Ультразвуковая томография объектов цилиндрической формы
|
ВВЕДЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР Понятие ультразвуковой дефектоскопии Теоретические основы ультразвукового контроля Реконструкция акустических изображений Ультразвуковая томография В - скан как формат отображения данных Виды преобразователей Прямые преобразователи Наклонные преобразователи Раздельно-совмещенные преобразователи Иммерсионные преобразователи
Преобразователи для контроля при высоких температурах Преобразователи на основе фазированных решёток ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ Технические требования к УЗТ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Расчёт углов преломлений продольных и поперечных волн в призме
Расчёт коэффициентов прохождений для продольной и
поперечной волн
Расчёт коэффициентов прохождений для продольной и
поперечной волн для 1-ой группы элементов
Расчёт коэффициентов прохождений для продольной и
поперечной волн для 2-ой группы элементов РАЗРАБОТКА АППАРАТУРЫ
Ультразвуковой томограф на фазированных решётках OmniScan МХ PA
Расчёт и разработка призмы преобразователя на основе фазированной решётки
Расчёт акустического тракта преобразователя на основе
фазированной решётки
Расчёт коэффициента затухания
Определения чувствительности контроля
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Настройка ультразвукового дефектоскопа OmniScan MX PA
Проведение исследования
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ УЗТ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
93
96
98
98
99
100
104
111
115
115
115
117
118
119
119
121
121
122
125
126
127
131
142
146
147
ресурсосбережения
Анализ конкурентных технических решений Технология QuaD
Планирование научно-исследовательских работ Структура работ в рамках научного исследования Определение трудоемкости выполнения работ Разработка графика проведения научного исследования Бюджет научно-технического исследования (НТИ)
Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования
СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ Производственная безопасность
Повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны
Повышенный уровень ультразвука
Недостаточная освещенность рабочей зоны
Поражение электрическим током
Электромагнитное излучение
Экологическая безопасность
Безопасность в чрезвычайных ситуациях
Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР Понятие ультразвуковой дефектоскопии Теоретические основы ультразвукового контроля Реконструкция акустических изображений Ультразвуковая томография В - скан как формат отображения данных Виды преобразователей Прямые преобразователи Наклонные преобразователи Раздельно-совмещенные преобразователи Иммерсионные преобразователи
Преобразователи для контроля при высоких температурах Преобразователи на основе фазированных решёток ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ Технические требования к УЗТ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Расчёт углов преломлений продольных и поперечных волн в призме
Расчёт коэффициентов прохождений для продольной и
поперечной волн
Расчёт коэффициентов прохождений для продольной и
поперечной волн для 1-ой группы элементов
Расчёт коэффициентов прохождений для продольной и
поперечной волн для 2-ой группы элементов РАЗРАБОТКА АППАРАТУРЫ
Ультразвуковой томограф на фазированных решётках OmniScan МХ PA
Расчёт и разработка призмы преобразователя на основе фазированной решётки
Расчёт акустического тракта преобразователя на основе
фазированной решётки
Расчёт коэффициента затухания
Определения чувствительности контроля
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Настройка ультразвукового дефектоскопа OmniScan MX PA
Проведение исследования
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ УЗТ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
93
96
98
98
99
100
104
111
115
115
115
117
118
119
119
121
121
122
125
126
127
131
142
146
147
ресурсосбережения
Анализ конкурентных технических решений Технология QuaD
Планирование научно-исследовательских работ Структура работ в рамках научного исследования Определение трудоемкости выполнения работ Разработка графика проведения научного исследования Бюджет научно-технического исследования (НТИ)
Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования
СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ Производственная безопасность
Повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны
Повышенный уровень ультразвука
Недостаточная освещенность рабочей зоны
Поражение электрическим током
Электромагнитное излучение
Экологическая безопасность
Безопасность в чрезвычайных ситуациях
Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 158 с., 54 рис., 21 табл., 37 источн., 4 прил.
Ключевые слова: ультразвуковая томография, фазированные решетки, поперечные и продольные волны, чувствительность контроля, методика ультразвуковой томографии.
Объектом исследования является: крупногабаритная запорная арматура высокого давления и ультразвуковой метод неразрушающего контроля (ультразвуковая томография на основе фазированных решеток).
Цель работы - изучение литературы по ультразвуковой томографии на основе фазированных решеток и разработка методики ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Метод проведения исследования: Ультразвуковая томография - эхометод, с помощью которого можно получить детальные количественные характеристики дефектов конструкции при одностороннем доступу к ней.
В процессе исследования проводились:
- Описание метода ультразвуковой томографии;
- Расчёт углов преломлений продольных и поперечных волн в объекте контроля при использовании призмы;
- Разработка аппаратуры;
- Исследование затухания ультразвуковой волны в объекте контроля;
- Экспериментальные исследования;
-Разработка методики ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
В результате исследования была разработана методика ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Область применения исследования - создание методики ультразвуковой томографии объектов цилиндрической формы.
Определения
В данной магистерской диссертации применены следующие термины с соответствующими им определениями:
Ультразвуковая дефектоскопия: Метод неразрушающего контроля, с помощью которого возможен поиск дефектов в материале изделия путём излучения и принятия ультразвуковых колебаний, отраженных от внутренних несплошностей (дефектов), а также дальнейшего анализа, амплитуд, времён прихода, форм и других характеристик при помощи специального оборудования (например; ультразвуковых дефектоскопов);
Ультразвуковая томография: Метод основанный на импульсном эхометоде, который отличается от традиционной ультразвуковой дефектоскопии двумя главными чертами, это способом обзора пространства внутри объекта контроля и способом представления результатов контроля.
Фазированные решетки: Набор из нескольких пьезоэлементов, которые конструктивно объединены в одном корпусе преобразователя.
Продольные волны: Волны, в которых частицы колеблются вдоль направления распространения волны. Колебания могут распространяться в твердой, жидкой и газообразных средах.
Поперечные волны: Волны, в которых направление колебаний частиц среды перпендикулярно направлению распространения. Они могут распространяться только в среде, которая обладает упругостью формы.
Магистерская диссертация посвящена исследованиям, которые лежат в области неразрушающего контроля (НК), а именно ультразвукового метода неразрушающего контроля. Суть неразрушающего контроля заключается в выявлении дефектов в виде нарушений несплошностей материалов изделий, контроль геометрических параметров изделия без нарушения её
функционирования, оценка структуры материала изделия, свойств и пригодности объекта к применению.
Требование непрерывного повышения уровня безопасности и надежности опасных производственных объектов, подталкивает к
необходимости совершенствования методов неразрушающего контроля. К одному из главных направлений усовершенствования ультразвукового метода контроля, можно отнести увеличение информативности получаемых результатов неразрушающего контроля. Основным направлением данных работ является визуализация внутренней структуры контролируемых изделий. С использованием упругих (механических) полей, для данных целей применяется и развита ультразвуковая томография (УЗТ). Она предполагает получение массива экспериментальных данных полученных с разных ракурсов, и совместную математическую обработку для формирования изображения сечений объекта контроля.
Для того чтобы получить первичную информацию применяются множество различных методов УЗ сканирования. Самым наиболее быстро развивающимся методом УЗ сканирования, является метод с применением преобразователей (пьезоэлектрических), где создается УЗ пучок, который выходит из точки выхода пьезопреобразователя под различными углами наклона к нормали к поверхности изделий, а именно перемещающихся в пределах некоторого секторного угла. Такой метод называют секторным метод ультразвукового сканирования. Информация, которая получается при этом представляет собой набор эхо-изображений отражателя для разных углов облучения, которую далее можно будет использовать для реконструкции
сечения объекта в плоскости сканирования. Исследования в данном направлении являются наиболее актуальными и проводятся в различных научных и исследовательских организациях.
Объект исследования и предмет: Ультразвуковая томография крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Предмет исследования - контроль качества литья крупногабаритной запорной арматуры высокого давления с целью выявления скрытых дефектов изделий на ранних стадиях производства.
Научная и практическая новизна - исследована возможность ультразвукового контроля литых корпусов задвижек на частоте 5 МГц. Разработана методика ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Практическая значимость результатов ВКР - доработан преобразователь на фазированных решетках для ультразвукового томографического контроля литых корпусов задвижек.
Реализация и апробация работы - при использовании ультразвуковой томографии на основе фазированных решеток, был проведен анализ затухания ультразвука на частоте 5 МГц в литом корпусе задвижки и чувствительности контроля.
Результаты исследования были опубликованы на XVIII Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация», Россия, Барнаул , 18 мая 2017 г.
Цель работы - изучение литературы по ультразвуковой томографии на основе фазированных решеток и разработка методики ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Задачи, которые необходимо решить для достижения данной цели:
1) Обзор ультразвуковых методов визуализации внутренней структуры изделий;
2) Анализ объекта контроля и формирование требований к контролю;
3) Выбор метода и технологии ультразвукового контроля с визуализацией внутренней структуры изделий;
4) Анализ акустического тракта (затухание, чувствительность контроля);
5) Экспериментальные исследования;
6) Разработка методики ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Выпускная квалификационная работа 158 с., 54 рис., 21 табл., 37 источн., 4 прил.
Ключевые слова: ультразвуковая томография, фазированные решетки, поперечные и продольные волны, чувствительность контроля, методика ультразвуковой томографии.
Объектом исследования является: крупногабаритная запорная арматура высокого давления и ультразвуковой метод неразрушающего контроля (ультразвуковая томография на основе фазированных решеток).
Цель работы - изучение литературы по ультразвуковой томографии на основе фазированных решеток и разработка методики ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Метод проведения исследования: Ультразвуковая томография - эхометод, с помощью которого можно получить детальные количественные характеристики дефектов конструкции при одностороннем доступу к ней.
В процессе исследования проводились:
- Описание метода ультразвуковой томографии;
- Расчёт углов преломлений продольных и поперечных волн в объекте контроля при использовании призмы;
- Разработка аппаратуры;
- Исследование затухания ультразвуковой волны в объекте контроля;
- Экспериментальные исследования;
-Разработка методики ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
В результате исследования была разработана методика ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Область применения исследования - создание методики ультразвуковой томографии объектов цилиндрической формы.
Определения
В данной магистерской диссертации применены следующие термины с соответствующими им определениями:
Ультразвуковая дефектоскопия: Метод неразрушающего контроля, с помощью которого возможен поиск дефектов в материале изделия путём излучения и принятия ультразвуковых колебаний, отраженных от внутренних несплошностей (дефектов), а также дальнейшего анализа, амплитуд, времён прихода, форм и других характеристик при помощи специального оборудования (например; ультразвуковых дефектоскопов);
Ультразвуковая томография: Метод основанный на импульсном эхометоде, который отличается от традиционной ультразвуковой дефектоскопии двумя главными чертами, это способом обзора пространства внутри объекта контроля и способом представления результатов контроля.
Фазированные решетки: Набор из нескольких пьезоэлементов, которые конструктивно объединены в одном корпусе преобразователя.
Продольные волны: Волны, в которых частицы колеблются вдоль направления распространения волны. Колебания могут распространяться в твердой, жидкой и газообразных средах.
Поперечные волны: Волны, в которых направление колебаний частиц среды перпендикулярно направлению распространения. Они могут распространяться только в среде, которая обладает упругостью формы.
Магистерская диссертация посвящена исследованиям, которые лежат в области неразрушающего контроля (НК), а именно ультразвукового метода неразрушающего контроля. Суть неразрушающего контроля заключается в выявлении дефектов в виде нарушений несплошностей материалов изделий, контроль геометрических параметров изделия без нарушения её
функционирования, оценка структуры материала изделия, свойств и пригодности объекта к применению.
Требование непрерывного повышения уровня безопасности и надежности опасных производственных объектов, подталкивает к
необходимости совершенствования методов неразрушающего контроля. К одному из главных направлений усовершенствования ультразвукового метода контроля, можно отнести увеличение информативности получаемых результатов неразрушающего контроля. Основным направлением данных работ является визуализация внутренней структуры контролируемых изделий. С использованием упругих (механических) полей, для данных целей применяется и развита ультразвуковая томография (УЗТ). Она предполагает получение массива экспериментальных данных полученных с разных ракурсов, и совместную математическую обработку для формирования изображения сечений объекта контроля.
Для того чтобы получить первичную информацию применяются множество различных методов УЗ сканирования. Самым наиболее быстро развивающимся методом УЗ сканирования, является метод с применением преобразователей (пьезоэлектрических), где создается УЗ пучок, который выходит из точки выхода пьезопреобразователя под различными углами наклона к нормали к поверхности изделий, а именно перемещающихся в пределах некоторого секторного угла. Такой метод называют секторным метод ультразвукового сканирования. Информация, которая получается при этом представляет собой набор эхо-изображений отражателя для разных углов облучения, которую далее можно будет использовать для реконструкции
сечения объекта в плоскости сканирования. Исследования в данном направлении являются наиболее актуальными и проводятся в различных научных и исследовательских организациях.
Объект исследования и предмет: Ультразвуковая томография крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Предмет исследования - контроль качества литья крупногабаритной запорной арматуры высокого давления с целью выявления скрытых дефектов изделий на ранних стадиях производства.
Научная и практическая новизна - исследована возможность ультразвукового контроля литых корпусов задвижек на частоте 5 МГц. Разработана методика ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Практическая значимость результатов ВКР - доработан преобразователь на фазированных решетках для ультразвукового томографического контроля литых корпусов задвижек.
Реализация и апробация работы - при использовании ультразвуковой томографии на основе фазированных решеток, был проведен анализ затухания ультразвука на частоте 5 МГц в литом корпусе задвижки и чувствительности контроля.
Результаты исследования были опубликованы на XVIII Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация», Россия, Барнаул , 18 мая 2017 г.
Цель работы - изучение литературы по ультразвуковой томографии на основе фазированных решеток и разработка методики ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Задачи, которые необходимо решить для достижения данной цели:
1) Обзор ультразвуковых методов визуализации внутренней структуры изделий;
2) Анализ объекта контроля и формирование требований к контролю;
3) Выбор метода и технологии ультразвукового контроля с визуализацией внутренней структуры изделий;
4) Анализ акустического тракта (затухание, чувствительность контроля);
5) Экспериментальные исследования;
6) Разработка методики ультразвуковой томографии корпуса крупногабаритной запорной арматуры высокого давления.
Подобные работы
- Модель математического формирования микрогеометрии при вдавливание индентора в тугопластическое пространство
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4950 р. Год сдачи: 2017