта эхо-сквозного метода, предложенного В.М. Веревкиным и Н.А. Евдокимовым в 1968 г, основанного на сквозном прозвучивании листа и регистрации эхо-сигналов во временном интервале между первым и вторым прошедшими через лист импульсами. Показано, что для исключения неоднозначной зависимости амплитуды эхо-сигнала 11д от размера дефекта регистрацию его наличия необходимо осуществлять по отношению амплитуды эхо-сигнала Цд к амплитуде первого прошедшего импульса и^ в той же точке прозвучивания. На рис. 3 для наихудшего случая расположения дефекта в центре листа представлена АРД-диаграмма, полученная путем численного расчета, уравнения акустического тракта, позволяющая осуществлять безэталонную настройку чувствительности дефектоскопа. Приведенные в данном разделе аналитические выражения позволяют рассчитать изменение регистрируемого отношения при сме-

щении дефекта относительно акустической оси преобразователей, что дает возможность выбрать шаг размещения ПЭП в акустических системах по заданной неравномерности чувствительности по ширине листа.

В разделе 2.4 выполнен анализ акустического тракта предложенного автором для сокращения мертвой зоны эхо-метода с регистрацией дефектов во временном интервале между первым и вторым донными импульсами. По-

казано, что в этом интервале от одного дефекта образуется два отраженных эхо-импульса,причем один из них Д| является суммой двух компонент-«)) и . Схема образования отраженных сигналов показана на рис. 4. Для исключения неоднозначной зависимости амплитуд эхо-сигналов от дефекта 11пд во втором временном интервале от их размеров необходимо осуществлять регистрацию по величине отношения амплитуд эхо-импульсов к амплитуде донного сигнала!^ в той же точке прозвучивания.

На рис. 5 для глубины залегания дефекта Р=Ь/Н=1/3 представлена АРД-диаграмма для такого способа регистрации, позволяющая осуществлять безэталонную настройку чувствительности дефектоскопа. Параметром кривых здесь также является отношение размера дефекта к размеру преобразователя (1/а. Видно, что при малых толщинах листа Н /г6»<3 наблюдается неоднозначная зависимость регистрируемого сигнала от размера дефекта.

В третьей главе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований дифракции акустических пучков на моделях протяженных нарушений сплошности в виде абсолютно мягкой полуплоскости при контроле листового проката иммерсионным способом теневым, зеркально-теневым и многократно-теневым методами. Решение этих задач позволяет определить систематические ошибки регистрации условных размеров протяженных несплошностей.

В разделе 3.1 дается общая постановка задач исследований.

В разделе 3.2 с помощью интеграла Кирхгофа выполнен анализ акустического тракта теневого метода контроля при дифракции звукового пучка на ребре непрозрачной полуплоскости при произвольном ее расположении относительно акустической оси преобразователей. При этом звуковой пучок, создаваемый излучателем, представлялся в виде квазисферической волны, распределение амплитуд смещений частиц среды в которой по фронту описывался гауссовской зависимостью. Получено аналитическое выражение для изменения относительной амплитуды прошедшего сигнала в зависимости от положения края экранирующей полуплоскости и параметров акустического

тракта, являющееся функцией трех безразмерных параметров: и

N где - а-радиус преобразователей, N - расстояние от излучателя, отнесенное к расстоянию между преобразователями, а Д-расстояние между акустической осью ПЭП и ребром полуплоскости. Результаты расчетов позволили получить номограммы для расчета систематических ошибок регистрации условных размеров Б=Д/& протяженных дефектов в зависимости от чувствительности контроля, значения Н] ¡Ъьп и относительной глубины залегания несплошности N (Рис. 6 а). Показано, что при контроле с чувствительностью -6 дБ условный размер дефекта совпадает с его истинным размером, что согласуется с результатом, полученным ранее Кругловым Б.А.

В разделе 3.3 аналогичный подход использован для анализа акустического тракта зеркально-теневого дефектоскопа. Полученное аналитическое выражение показывает, что принятый сигнал состоит из суммы двух дифракционных компонент, определяющих однократную дифракцию на полуплоскости при прямом и обратном прохождении звука через лист, компоненты, претерпевшей двойную дифракцию и прямой волны, не взаимодействующей с ребром полуплоскости. Показано, что при Д=0 ослабление сигнала не постоянно, как это наблюдается для теневого метода, а зависит от глубины залегания несплошности в листе и меняется в пределах от -12 дБ до -6 дБ. Результаты расчетов позволили построить номограмму для оценки ошибок регистрации условных размеров дефектов (Рис. 6 б).

В разделе 3.4 проанализирован акустический тракт при контроле многократно-теневым методом с регистрацией второго прошедшего импульса. Показано, что в этом случае в образовании сигнала на приемнике кроме непосредственно второго прошедшего импульса всегда принимает участие эхо-сигнал отраженный от каждой грани пластины и от полуплоскости (Рис. 1). В этом случае наблюдается сложная дифракционная картина, а каждый из сигналов представляется суммой прямой волны и шести дифракционных компонент, характеризующих дифракцию на одной, двух и трех полуплоскостях. Регистрируемый сигнал в этом случае из-за наличия компоненты ослабляется не резко, как это происходит при теневом и зеркально теневом методах, а медленно уменьшается с увеличением степени экранирования. Показано, что при амплитуда второго прошедшего сигнала практически не меняется с изменением глубины залегания несплошности и составляет -12 дБ. На рис. 6 в представлена номограмма для оценки систематических ошибок регистрации условных размеров дефектов при контроле многократно-теневым методом.

Раздел 3.5 посвящен экспериментальным исследованиям ослабления сигналов, регистрируемых при контроле теневым, зеркально-теневым и многократно-теневым методами непрозрачной полуплоскостью в листе. Приведено описание измерительной аппаратуры, методики экспериментов и их результатов. Удовлетворительное совпадение результатов расчетов и экспериментов свидетельствует о правильном решении поставленных задач.

Рис.6

Четвертая глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию прохождения звукового пучка в прикромочной зоне обрезного листа при контроле теневым, многократно-теневым методом с регистрацией второго прошедшего импульса и отношения второго прошедшего импульса к первому с целью определения величины неконтролируемой зоны.

В разделе 4.1 выполнен теоретический анализ прохождения акустических сигналов вблизи боковой кромки листа. При этом сигнал на приемнике представлялся интерференцией двух компонент ультразвукового пучка: прошедшей на приемник без взаимодействия с боковой гранью и отраженной от нее. Первая компонента сигнала описывается выражением, совпадающим с ранее полученным для дифракции пучка на двух полуплоскостях. Вторая компонента рассчитывалась путем ассимптотической оценки интеграла по боковой грани листа методом стационарной фазы. Трансформация типа волн на боковой кромке листа учитывалась коэффициентом отражения сферической волны. Анализ полученных выражений показал, что с уменьшением обобщенного расстояния влияние боковой поверхности на амплитуды

прошедших сигналов сказывается на меньших расстояниях от нее. На рис. 7 а представлена зависимость размера прикромочной зоны при контроле листов теневым методом с регистрацией первого (сплошные кривые) и второго (штриховые) прошедших импульсов для толщин: 1-50мм, 2-100мм, 3-150мм.

Раздел 4.2. посвящен экспериментальному исследованию влияния боковой кромки листа на амплитуду прошедших сигналов. Показано, что результаты экспериментов удовлетворительно согласуются с расчетными данными.

В разделе 4.3 рассматривается влияние прикромочной зоны листа при контроле теневым методом с регистрацией отношения второго прошедшего импульса к первому. Показано, что при порогах регистрации ниже -8 дБ уда-

ется практически полностью исключить неконтролируемую прикромочную зону (Рис. 7 б).

Рис.7

В пятой главе выполнены теоретические и экспериментальные исследования влияния поверхностных неоднородностей на амплитуду регистрируемых сигналов при контроле теневым, эхо-сквозным и эхо-методом.

В разделе 5.1 описываются поверхностные неоднородности горячекатаного проката из черных и цветных металлов и их идеализированные модели. Коробоватость и волнистость листового проката моделируется некоторым наклоном плоскопараллельного листа относительно плоскостей преобразователей, шероховатость граней проката описывается случайной функцией высоты И, плотность вероятности которой подчиняется нормальному закону распределения со среднеквадратическим значением и корреляционной функцией высоты г(1), устанавливаемых для заданного типа проката на основании экспериментальных исследований. Поверхность проката из медных сплавов после фрезеровки задается периодической функцией и максимальным значением высоты И неровностей.

В разделе 5.2 выполнено теоретическое исследование прохождения ультразвукового пучка через расположенный в жидкости наклонно ориентированный лист с многократным отражением его от граней. Задача решалась путем представления звукового пучка в виде суперпозиции плоских волн с учетом закономерностей отражения и преломления их на гранях и учете набега фаз в материале листа и слоях жидкостей. В результате получено выражение для амплитуды К-го регистрируемого сигнала в виде многомерного интеграла, вычисление которого методом стационарной фазы дало:

где 1)||(9о) И Кц(0о) - коэффициенты прозрачности по энергии и отражения по амплитуде границ раздела; Н[ =(Ь]+Ь2) П|+(21^— 1)Н; Ь| и Ьг -расстояния от излучателя и приемника до граней листа толщиной Н; а и Ь -радиусы излучающего и приемного ПЭП; 8о -точка стационарной фазы, определяемая

уравнением

¡тв ---

Я*

. Результаты расчетов (рис. 8) по по-

лученной формуле и экспериментов показали, что с увеличением волнового размера преобразователей ка (1-40; 2-60; 3-80; 4-100) и угла наклона листа амплитуда регистрируемых сигналов уменьшается,

В разделе 5.3 анализируется влияние шероховатой поверхности листов на характеристики многократно прошедших через них сигналов. В процессе сканирования амплитуда регистрируемых сигналов флуктуирует и ее изменение можно описать числовыми характеристиками -математическим ожиданием, дисперсией, коэффициентом вариации и корреляционной функцией, которые находились путем статистического усреднения потенциала колебательной скорости на приемнике с учетом нормального закона распределения высот неровностей и коэффициента корреляции г(1)=е"в'''.. Коэффициент вариации ку амплитуд прошедших сигналов, равный отношению среднеквадратичного отклонения к математическому ожиданию, определяется соотношениями:

2к

для многократно-теневого и многократно зеркально-теневого методов ^ -номер регистрируемого импульса). Показано, что чем больше размер преобразователей и ниже рабочая частота, тем меньше коэффициент вариации и влияние шероховатостей на чувствительность контроля

Раздел 5.4 посвящен анализу периодически шероховатой поверхности проката из медных сплавов, получающейся после его фрезеровки. Решение основывалось на применении интеграла Кирхгофа для описания рассеянного на неровной границе раздела акустического поля:

сК,

для определения которого потенциал и его нормальная производная задавались приближенно по методу Бреховских (по закону геометрической акустики), как будто отражение и преломление происходит на плоскости, каса-

тельной к поверхности в данной точке. В результате преломленное через границу раздела жидкость-твердое тело акустическое поле представляется

в виде совокупности пространственных спектральных составляющих, направление распространения которых определяется зависимостью

4

втЯ" = ±п—, где 8 А.

—направление распространения спектра порядка п;

01 -направление падающей волны; Лх -пространственный период неровностей; Вп -амплитуда преломленного спектра. Как показали расчеты амплитуда преломленного спектра зависит от волновой высоты шероховатости, ее формы и не зависит от периода. На рис. 9 представлен введенный в диссертации коэффициент шероховатости Кш, учитывающий изменение амплитуды прошедшего или отраженного от донной поверхности сигнала в случае нормального падения для различных типов поверхностей (1-синусоидальная; 2-

треугольная; 3-пилообразная; 4-прямоугольная). Как видно, на некоторых частотах амплитуда регистрируемых сигналов равна нулю, что использовано для определения высоты периодически шероховатых поверхностей. В работе получены аналитические выражения для расчета длительности и спектра импульса преломленного (отраженного) от периодически неровных поверхностей и показано, что форма импульса искажается, а в его спектре наблюдается провал. Выполненные экспериментальные исследования удовлетворительно подтвердили результаты расчетов.

Шестая глава посвящена выбору оптимальных параметров контроля листового проката с поверхностными неоднородностями многократно-теневым, эхо-сквозным и эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном интервале, обеспечивающих максимальную чувствительность контроля при заданной его надежности. Анализ выполнен применительно к дефекту в виде тонко раскатанного интерметаллического включения с постоянным раскрытием (толщиной) dp и площадью превышающей размеры зву-

Рис.9

кового пучка на основе статистического критерия обнаружения Неймана-Пирсона.

В разделе 6.1 приведены результаты исследований по обоснованию оптимальных параметров контроля горячекатаного листового проката много -кратно-теневым методом. В процессе сканирования амплитуда прошедших через него сигналов флуктуирует, и в зависимости от установленного порога регистрации, эти флуктуации на отдельных бездефектных участках листа могут оказаться ниже порога, что приводит к перебраковке, или оказаться выше его на дефектных участках листа (недобраковка). Исходя из этого в работе получено выражение максимальной чувствительности контроля ^^^ характеризуемой максимальным значением коэффициента прозрачности такой несплошности

где N -номер регистрируемого импульса, Ку„(ип) -коэффициент вариации амплитуды регистрируемого сигнала, определенный выражением (4), а N1 и некоторые числа, однозначно связанные с условными вероятностями не-добраковки и перебраковки, которые определяются в соответствии с законом распределения плотности вероятности амплитуд прошедших сигналов.

Расчеты показывают, что с увеличением номера регистрируемого импульса чувствительность возрастает. На рис. 10 представлена частотная зависимость раскрытия дефекта, регистрируемого при заданных условиях в зависимости от параметров шероховатости поверхности и размера преобразовате-

лей (б); минимум на кривых соответствует максимальной чувствительности и оптимальной рабочей частоте. Видно, что с увеличением

о 1.0 2.0 3,0 С МГц 0 1.0 2,0 5,0 4.0 ^МГц

а 6

Рис.10

параметров шероховатостей чувствительность ухудшается, а оптимум смещается в область более низких частот; с увеличением размера преобразователей чувствительность возрастает и оптимальная рабочая частота повышается. В этом разделе аналогичный подход использован для оценки влияния непланшетности гладких (возможна только перебраковка) и шероховатых

листов. В первом случае для анализа введен нормальный закон изменения углов наклона листа а во втором - рассматривалась плотность вероят-

ности произведения случайных функций (непланшетности и шероховатости), которые считались независимыми друг от друга. Расчеты показали, что максимум чувствительности коробоватых листов с шероховатой поверхностью соответствует регистрации второго прошедшего импульса.

В работе получены выражения для оценки максимально реализуемой чувствительности контроля листов теневым методом с регистрацией отношения второго прошедшего импульса к первому. Для этого находилась плотность вероятности отношения двух случайных независимых функций, распределенных по нормальному закону. Показано, что в ряде случаев (большой коэффициент вариации амплитуды первого прошедшего импульса и малой вероятности перебраковки) этим методом можно реализовать более высокую чувствительность, чем при регистрации второго прошедшего импульса.

В разделе 6.2 использован вероятностный подход к определению оптимальных параметров контроля листового проката из мелкозернистых и крупнозернистых материалов эхо-сквозным методом. Учитывая, что признаком обнаружения дефекта в этом методе является превышение отношения амплитуды эхо-сигнала от него к амплитуде первого прошедшего импульса в той же точке прозвучивания и считая их случайными функциями, в соответствии с критерием Неймана-Пирсона получено выражение для максимальной чувствительности

характеризуемой коэффициентом отражения от дефекта. В этом выражении N -числовой параметр, определяющий вероятность недобраковки; к* и -коэффициенты вариации амплитуды первого прошедшего импульса и эхо-сигнала от дефекта; к -дополнительный регулируемый (для настройки чувствительности) коэффициент усиления канала эхо; Н и Ь -толщина листа и иммерсионного слоя; П =Со/С] -отношение скоростей распространения продольных волн в жидкости и материале листа; -коэффициент, учитывающий влияние шероховатости при отражении звука внутри листа. Это выражение позволяет определить минимальное значение толщины тонко раскатанного неметаллического включения, регистрируемого аппаратурой при заданных параметрах акустического тракта, среднеквадратичной высоты неровностей коэффициента усиления канала эхо к и надежности контроля, задаваемой вероятностью недобраковки Рц. На рис. И представлены частотные зависимости чувствительности при изменении параметров шероховатой

Рис.11

поверхности о/а (а), размера преобразователей (б). Видно, что с уменьшением шероховатости и увеличением размера преобразователей максимальная чувствительность возрастает, а оптимум смещается в область более высоких частот.

При контроле листов из крупнозернистого металла возникают ревербе-рационные помехи, которые могут ограничивать чувствительность контроля. Источником этих помех является возмущенный упругим импульсом слой поликристаллической среды длительностью В процессе распространения этого слоя от излучателя к приемнику реверберационные помехи создаются волнами, рассеянными по направлению к излучателю. Они достигают приемника после отражения от верхней грани листа, пройдя через всю его толщину. При движении слоя от приемника к излучателю помехи создаются волнами, рассеянными непосредственно в сторону приемника. В интересующем интервале времени между моментами прихода на приемник первого и второго прошедших через лист импульсов, результирующий уровень помех будет складываться из обеих составляющих. В результате

где 8р И 5 -коэффициенты рассеяния и затухания звука в материале, х -координата вдоль толщины листа. Видно, что так же как и при эхо- методе средний уровень реверберационных помех зависит от длительности акустического импульса и площади ПЭП. В работе выполнено экспериментальное исследование уровня реверберационных помех в меди марки М и хромистой бронзе БрХ08Л в зависимости от длительности акустического импульса, площади преобразователей и глубины. Показано, что экспериментальные и расчетные значения удовлетворительно совпадают. Как показали результаты расчетов и экспериментов, несмотря на то, что уровень реверберационных шумов складывается из двух компонент, его результирующее значение меньше уровня помех, чем при обычном эхо—методе. Считая, что флуктуа-

ции регистрируемых сигналов, вызванные структурными неоднородностями материала и шероховатостью поверхности проката, являются независимыми, получено уравнение для оценки максимальной чувствительности контроля таких листов:

где [стр/Ш^пл -отношение уровня реверберационных помех к первому прошедшему сигналу в листе с гладкими поверхностями, а [и|/Цц]пл -отношение первого прошедшего импульса к амплитуде эхо-сигнала от абсолютно отражающего дефекта. На рис. 12 представлены частотные зависимости максимально реализуемой чувствительности при контроле проката из бронзы. Полученное уравнение позволяет выбирать оптимальные параметры контроля листов с крупнозернистой структурой и шероховатой поверхностью.

При контроле эхо-сквозным методом в регистрируемом временном интервале между первым и вторым прошедшими импульсами возникают импульсы помех, вызванные трансформацией звукового пучка продольных волн в поперечные на верхней грани изделия и вновь в продольные на нижней. В работе представлением звукового пучка в виде суперпозиции плоских волн получены расчетные выражения для оценки амплитуды этих помех

Рис. 12

где кда, коЬ — волновой размер излучающего и приемного преобразователя, Ь - обобщенное расстояние в акустическом тракте, Р - угол наклона листа.

На рис. 13 представлены расчетные значения амплитуд помех в зависимости от угла наклона листа в акустическом тракте, моделирующим коро-

боватость и волнистость листов. Видно, что с увеличением угла наклона листа и уменьшением размера преобразователей ка трансформация и амплитуда помех возрастает, что в ряде случаев может приводить к перебраковке проката.

В разделе 6.3 также использован вероятностный подход к определению оптимальных параметров контроля листового проката из мелкозернистых и крупнозернистых материалов эхо-методом. При контроле проката из мелкозернистых материалов рассеяние звука на шероховатостях поверхности ослабляет эхо-сигнал от дефекта, что может приводить к его пропуску (недобраковка). В результате для оценки максимально реализуемой чувствительности контроля таких листов получено

-25

-30

-35

-40

-45

и,« Ш" дБ

У

- II 1* 100^,

60 /

40/

1

2

Рис.13

выражение:

: К)™*-ут

мк„

При контроле проката с крупнозернистой структурой из-за возникающих реверберационных помех возможна перебраковка листов. В этом случае реализуемая чувствительность описывается выражением:

где -вероятность перебраковки; -отношение среднеквадратиче-

ского значения реверберационных шумов к амплитуде донного сигнала в листе с гладкими гранями, получаемое расчетным или экспериментальным путем, Ц -относительный пороговый уровень контроля; М-коэффициент, учитывающий вероятность недобраковки; -коэффициент вариации амплитуды донного сигнала. Расчеты показали, что с уменьшением шероховатости, увеличением размера ПЭП и уменьшением надежности контроля чувствительность повышается, а оптимальная рабочая частота увеличивается.

Седьмая глава посвящена разработке и исследованию экспресс-методов контроля толщины и физико-механических характеристик материалов листового проката.

Вразделе 7.1 дается общая постановка задачи по поиску методов определения указанных характеристик проката на основе измерения временных интервалов и амплитуд, прошедших через лист акустических сигналов.

Вразделе 7.2 сообщается о разработанном автором безэталонном методе одновременного измерения толщины и скоростей распространения продольных и поперечных волн в материале движущегося листа. Этот метод основан на сквозном прозвучивании проката и измерении времени прихода первого и второго прошедших через лист сигналов продольных волн, времени прихода трансформированного на гранях проката сигнала поперечной волны и времени прихода импульса через иммерсионную жидкость при отсутствии листа в акустическом тракте. На основании измеренных данных удается определить неизвестные толщину и скорости распространения упругих волн (а значит и упругих модулей материала):

где ^ -соответствующие временные интервалы между импульсами, a L - база между излучающими и приемными преобразователями. Точность измерения указанных характеристик при импульсном способе измерения определяется точностью формирования соответствующих временных интервалов и точностью их измерения. На основе указанных алгоритмов разработана, изготовлена и испытана в заводских условиях при контроле движущегося проката аппаратура для измерения указанных параметров. В этой аппаратуре временные интервалы измерялись путем счета числа импульсов тактовой частоты 96 МГц, заполняющих эти интервалы. Проверка работоспособности аппаратуры осуществлялась с помощью контактных ультразвуковых отечественных и импортных толщиномеров. Точность измерений при толщине проката до 200 мм оказалась не хуже ±0,1 мм.

В разделе 7 3 приведены результаты экспериментальных исследований по поиску корреляционных связей между прочностными характеристиками материалов (предел прочности, предел текучести, твердость) и скоростями распространения упругих волн. Пределы прочности текучести на некоторых трубных марках стали измерялись по штатной технологии при сдаче проката на ОАО "Северсталь". Скорость упругих волн измерялась на шлифованных образцах, вырезанных из этих же листов, импульсно-фазовым методом с точностью не хуже 0,5%, а твердость (НВ -по Бринеллю, НУ -по Вик-керсу и НЯС -по Роквеллу) материала - с помощью поверенного ручного твердомера-склерометра 54-3 59М. Установлена связь прочностных харакге-ристик с отношением скоростей распространения поперечных волн с

Н,

; с, =31.--7-г-

Фи+Чэ)

поляризацией вдоль и поперек направления прокатки. Некоторые результаты измерений стали Х65 представлены на рис. 14.

Рис. 14

Раздел 7 4 посвящен разработке экспресс-методов контроля среднего размера зерна материала листового проката. Они основаны на известной зависимости коэффициента рассеяния ультразвука в области Релеевского рассеяния от величины размеров кристаллитов. При реализации сквозного метода прозвучивания измеряются амплитуды первого и второго прошедших через лист импульсов на частотах, отличающихся в три раза (или на соответствующих гармониках), а средний размер зерна определяется по формуле:

где ) -амплитуды первого и второго прошедших сигналов на со-

ответствующей частоте (или соответствующие гармоники); -

коэффициенты двойного электромеханического преобразования используемых ПЭП и иг -амплитуда возбуждающего напряжения на соответствующей частоте находятся из анализа амплитуд сигналов на приемнике при отсутствии листа в акустическом тракте; - функции, зависящие от обобщенного расстояния в акустическом тракте и волновых размеров преобразователей, табулированы в работе Химунина А.С.; Нх-неизвестная толщина проката в точке прозвучивания, измеряемая по методике описанной в разделе 7.2; В -параметр, определяющий кристаллическую структуру материала, и для материалов с кубической сингонией получен Меркуловым Л.Г. Как показали экспериментальные исследования по предложенному алгоритму, выполненные на образцах из меди Ml разной толщины с известной величиной зерна, определенной стандартным методом металлографического анализа, различия не превышали 1 балла. Экспериментальные исследования также показали, что между пределом текучести и средним размером зерна существует

линейная зависимость <тв2=а + ЬО 2, где а и Ь -постоянные, зависящие от свойств материала. На рис. 15 приведены в виде усредненных точек

результаты экспериментов. Полученная зависимость для меди марки Ml дает принципиальную возможность определять прочностные характеристики металла путем измерения среднего размера зерна ультразвуком с использованием предложенного метода, не прибегая к трудоемким и дорогостоящим металлографическим исследованиям.

В восьмой главе приведены принципы построения автоматизированной аппаратуры для ультразвукового контроля толстолистового проката теневым, эхо-сквозным и эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном интервале, отдельные узлы и блоки, обеспечивающие повышенную чувствительность, надежность и помехозащищенность.

В разделе 8.1 изложен принцип действия и функциональные схемы, разработанных с учетом полученных в диссертации рекомендаций, установок УДЛ-1М (для контроля листов из медных сплавов) и УДЛ-2 (для контроля стальных листов) с использованием для регистрации первого, второго и отношения второго прошедшего импульса к первому; дается описание работы усилительно-логических блоков этих установок; блока установки начального порога; системы сканирования аппаратуры УДЛ-1М. На рис. 16 представлена функциональная схема установки УДЛ-1М. Она предназначена для контроля листов из медных сплавов толщиной 10-50 мм и габаритами 2000x2000 мм, перемещаемых в вертикальном положении относительно акустической системы. Последняя состоит из двух линеек со 192 излучающими

.Рис. 16

(И) и приемными (П) пьезоэлектрическими преобразователями с разнесенными резонансными частотами для увеличения полосы пропускания и сокращения длительности акустических импульсов. Излучающие преобразователи в виде групп из 12 ПЭП подключены к 16 генераторам (Г) зондирующих импульсов, срабатывающих последовательно во времени по сигналам распределителя импульсов. Приемные преобразователи в виде групп из 16 ПЭП подключены к 12 усилительно-логическим блокам (УЛБ), осуществляющим расшифровку полученной информации по каждому акустическому каналу. Система записи информации (СЗИ) реализована в виде 192 канального самописца на электротермической бумаге. Чувствительность аппаратуры позволяет регистрировать дефекты в виде диска диаметром 5 мм.

В разделе 8.2 изложен принцип действия и функциональные схемы аппаратуры для ультразвукового контроля стальных листов эхо-сквозным методом ДУЭТ-2 и УДЛ-Ф; приводится описание их усилительно-регистрирующих блоков. Установка ДУЭТ-2 предназначена для контроля стальных листов шириной до 5000 мм одновременно теневым и эхо-сквозным методами, путем их прозвучивания в иммерсионном варианте 480 парами ПЭП с групповым включением в режимах излучения (по 12 ПЭП) и режиме приема (по 40 ПЭП). Информация о результатах контроля по каждому акустическому каналу расшифровывается с помощью 12 усилительно-регистрирующих блоков (УРБ). Высокочастотный усилитель установки состоит из двух частей- усилителя по тени с постоянным коэффициентом усиления и дополнительным усилителем по эхо с регулируемым для настройки чувствительности с помощью аттенюатора коэффициентом усиления. На выходе каждого усилителя установлены амплитудно-временные дискриминаторы. Порог дискриминатора по тени устанавливается жестким в соответствии с требованиями НТД. При превышении сигнала этого порога, что свидетельствует об отсутствии дефекта в данном месте листа по тени, на выходе дискриминатора образуется отрицательный прямоугольный импульс. Порог по эхо устанавливается не жестким, а плавным в зависимости от амплитуды первого прошедшего через данный участок листа импульса, запоминаемого к моменту прихода эхо-сигнала от дефекта устройством памяти. При превышении эхо-сигнала этого порога, что свидетельствует о наличии дефекта по каналу эхо, дискриминатор вырабатывает прямоугольный положительный импульс. Результаты контроля по обеим каналам объединяются сумматором, при этом отрицательный импульс на его выходе свидетельствует о бездефектности данного участка листа, а отсутствие сигнала или положительный импульс- о наличии дефекта. Эти сигналы управляют работой решающего устройства (РУ), обеспечивающего работу системы записи информации в виде 480-канального самописца на электротермической бумаге.

В разделе 8 3 изложен принцип действия и функциональные схемы аппаратуры для ультразвукового контроля стальных листов эхо-методом УЗУП и УЗУП-М2, их системы сканирования и регистрации результатов контроля. На рис. 17 приведена функциональная схема установки УЗУП-М2, предназначенная для контроля листов и плит толщиной от 20 до 400 мм и шириной до 4000 мм. Сканирование в этой аппаратуре осуществляется методом продольно-поперечного перемещения акустической системы из 12 ПЭП. В процессе сканирования по времени прихода эхо-сигналов, отраженных от передней грани листа, акустическая система юстируется в двух взаимно перпенди-

Рис. 17

кулярных плоскостях с помощью электромеханического привода. Контроль осуществляется эхо-методом, зеркально-теневым и эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном интервале (между первым и вторым донными импульсами) как по каждому методу раздельно, так и совместно в любой комбинации из них. Все регистрируемые сигналы преобразуются в цифровую форму с помощью АЦП и запоминаются. В последующем информацию можно фильтровать в соответствии с различными требованиями к качеству листа. Результатом контроля является дефектограмма в виде развертки типа С - плановая запись и в виде двух разверток типа В, представляющими собой сечения вдоль и поперек проката. Возможно подробное представление информации по любому указанному участку. Разбраковка листов в соответствии с требованиями НТД осуществляется встроенной ЭВМ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Для повышения чувствительности и помехозащищенности контроля горячекатаного листового проката теневым методом предложен многократно-теневой метод с регистрацией второго прошедшего

теневой метод с регистрацией второго прошедшего импульса и отношения второго прошедшего импульса к первому, в том числе:

1.1 Теоретически и экспериментально проанализировано взаимодействие звуковых пучков с локальными и протяженными несплошностями и получены АРД -диаграммы для безэталонной настройки чувствительности и номограммы для оценки систематических ошибок регистрации услов-ныхразмеров дефектов

1.2 Теоретически и экспериментально исследовано взаимодействие звуковых пучков с поверхностными неоднородностями (шероховатость, неплан-шетность) и определены условия реализации максимальной чувствительности при заданной достоверности.

1.3 Теоретически и экспериментально исследовано прохождение звуковых пучков вблизи кромки обрезного листа и построены номограммы для оценки величины неконтролируемой прикромочной зоны в зависимости от чувствительности контроля

1.4 Результаты исследований реализованы при построении автоматизированных систем контроля листового проката многократно-теневым МР-тодом.

2. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследова-

ний эхо-сквозного метода ультразвуковой дефектоскопии листового проката:

2.1 Построена АРД-диаграмма для безэталонной настройки дефектоскопа.

2.2 Оценено влияние поверхностных неоднородностей и крупнозернистой структуры материала и определены условия для реализации максимальной чувствительности контроля.

2.3 Определена предельная чувствительность контроля листов с заданной непланшетностью.

2.4 Результаты исследований использованы при построении автоматизированных систем контроля проката эхо-сквозным методом.

3. Предложен эхо-метод с регистрацией сигналов во втором временном интервале (между первым и вторым донными импульсами), позволяющий существенно уменьшить мертвую зону при иммерсионном контроле, в том числе:

3.1 Построена АРД -диаграмма для безэталонной настройки чувствительности.

3.2Исследовано влияние поверхностных неоднородностей и крупнозернистой структуры металла и определены условия реализации максимальной чувствительности контроля.

3 3 Определена предельная чувствительность контроля листов с заданной непланшетностью эхо-методом.

3.4 Результаты исследований использованы при построении автоматизиро-ванныхустановок для контроля листов эхо-методом.

4. Предложены способы и устройства для измерения толщины проката, скорость распространения ультразвуковых волн в материале которого неизвестна (безэталонный контроль), упругих (модуля Юнга, модуля сдвига, коэффициента Пуассона), прочностных (предела прочности, предела текучести, твердости) и структурных (среднего размера зерна) характеристик материала листового проката.

5.Новизна и техническая применимость предложенных способов и разработанных технических решений подтверждены 45 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения. Значительная часть предложенных решений внедрена в установках для ультразвукового контроля толстолистового проката.

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:

Книги, монографии, брошюры

1. Голубев А.С., Паврос С.К.: Акустическое поле искателей ультразвуковых дефектоскопов.- Л.: ЛЭТИ, 1975.-94 с.

2. Паврос С.К., Жарков К.В.: Акустический тракт ультразвуковых контрольно-измерительных приборов.-Л.: ЛЭТИ, 1980.-63 с.

3. Паврос С.К., Жарков К.В.: Методы ультразвуковой дефектоскопии-Л.: ЛЭТИ, 1982.-62 с.

4. Голубев А.С., Паврос С.К.: Проектирование промышленных ультразвуковых автоматизированных дефектоскопов,- Л.: ЛЭТИ, 1983.- 77 с.

5. Добротин Д.Д., Паврос С.К.: Обработка сигналов при неразрушающем контроле.- Л.: ЛЭТИ., 1986.- 80 с.

6. Паврос С.К.: Радиационные методы контроля. Л.: ЛЭТИ., 1988.-77 с.

7. Аббакумов К.Е., Артемов В.Е., Добротин Д. Д., Паврос С.К.: Промышленные автоматизированные ультразвуковые дефектоскопы для контроля толстолистового проката.-Л.: ЛДНТП, 1989.-26 с.

8. Голубев А.С., Паврос С.К.: Неразрушаюший контроль материалов и язде-лий.-Л.: ЛЭТИ, 1989.-60 с.

9. Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К.: Проектирование ультразвуковых автоматизированных дефектоскопов.- Л.: ЛЭТИ., 1994.- 75 с.

10.Добротин Д.Д., Паврос С.К.: Обработка и анализ случайных сигналов,- Л.: ЛЭТИ., 1999.-80 с.

П.Коновалов СИ., Паврос С.К.: Методы и средства ультразвуковой диагно-стики.-СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003.- 80 с.

Авторские свидетельства и патенты

1. А.с. № 589577, МКИ G01 29/04. Ультразвуковой способ контроля биметаллических листов / Жарков К.В., Паврос С.К.-№23109117; Заявл. 06.01.76. Опубл. 25.01.78. Бюлл. № 3.-3 с.

2. А.с. № 705857, МКИ 001 29/04. Многоканальное ультразвуковое устройство для контроля изделий / Голубев А.С, Паврос С.К.,-Сафонов В.И.-№2561265; Заявл. 27.12.77. Опубл. 25.01.78. Бюлл. № 3.-5 с.

3. А.с. № 855489, МКИ 001 29/04. Ультразвуковое устройство для контроля изделий / Голубев А.С., Сафонов В.И., Паврос С.К.-№ 2832772; Заявл. 26.10.79. Опубл. 15.08.81. Бюлл. № 30.-4 с.

4. А.с. № 932394, МКИ 001 29/04. Регистратор дефектов к ультразвуковому дефектоскопу / Голубев А.С., Веревкин В.М., Паврос С.К., Сафонов В.И.,-№ 2989652; Заявл. 08.10.80. Опубл. 30.05.82. Бюлл. № 20.-4 с.

5. А.с. № 932395, МКИ 001 29/04. Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп / Артемов В.Е., Голубев А.С, Добротен Д.Д., Паврос С.К.,-№ 2990221; Заявл. 08.10.80. Опубл. 30.05.82. Бюлл .№ 20.-4 с.

6. А.с. № 989468, МКИ 001 29/04. Регистратор дефектов к ультразвуковому многоканальному дефектоскопу / Веревкин В.М., Добротен Д.Д., Каши-рин В.А., Паврос С.К.-№ 3318995; Заявл. 21.07.81. Опубл. 18.01.83. Бюлл. № 2.-4 с.

7. А.с. № 989469, МКИ 001 29/04. Регистратор дефектов к ультразвуковому многоканальному дефектоскопу / Веревкин В.М., Голубев А.С, Каширин ВА, Паврос СК.-№ 3318996; Заявл. 21.07.81. Опубл. 18.01.83. Бюлл. № 2.-4 с.

8. А.с. № 993018, МКИ 001 29/04. Ультразвуковой способ контроля шероховатости поверхности изделия / Артемов В.Е., Васильева Т.Б., Добротен Д.Д., Паврос СК.-№ 3306615; Заявл. 17.06.81. Опубл. 30.01.83. Бюлл. № 4.-3 с.

9. А.с. № 1037164, МКИ 001 29/04. Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп / Аббакумов К.Е., Артемов В.Е., Голубев А.С, Добротен Д.Д., Паврос СК.-№ 3433263; Заявл. 24.05.82. Опубл. 23.08.83. Бюлл. № 31.-4 с.

10.Ах. № 1062598, МКИ 001 29/04. Многоканальный теневой ультразвуковой дефектоскоп / Голубев А.С., Добротен Д.Д-, Мамистов СВ., Паврос СК.-№ 3323858; Заявл. 29.07.81. Опубл. 23.12.83. Бюлл. № 47.-4 с.

11АС. № 1105757, МКИ 001 29/04. Способ контроля толщины / Жарков К.В., Паврос С.К., Гаврин И.П.-№ 3530511; Заявл. 28.12.82. Опубл. 30.07.84. Бюлл. № 28.-3 с.

12.Ах. № 1133541, МКИ 001 29/04. Коммутируемый предусилитель многоканального дефектоскопа / Аббакумов К.Е., Артемов В.Е., Голубев А.С, Добротен Д.Д., Паврос С.К.,-№ 3289074; Заявл. 28.04.81. Опубл. 07.01.81. Бюлл. № 1.-4 с.

13.Ах. № 1146558, МКИ 001 29/04. Способ измерения скоростей распространения продольных и поперечных звуковых волн в плоских изделиях / Артемов В.Е., Добротен Д.Д., Мамистов СВ., Паврос С.К., Трошин А.Г .-№ 3664611; Заявл. 21.11.83. Опубл. 23.03.85. Бюлл. № 11.-4с.

14АС. № 1167493, МКИ G01 29/04. Способ ультразвукового контроля изделий / Артемов В.Е., Добротин Д.Д., Мамистов СВ., Паврос С.К.-№ 3562602; Заявл. 11.03.83. Опубл. 15.07.85. Бюлл. № 26.-2 с.

15АС. № 1195241, МКИ G01 29/04. Регистратор дефектов к ультразвуковому многоканальному дефектоскопу / Мамистов СВ., Паврос С.К.-№ 3772949, Заявл. 19.07.84. Опубл. 30.11.85. Бюлл. № 44.-5 с.

16АС. № 1233056 МКИ G0 1 29/04 / Устройство для ультразвукового контроля движущихся изделий, / Артемов В.Е., Добротин Д.Д., Мамисгов С.В.,Паврос С.К..-№ 3720705; Заявл. 30.03.84. Опубл. 25.05.86. Бюлл. № 19.-4 с.

17АС. № 1234768, МКИ G01 29/04. Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп / Аббакумов К.Е., Артемов В.Е., Добротин Д.Д., Мамистов С.В.Лаврос С.К.-№ 3835110; Заявл. 29.12.84. Опубл. 23.05.86. Бюлл. № 19.-4 с.

18АС. № 1259109, МКИ G01 29/04. Устройство для измерения толщины движущихся изделий / Добротин Д.Д., Паврос С.К., Привольнее Д.А.-№ 3880626; Заявл. 08.04.85. Опубл. 23.09.86. Бюлл. № 35.-4 с.

19А.С. № 1270685, МКИ G01 29/04. Устройство для ультразвукового контроля движущихся изделий / Добротин Д.Д., Паврос С.К., Мамистов СВ., Табакман Р.Л.-№ 3927846; Заявл. 11.07.85. Опубл. 15.11.86. Бюлл. № 42.-7с.

20.А.С. № 1298655, МКИ G01 29/04. Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп / Добротин Д.Д., Паврос С.К., Топунов А.В., Воронин Н.Н..-№ 3975862; Заявл. 15.11.85. Опубл. 23.03.87. Бюлл. № 11.-5 с.

21А.С. № 1307326, МКИ G01 29/04. Устройство для ультразвуковой дефектоскопии листового проката / Голубев А.С., Паврос С.К., Полунин Н.Н., ТарасовА.А.-№ 3953972; Заявл. 29.07.85. Опубл. 30.04.87. Бюлл. № 16.-4 с.

22.А.С № 1345063, МКИ G01H 5/00. Способ определения толщины и скорости распространения ультразвуковых объемных волн в изделиях /Галайко Н.Р., Паврос С.К. -№ 3953972; Заявл. 16.04.86 . Опубл. 15.10.87

Бюлл. № 38.-5 с.

23.А.С. № 1355925, МКИ G01 29/04. Способ ультразвуковой дефектоскопии / Голубев А.С., Паврос С.К., Топунов А.В.-№ 4058435; Заявл. 16.04.86

Опубл. 30.11.87. Бюлл. № 44.-4 с.

24.А.С. № 1368771, МКИ G01 29/04. Устройство для ультразвукового контроля изделий / Голубев А.С., Добротин Д.Д., Лапин Ю.В., Паврос С.К., Табакман Р.Л., Топунов А.В.-№4137851; Заявл. 18.07.87. Опубл. 30.11.88. Бюлл .№ 2.-4 с.

25А.С. № 1415172, МКИ G01 29/04. Устройство для ультразвукового контроля движущихся изделий / Артемов В.Е., Мамистов СВ., Паврос С.К.-№ 4224635; Заявл.20.07.87. Опубл. 30.11.88. Бюлл. № 29.-4 с.

рос. национальная]

БИБЛИОТЕКА I С Петербург } * ОЭ т ю I

26АС. № 1442838, МКИ 001Ы 5/00. Устройство для измерения скорости звука в материалах / Паврос С.К.., Шевелько М.М., Яковлев Л.А., Леньков А.Н.-№ 4235428; Заявл.25.09.87. Опубл. 30.11.88. Бюлл № 45.-4 с.

27АС. № 1446558, МКИ 001 29/04. Ультразвуковой дефектоскоп / Аббаку-мов К.Е., Добротин Д.Д, Паврос С.К., Топунов А.В.-№ 4250659; Заяви. 27.12.87. Опубл. 23.12.88. Бюлл. № 47.-6 с.

28АС. № 1456874, МКИ 001 29/04. Ультразвуковой дефектоскоп / Добротин Д.Д, Паврос С.К.-№4263584; Заявл.15.06. 87. 0публ.07.02.89. Бюлл. № 5.6 с.

29АС. № 1481595, МКИ ОО 1В 17/02. Устройство для измерения толщины движущихся изделий / Аббакумов К.Е., Добротин Д Д., Паврос С.К., Топунов А.В.-№5735976; Заявл. 15.09.88. 0публ.25.10.89. Бюлл. № 19.-6 с.

30.А.С № 1716426, МКИ 001 29/08. Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп / Аббакумов К.Е., Добротин Д.Д., Паврос С.К., Топунов А.В., Табакман Р.Л., Зайков В.Г., Николаев С.П.-№ 1234768; Заявл. 27.07.90. Опубл.29.02.92 Бюлл. № 8.-7 с.

31.Ах. № 1763972, МКИ 001 29/04 Регистрирующее устройство для ультразвукового контроля изделий, / Добротин Д.Д., Паврос С.К., Русинов Ю.П., Топунов А.В.-№ 1283595; Заявл. 15.10.91. Опубл. 20.11.92. Бюлл. № 25.-4с.

32.Патент РФ № 2141652, МКИ 001 29/04 Способ ультразвукового контроля среднего размера зерна материалов / Добротин Д.Д., Паврос А.С., Паврос С.К., Щукин А.В.-№97113393; Заявл. 22.07.1997. Опубл. 22.11.1999. Бюлл. № 32.-4 с.

33.Патент РФ № 2168723, МКИ 001 29/04 Ультразвуковой дефектоскоп /Паврос С.К.,Топунов А.В.,Щукин А.В.-№99ё003394; Заявл. 17.02.1999. Опубл. 10.06.2001. Бюлл. № 4.-4 с.

34.Патент РФ № 2187102, МКИ 001 29/04 Способ ультразвукового контроля среднего размера зерна материала движущегося проката / Добротин Д.Д., Паврос А.С., Паврос С.К.-№200011177; Заявл. 11.05.2000. Опубл. 10.08.2002. Бюлл. № 22.-7 с.

35.Патент РФ № 2199735, МКИ 001 29/04 Способ обнаружения сквозных дефектов в стенках емкостей, заполненных жидкостью / Аксенов В.И., Богомолов И.Н., Калютик А.И., Карякин Ю.Е., Паврос С.К., Петровский Б.С., Шевелько М.М. -№2000112683 ; Заявл.22.05.2000. Опубл.21.02.2001. Бюлл. № 6.-4 с.

36.Патент РФ № 2206070 МКИ 00Ш 23/28 Ультразвуковой сигнализатор уровня / Жмылев А.Б., Паврос С.К., Топунов А.В.-№20021172340; За-явл.28.06.2002. Опубл. 10.06.2003. Бюлл. № 16.-8 с.

37.Патент РФ №2206087, МКИ 00Ш 29/04 Акустическая система многоканального дефектоскопа / Жмылев А.Б., Паврос С.К., Рыжков А.Ф., Серебряков ИХ.Топунов А.В.-№ 20001122695; Заявл. 18.08.2001. Опубл.10.06.2003.Бюлл.№16.-5с.

38. Патент РФ № 2217740... МКИ G01N Ультразвуковой многоканальный дефектоскоп / Паврос С.К., Пряхин Е.Г., Ромашко Р.В., Топунов А В., Жмылев А.Б., Елютин Н.И.-№ 20001122701; Заявл. 10.08.2001. 0публ.27.11.2003. Бюлл. № 33.-7 с.

39.Патент РФ № 2224249, МКИ GO1N 29/ 18 Способ измерения физико-механических характеристик материалов / Паврос А.С., Паврос С.К., Щукин А.В.-№ 20021112891; Заявл.06.05.2002. 0публ.20.02.2004. Бюлл.№ 5,6 с.

40.Патент РФ № 2231056 МКИ G01N 29/ 10 Способ контроля среднего размера зерна материала с помощью ультразвука / Паврос А.С., Паврос С.К., Гончаренко О.С.-№ 2003106489; Заявл.07.03.2003. Опубл.20.06.2004. Бюлл. №17.-4 с.

41 .Патент РФ № 2231055 МКИ, G01N 29/ 00 Устройство для ультразвукового контроля прочностных характеристик материала движущегося листового проката / Забродин А.Н., Кириков А.В., Паврос С.К., -№ 2003107521; Заявл. 18.03.2003. 0публ.20.06.2004. Бюлл. № 17.-6 с.

42.Патент РФ № 2234081 МКИ, G01N 29/ 18 Устройство для измерения физико-механических характеристик материала движущегося листового проката / Паврос А.С., Паврос С.К., Щукин А.В.-№ 2003115645; За-явл.26.05.2003. 0публЛ0.08.2004. Бюлл. № 22.-8 с.

43.Положительное решение по заявке № 2003130299, МКИ G01B 17/ 02 Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер./ Паврос С.К., Пряхин В.Г., Ромашкин СВ. 12.08.2004.

Статьи в журналах

1. Мельканович А.Ф., Паврос С.К. О влиянии неровности поверхности на чувствительность ультразвукового контроля иммерсионным способом //

Дефектоскопия.-1966,-№5.-С.25-31.

2. Паврос С.К. О выборе оптимальной рабочей частоты для ультразвукового контроля эхо-методом изделий с цилиндрической грубообработанной поверхностью// Дефектоскопия.-1969,-№ 4.-С.53-58.

3. Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К. О выборе порога срабатывания теневых иммерсионных ультразвуковых дефектоскопов при контроле изделий с шероховатой поверхностью// Дефектоскопия.-1975,-№ 3.-С.71-77.

4. Веревкин В.М., Голубев А.С., Паврос С.К. Метрологические особенности ультразвуковых теневых дефектоскопов для контроля толстолистового проката в промышленных условиях // Дефектоскопия.-1969,-№ 4.-С.53-58.

5. Голубев А.С., Веревкин В.М., Паврос С.К. Акустический тракт дефектоскопа при контроле листов эхо-сквозным методом в иммерсионном варианте // Дефектоскопия.-1980,-№ 7.-С.70-79.

6. Артемов В.Е., Паврос С.К. Исследование акустического тракта теневого метода ультразвуковой дефектоскопии с регистрацией второго прошедшего импульса//Дефектоскопия.-1981,-№ 8.-С.68-73.

7. Артемов В.Е., Паврос С.К. О максимально реализуемой чувствительности контроля методом многократной тени // Дефектоскопия.-1982,-№ 9.-С28-33.

8. Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К. О влиянии шероховатости поверхности изделия на флуктуацию амплитуд регистрируемых сигналов при иммерсионном контроле теневым методом // Дефектоскопия.-1982,-№ 4.-С.51-56.

9. Артемов В.Е., Васильков АА, Мамистов СВ., Паврос С.К. АРД-диаграмма для контроля изделий теневым методом с регистрацией отношения второго прошедшего импульса к первому // Дефектоскопия.-1983,-№ 12.-C.80-81.

Ю.Максимов А.А., Паврос С.К. О влиянии шероховатостей поверхностей изделия при контроле эхо-сквозным методом в иммерсионном варианте // Дефектоскопия.-1984,-№. 4.-С. 11-15.

П.Артемов В.Е., Мамистов СВ., Паврос С.К. Влияние боковой поверхности изделия на акустический тракт теневого дефектоскопа // Дефектоскопия,-1984,-№9,-С70-75.

12.Артемов В.Е., Паврос С.К. Влияние непланшетности горячекатаного листового проката при контроле эхо-сквозным методом // Дефектоскопия,-1986,-№2.-С.З-8.

В.Максимов А.А., Паврос С.К. О максимально реализуемой чувствительности контроля эхо-методом изделий с крупнозернистой структурой и шероховатой поверхностью // Дефектоскопия.-1986,-№ 3.-С.З-8.

14.Мамистов СВ., Паврос С.К. Диаграммы ослабления сигнала краем протяженного дефекта для теневого метода контроля // Дефектоскопия.-1988,-№ 5.-С86-89.

15.Мамистов СВ., Паврос С.К. Исследование акустического тракта зеркально теневого дефектоскопа для модели дефекта в виде звуконепрозрачной полуплоскости // Дефектоскопия.-1989,-№ 4.-С30-36.

16.Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К. Модель протяженных плоскостных несплошностей толстолистовой стали // Дефектоскопия.-1990,-№ 8.-С57-61.

17Агузумцян В.Г., Крюков И.И., Мамистов СВ., Паврос С.К. Акустический тракт теневого дефектоскопа при механизированном контроле пенопла-стов с помощью катящихся пьезопреобразователей // Техническая диагностика и неразрушающий контроль.-1990.-№ 2.-C 42-48.

18.Паврос С.К. Ультразвуковые методы и аппаратура для автоматизированного контроля толстолистового проката // Техническая

акустика 1982,-т. 1,- вып.2.-С46-58.

19.Голубев А.С, Добротин Д.Д., Паврос С.К. Ультразвуковая аппаратура для автоматизированного контроля толстолистового проката. // Дефектоско-пия.-1993,-№ 8.-С46-52.

20.Паврос С.К. О максимально реализуемой чувствительности ультразвукового контроля горячекатаного листового проката методом многократной тени. Техническая диагностика и неразрушающий контроль.-1990.-№ 2.-С. 42-48.

21.Паврос С.К. Ультразвуковой портативный микропроцессорный дефектоскоп // Радиоэлектроника .-1995,-№ 1.- С.25-28.

22.Аббакумов К.Е., Добротин Д.Д., Паврос С.К., Топунов А.В. Ультразвуковой толщиномер для контроля движущегося металлопроката // Радиоэлектроника .-1995,-№ 1.-С. 129-132

23.Паврос С.К. Семьдесят лет ультразвуковой дефектоскопии // В мире не-разрушающего контроля. 1998,-№2.-С.2-5.

24.Паврос С.К. Естественные дефекты металлургического производства // В мире неразрушающего контроля.-2004,-№3.-С.2-5.

25.Кириков А.В., Забродин АН., Иванова Т.И., Лапин Ю.В., Паврос С.К., Северинец И.В. Результаты испытаний установки Север-6 при контроле листового проката при температуре до 650 С // В мире неразрушающего контроля.-2004,-№3. С.12-15.

Статьи в сборниках трудов институтов

1. Паврос С.К. Влияние периодически неровной поверхности на акустический тракт иммерсионного дефектоскопа // Изв. ЛЭТИ.-1971,-вып. 95.-С.32-38.

2. Голубев А.С., Веревкин В.М., Круглое Б А., Паврос С.К. Уравнение аку-

стического тракта сквозного эхо-метода при контроле листов иммерсон-ным способом // Изв. ЛЭТИ. -1972,-вып.112.-С.101-111.

3. Паврос С.К., Сизов А.Н. Уравнение акустического тракта при контроле изделий эхо-методом по второму промежутку // Изв. ЛЭТИ.-1972,-вып. 112.-С.118-122.

4. Паврос С.К. Об учете влияния периодически шероховатой поверхности при иммерсионном способе контроля // Изв. ЛЭТИ.-1972,-вып.112.-С. 123128.

5. Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К. К оценке влияния статистически

шероховатой поверхности в акустическом тракте теневого дефектоскопа// Изв.ЛЭТИ, - 1974, - вып.145. - С.56-62

6. Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К. К вопросу о максимальной чувствительности контроля горячекатаных листов теневым методом. Изв. ЛЭТИ,-1974,-вып. 145,-с63-68.

7. Аббакумов К.Е., Паврос С.К., Сафонов В.И. К расчету акустического трак-

та эхо-дефектоскопа в импульсном режиме. Изв. ЛЭТИ.-1974,-вып. 145.-С.68-73.

8. Добротин Д,Д., Паврос С.К. О предельной чувствительности сквозного эхо-метода. Изв. ЛЭТИ.-1975,-вып. 168.-С.56-62.

9. Артемов В.Е., Паврос С.К. О выборе шага размещения преобразователей в акустических системах теневых дефектоскопов// Изв. ЛЭТИ.-1979,-вьш.252.-С.7-11.

10. Артемов В.Е., Паврос С.К. Об ошибках регистрации дефектов теневыми многоканальными установками // Изв. ЛЭТИ.-1980,-вып.264.- С.3-7.

11.Артемов В.Е., Паврос С.К. К оценке влияния шероховатости поверхности изделия при иммерсионном контроле методом многократной тени// Изв. ЛЭТИ.-1981,-вып. 301.-С.9-16.

12.Васильков А.А., Голубев А.С., Паврос С.К., Полунин Н.Н. О применимости модели акустического тракта эхо-дефектоскопа для определения уровня структурных реверберационных помех// Изв. ЛЭТИ.-1982,-вып. 305.-C.I2-18.

13.Артемов В.Е., Мамистов СВ., Паврос С.К. К вопросу о повышении чувствительности ультразвукового теневого дефектоскопа// .Изв. ЛЭТИ.-1983,-вып. 325.-С.63-68.

14.Максимов А.А.,., Мамистов СВ., Паврос С.К. О максимально реализуемой чувствительности ультразвукового контроля горячекатаного листового проката эхо-сквозным методом//Изв. ЛЭТИ.-1985,-вып. 355.-С.101-106.

15.Мамистов СВ., Паврос С.К. Дифракция ультразвукового пучка на крае плоского дефекта// Изв. ЛЭТИ.-1987,-вып.485.- С.17-23.

16.Паврос С.К., Топунов А.В. О предельной чувствительности контроля изделий иммерсионным эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном промежутке// Изв. ЛЭТИ.-1990,-вып. 428-С.88-93.

17.Голубев А.С, Паврос С.К. О метрике точечных дефектов в толстолистовой стали// Изв. ГЭТУ,-1993,-вып. 436.-С11-15.

18.Паврос С.К., Топунов А.В., Щукин А.В. О выборе оптимальной частоты при контроле эхо-методом изделий с крупнозернистой структурой и шероховатой поверхностью// Изв. ГЭТУ,-1995, -вып. 485.-С43-53.

19.Веревкин В.М., Паврос С.К. Развитие ультразвуковых методов и средств контроля толстолистового проката//Изв. ГЭТУ,-1997,-вып. 505.-С. 12-25

20.Паврос А.С, Паврос С.К. Максимально реализуемая чувствительность контроля листового проката с крупнозернистой структурой и шероховатой поверхностью эхо-сквозным методом// Изв. СПБГЭТУ, серия "Приборостроение и информационные технологии",-2002,-№1.-С.25-32.

21.Паврос С.К. Вклад кафедры ЭУТ в развитие методов и средств неразру-шающего контроля материалов и изделий// Изв. СПБГЭТУ, серия "Приборостроение и информационные технологии",-2003,-№1.-С.З-10.

22.Паврос А.С., Паврос С.К., Щукин А.В. О возможности контроля толщины движущегося металлопроката и физико-механических характеристик его материала// Изв. СПБГЭТУ, серия "Приборостроение и информационные технологии",-2004,-№ 1 .-СЗ -6

23.Паврос С.К., Перегудов А.Н., Забродин А.Н., Кириков А.В., Лапин Ю.В. О возможности измерения прочностных характеристик материала прокат

акустическим методом// Изв. СПБГЭТУ, серия "Приборостроение и информационные технологии",-2004,-№1-С11-17.

Доклады и тезисы докладов на научно-технических семинарах и конференциях

1. Артемов В.Е., Паврос С.К. Уравнение акустического тракта теневого метода контроля с регистрацией второго прошедшего импульса.// Труды IX Всесоюзной научно-технической конференции "Неразрушающие физические методы и средства контроля", Минск,-1981,-секция А, -ч.2,- с.20-21.

2. Голубев А.С., Добротин Д.Д.Паврос С.К. Повышение чувствительности ультразвукового теневого контроля толстолистового проката. Труды конф. "Дефектоскопия"-89.-Пловдив, НРБ, -т. 1 ,-VI ,-c.38

3.Веревкин В.М., Голубев А.С., Паврос С.К. Основные характеристики сквозного эхо-метода ультразвуковой дефектоскопии. .// Труды 8 Всесоюзной акустической конференции. Москва, 1973, ЦЗу-2, с.46-49.

4. Veriovkin V.M., Golubev A.S., Dobrotin D.D., Pavros SX, On the actual sensitivity of the hot-rolled plates testing the immersion sonic probing,- 10 world Conference on nondestructive testing, Moscow, 1982, 1A-44, V7.

5. Голубев А.С., Паврос С.К., Топунов А.В. О возможности применения эхо-метода с регистрацией сигналов по второму промежутку для автоматизированного контроля горячекатаного листового проката малой толщины. Тезисы доклада на 11 Всесоюзной конференции по НФМК, Москва. 1987, А-33, с.57.

6. Паврос С.К., Топунов А.В. Характеристики эхо-метода с регистрацией сигналов во временном промежутке между донными импульсами. Тезисы доклада на Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства ультразвуковой дефектоскопии сварных металлоконструкций", Ленинград, 1989

7. Аббакумов К.Е., Голубев А.С, Добротин Д.Д., Паврос С.К. Установка для ультразвукового контроля листов и плит. Тезисы доклада на 12 Всесоюзной конференции по НФМК, Свердловск, 1990, с.1

8. Аббакумов К.Е., Добротин Д.Д, Паврос С.К. Ультразвуковые методы и

аппаратура для автоматизированного контроля горячекатаного листового проката. Тезисы доклада на конф. "Неразрушающий контроль в науке и индустрии-94", Москва, 1994.

9. Паврос С.К., Топунов А.В. Применение эхо-метода с регистрацией сигналов между донными импульсами для контроля листового проката. Тезисы доклада на 15 конф. "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций"

10.Паврос С.К., Ромашко Р.В., Топунов А.В. Исследование акустическою тракта эхо-дефектоскопа с регистрацией сигнала во втором временном интервале. Труды 17 конф. "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций", Санкт-Петербург, 2001, с.49-54.

П.Мамистов СВ., Паврос С.К. Уравнение акустического тракта зеркально-теневого дефектоскопа для модели дефекта в виде звуконепрозрачной полуплоскости. Тезисы доклада на XI Всесоюзной конф. по неразрушаю-щим физическим методам и средствам контроля,-Москва,-1987,-А-1,-с.25

12.Мамистов СВ., Паврос С.К. О выборе соотношения пороговых уровней регистрации дефектов методом многократной тени. Тезисы доклада на Х11 Всесоюзной конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля,-Свердловск,-1990,-А-1, -с. 1-33

П.Артемов В.Е., Назаров И.А.Паврос С.К. О влиянии непланшетности горячекатаного листового проката на чувствительность контроля теневым методом. Тезисы доклада на X Всесоюзной акустической конференции,-Москва,-1983,-Ншу-9.

Н.Добротин Д.Д., Паврос С.К. Статистические свойства сигналов ультразвуковых теневых иммерсионных дефектоскопов. Труды IX Всесоюзной акустической конфх.,-Москва,-1977,-МП-:,-с.49.

15.Добротин Д.Д., Паврос С.К. Статистические свойства сигналов ультразвуковых теневых иммерсионных дефектоскопов. Труды IX Всесоюзной акустической конфх. ,-Москва, -1977,-МП- :,-с.49.

16.Артемов В.Е., Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К. Формулы акустического тракта иммерсионного дефектоскопа для флуктуации регистрируемых сигналов, вызванной шероховатостью контролируемого изделия. Тезисы доклада на IX Всесоюзной конф. по неразрушающим методам контроля,-Минск,-1980

17.Аббакумов К.Е., Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К, Выбор оптимальных частот обнаружения протяженных несплошностей в изделиях теневым методом. Тезисы доклада на Всесоюзной конф. "Методы и средства ультразвуковой дефектоскопии". Ленинград,-1989

18.Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К.-О6 эталонировании чувствительности контроля листов методом многократной тени. Тезисы доклада на XII Всесоюзной конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля,-Свердловск,-1990,-А-1 ,-с. 1 -33

19.Максимов А.А., Мамистов СВ., Паврос С.К. О реализуемой чувствительности контроля горячекатаного листового проката эхо-сквозным методом. Тезисы доклада на X Всесоюзной конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля,-Львов,-1984,-А2-17.

20.Добротин Д.Д., Паврос А.С., Паврос С.К. Реверберационные помехи при контроле горячекатаного листового проката эхо-сквозным методом. Труды 4-ой НТК "Физические методы и средства контроля сред, материалов и изделий", Леотест-99,-Львов

21.Паврос А.С., Паврос С.К. Максимально реализуемая чувствительность контроля листового проката с крупнозернистой структурой и шероховатой поверхностью эхо-сквозным методом. Труды ХУ1 Российской конф. по

неразрушающим физическим методам и средствам контроля,-Санкт-Петербург,-2002.

22.Лямин А.А., Паврос С.К. О предельной чувствительности контроля листов эхо-сквозным методом. Труды 17-ой конф. по контролю металлокон-струкций.-Санкт-Петербург,-2001

23.Добротин Д.Д., Паврос С.К., Топунов А.В. О предельной чувствительности контроля изделий эхо-методом с регистрацией сигналов во втором временном промежутке. Тезисы доклада на Всесоюзной конф. по Методам и средствам дефектоскопии сварных металлоконструкций, Ленинград,-1989.

24.Аббакумов К.Е.,Добротин Д.Д., Паврос С.К., Топунов А.В. Безэталонный толщиномер для контроля движущегося, металлопроката. Тезисы доклада на XII Всесоюзной конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля,-Свердловск,-1990,-с. 1-90.

25.Паврос А.С., Паврос С.К., Щукин А.В. Измерение скоростей распространения продольных и поперечных волн в материале движущихся изделий. Труды 7-ой НТК "Физические методы и средства контроля сред, материалов и изделий", Леотест-2002,- с. 24-27,-Львов.

26.Паврос А.С., Паврос С.К., Топунов А.В., Щукин А.В. Ультразвуковой контроль физико-механических характеристик материала движущихся листов. Труды 4-ой НТК "Физические методы и средства контроля сред, материалов и изделий", Леотест-99,- с. 17-20,-Львов.

27.Паврос С.К., Щукин А.В Акустический контроль физико-механических характеристик материала листового проката. Труды ХУ1 Российской конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля,-Санкт-Петербург,-2002.

28. Burenkov Y.A., Lebedev A.B., Pavros A.S., Pavros S.K. Ultrasonic technique for express estimating the mechanical properties of the rolled copper plates. Труды 9-го международного симпозиума по неразрушающим методам ха-рактеризации материалов., Австралия,-Сидней,-1999.

29. Буренков Ю.А., Лебедев А.Б., Паврос С.К., Паврос С.С., Щукин А.В. Возможность измерения физико-механических характеристик материала движущегося листового проката. Труды ХУ Российской конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля,-т.1,-с.317, 2002. Москва.

30. Голубев А.С., Паврос С.К., Сафонов В.И. Ультразвуковая эхо-импульсная установка для автоматического высокочувствительного контроля толстых листов и плит. Труды У111 Всесоюзной конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля,-Кишинев,-1977,-01/58,- с. 216.

31. Паврос С.К., Пряхин Е.Г.,Ромашко Р.В., Топунов А.В. Результаты опытной эксплуатации установки УЗУП-М2 для ультразвукового контроля толстолистового проката на ОАО "Ижорские заводы". Труды 17-ой конф. по контролю металлоконструкций. Санкт_Петербург, 2001,-с.153-155.

Методические указания

1. Паврос С.К., Жарков К.В.-Основы дефектоскопии и ультразвуковой технологии.- Метод, указания к лаб. раб.- Л.: ЛЭТИ.- 1979.-24 с.

2. Паврос С.К. Проектирование и расчет ультразвуковых систем.- Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Проектирование и конструирование ультразвуковых автоматизированных дефектоскопов "- Л.: ЛЭТИ. 1981.-40 с.

3. Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К.- Источники и приемники излучений.- Метод, указания к лаб. раб.- Л.: ЛЭТИ.-1989.-24 с.

4. Паврос С.К., Жарков К.В. Акустические и радиационные методы и аппаратура неразрушающего контроля.- Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине " Акустические и радиационные методы Л.: ЛЭТИ.-1990.-24 с.

5. Добротин Д.Д.,Паврос С.К.. Акустические и радиационные методы и аппаратура неразрушающего контроля.- Метод, указания к лаб. раб.- Л.: ЛЭТИ.-1991.-24 с.

6. Аббакумов К.Е., Паврос С.К. Неразрушающий контроль в производстве и его организация.- Метод, указания к лаб. раб.- Л.: ЛЭТИ.-1991.-24 с.

АВТОРЕФЕРАТ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ, МЕТОДОЛОГИЯ И СРЕДСТВА УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА Паврос Сергей Константинович

Лицензия ЛР№ 020308 от 14.02.97 Подписано в печать 23.11.2004 Формат 60*84*1/16

Б.-кн.-журн. Пл 2,0 Бл. 1,ОРТПРИОСЗТУ

Тираж 100 Заказ 998

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО, СЗТУ, член издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д.5

3

р2 4 7 Ofl