ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный
ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова» Направление 12. 03. 01. «Приборостроение» Профиль «Приборы и методы контроля качества и диагностики» МЕТОДИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ОРУЖЕЙНЫХ СТВОЛОВ Выполнил: студент гр. Б 08 -091 -1 Егоров Д. А. Научный руководитель: Муравьева О. В. , д. т. н. , профессор Цель работы: исследовать взаимодействие рэлеевских и поперечных волн с дефектами оружейных стволов. Задачи: 1) моделирование поля подмагничивания ЭМА-преобразователя рэлеевских волн 2) моделирование влияния параметров поверхностных трещин на поле подмагничивания проходных ЭМАП поперечных волн 3) экспериментальное исследование влияния дефектов на распределение рэлеевских и поперечных волн оружейных стволов. Ижевск, 2015
Виды дефектов труб и методы их контроля Тип дефектов Методы контроля ‒ Закаты - Визуальный ‒ Трещины - Электромагнитно-акустический ‒ Раковины, волосовины - Магнитопорошковый ‒ Язвины, поры - Вихретоковый ‒ Отслоения -Феррозондовый ‒ Выступы и вмятины -Волноводный Разрыв ствола 2(13)
Электромагнитно-акустическое преобразование 1. B Принцип действия накладных ЭМАП рэлеевских волн 2. Принцип действия проходных ЭМАП поперечных волн радиальных направлений по сечению 3(13)
Объект контроля − оружейный ствол Фото оружейного Казенная ствола(Марка стали 20 ХРА) Видимый дефект часть 4(13)
Моделирование системы подмагничивания рэллевских волн Среда моделирования – Comsol Топология магнитного поля Вид сбоку 1) Объект контроля 2) Магнитопровод 3) Соленоид Главный вид 5(13)
Моделирование взаимодействия поля подмагничивания с поверхностным дефектом Модель проходного ЭМА – преобразователя Топология магнитного поля с продольной трещиной 1) Магнит (Ni Fe B) 2) поверхностный дефект 3) Труба – из низкоуглеродистой стали 6(13)
Графики нормальной Bn и тангенциальной Bτ составляющих вектора поля подмагничивания по образующей по огибающей B, тл L, мм L, cм на бездефектном участке B, тл L, мм L, cм с дефектом 7(13)
Исследования влияния глубины дефекта на поле подмагничивания Bn B, Тл по огибающей по образующей 1. 2 B, Тл 1. 2 б/д 1 1 0. 8 раскрытие b=0, 5 мм 0. 6 b=0, 1 мм b=0, 1 мм 0. 4 0. 4 0. 2 0. 2 0 h, мм 0 h, мм 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9 1 1. 1 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9 1 1. 1 для продольной трещины B, Тл 1. 2 б/д B, Тл 1. 2 1 б/д 1 0. 8 раскрытие 0. 8 раскрытие b=0, 5 мм 0. 6 b=0, 5 мм b=0, 1 мм b=0, 1 мм 0. 4 0. 4 0. 2 0. 2 0 0 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9 1 1. 1 h, мм 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9 1 1. 1 h, мм для поперечной трещины 8(13)
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК рэлеевских волн ЭМА преобразователь рэлеевских волн объемных волн ЭМА преобразователь объемных на объекте контроля в процессе измерения 9(13)
Результаты исследований с помощью рэлеевских волн D=21. 46 мм U, мв t, мкс Эхограмма ствола на участке без дефекта Эхограмма ствола на участке с дефектом Дефектный участок ствола 10(13)
Результаты исследований с помощью поперечных волн U, мв t, мкс Эхограмма в казенной части ствола Эхограмма ствола в области c d=20, 5 мм Sст = 2, 86 мм Sст = 1, 49 мм U, мв Формула для определения толщины стенки где C t – скорость ультразвуковой волны; t – время между приходящими импульсами, ; t, мкс n – количество отражений от Эхограмма ствола в области с d=21, 0 мм противоположной стенки 11(13)
Выводы 1. Была построена модель система подмагничивания ЭМА преобразователя волн Рэлея. 2. Создана модель с постоянным магнитом для исследования влияния поля подмагничивания 3. Исследовано влияние поверхностных дефектов труб на поле подмагничивания электромагнитно-акустического преобразователя, позволяющее оценить снижение амплитуды сигнала при наличии продольной и поперечной трещины 4. Были исследованы образцы оружейных стволов, некоторые из них имеющие поверхностные дефекты, с помощью рэлеевских и объемных волн. Найдены информативные параметры контроля 12(13)
Апробация результата работы 1. III Всероссийская научно – техническая конференция студентов аспирантов и молодых ученых «Измерение, контроль и диагностика – 2014» . Спасибо за внимание 13(13)
