Скачать презентацию Неразрушающий контроль с помощью ультразвуковой фазированной решётки Richard Скачать презентацию Неразрушающий контроль с помощью ультразвуковой фазированной решётки Richard

Презентация_2005 04 rus.ppt

  • Количество слайдов: 67

Неразрушающий контроль с помощью ультразвуковой фазированной решётки Richard Rhéaume Январь 2005 Неразрушающий контроль с помощью ультразвуковой фазированной решётки Richard Rhéaume Январь 2005

Содержание 1. Harfang 2. Традиционные методы в сравнении с Фазированными решётками 3. Фазированная решётка Содержание 1. Harfang 2. Традиционные методы в сравнении с Фазированными решётками 3. Фазированная решётка 4. UTStudio – аналитическое программное обеспечение 5. Примеры использования 6. Преимущества использования X-32 7. Производительность и окупаемость 8. X-32: Технические характеристики и их преимущества 9. UTStudio: Технические характеристики и их преимущества 10. Заключение

1. Harfang 1. Harfang

HARFANG Microtechniques • Научно-исследовательские проекты в ETS • Исследования и разработки в тесном сотрудничестве HARFANG Microtechniques • Научно-исследовательские проекты в ETS • Исследования и разработки в тесном сотрудничестве с EPRI

2. Традиционные методы в сравнении с фазированной решёткой 2. Традиционные методы в сравнении с фазированной решёткой

Традиционные методы Традиционные методы

Фазированная решётка: Апертурное распределение • Апертура (активная поверхность) разделена на несколько элементов; • Каждый Фазированная решётка: Апертурное распределение • Апертура (активная поверхность) разделена на несколько элементов; • Каждый элемент контролируется независимым приёмником импульсов; • Все элементы вносят вклад в каждую диаграмму направленности излучения; • Результатом является составной пучок, сходный с традиционным UT-пучком, но управляемый и фокусируемый.

Распространение импульсов Традиционное Фазированная решётка = Распространение импульсов Традиционное Фазированная решётка =

3. Фазированная решётка 3. Фазированная решётка

Фазированная решётка Фазированная решётка

Фазированная решётка : Управление положением диаграммы направленности Фазированная решётка : Управление положением диаграммы направленности

Фазированная решётка : Фокусирование Фазированная решётка : Фокусирование

Основы волновой физики • • • Фаза рассчитывается отслеживанием траектории луча к фокусному пятну Основы волновой физики • • • Фаза рассчитывается отслеживанием траектории луча к фокусному пятну Фаза это разность взаимных расстояний, выраженная в единицах времени Рассчитываются в наносекундах (диапазон от 100 нс до 10 000 нс)

Формирование диаграммы направленности • • Все элементы принимают сигнал Сигналы записываются до тех пор Формирование диаграммы направленности • • Все элементы принимают сигнал Сигналы записываются до тех пор пока все сигналы не будут приняты Сигналы фазируются с теми же задержками что и во время передачи Фазированные сигналы суммируются в связанную совокупность Used with EPRI permission

Расчёт фокусировки: Phase. Fx Расчёт фокусировки: Phase. Fx

Расчёт фокусировки: Phase. Fx Расчёт фокусировки: Phase. Fx

S-Scan: Секторное сканирование Delays 75 35 40 45 55 65 S-Scan: Секторное сканирование Delays 75 35 40 45 55 65

S-Scan: Секторное сканирование S-Scan: Секторное сканирование

S-Scan: Пример проверки гиба S-Scan: Пример проверки гиба

Пример #2: трещина 5 мм Пример #2: трещина 5 мм

S-Scan с постоянной траекторией S-Scan с постоянной траекторией

S-Scan с постоянной глубиной S-Scan с постоянной глубиной

S-Scan с постоянным смещением S-Scan с постоянным смещением

L-Scan: Линейное сканирование Delays L-Scan: Линейное сканирование Delays

Пример № 1: Комбинированное расслоение Пример № 1: Комбинированное расслоение

Пример № 2 : Комбинированное расслоение Пример № 2 : Комбинированное расслоение

Пример № 3: Отображение коррозии Пример № 3: Отображение коррозии

0. 46 mm Report indication 0. 46 mm Report indication

4. UTStudio – аналитическое программное обеспечение 4. UTStudio – аналитическое программное обеспечение

Пример № 1: Трещины 1 мм и 5 мм Пример № 1: Трещины 1 мм и 5 мм

Пример № 2: Неровар в сварном шве Непровар в сварном шве между двумя плитами Пример № 2: Неровар в сварном шве Непровар в сварном шве между двумя плитами

Пример № 3: Плоскодонное отверстие с трещиной Пример № 3: Плоскодонное отверстие с трещиной

5. Примеры применения 5. Примеры применения

Пример № 1: Непровар в крышке реактора • • Завод: South Texas Project Расположение: Пример № 1: Непровар в крышке реактора • • Завод: South Texas Project Расположение: Texas, USA Исполнитель: Lyle Spiess – специалист 3 -его уровня Задачи: • Обнаружить включения бора; • Локализовать 2 непровара в опорах днища; • Обнаружить возможные очаги коррозии в области непроваров.

Метод #1: Протяженный проход по металлу Проход: 9 дюймов Решение: 32 передающих и принимающих Метод #1: Протяженный проход по металлу Проход: 9 дюймов Решение: 32 передающих и принимающих канала генерируют импульсы до 200 В

Метод #2: High-dose Area Решение: Методика исследования с помощью быстрого построения ультразвуковых фазированных решёток Метод #2: High-dose Area Решение: Методика исследования с помощью быстрого построения ультразвуковых фазированных решёток

Метод #3: Исследования с малым углом Решение: 32 -х элементный датчик с углом сканирования Метод #3: Исследования с малым углом Решение: 32 -х элементный датчик с углом сканирования 33º

Метод #4: Локализация непровара Решение: Картина секторного сканирования от 4 МГц датчика Метод #4: Локализация непровара Решение: Картина секторного сканирования от 4 МГц датчика

Методики Эхозондирование с помощью одного 32 -х элементного датчика 8 разных направления сканирования Возвратно-поступательные Методики Эхозондирование с помощью одного 32 -х элементного датчика 8 разных направления сканирования Возвратно-поступательные движения

Модель #1 Модель #1

Модель #2 Модель #2

Модель #3 Модель #3

Результаты Область непровара Первый дефект 2 -ой, 3 -ий и 4 -ый дефекты Результаты Область непровара Первый дефект 2 -ой, 3 -ий и 4 -ый дефекты

Вывод: Непровар в крышке реактора • 2 непровара в реакторе были исследованы менее чем Вывод: Непровар в крышке реактора • 2 непровара в реакторе были исследованы менее чем за 30 минут; • Коррозия не обнаружена; • “Я считаю данное оборудование и технологии найдут успешное и широкое применение в проектах STP” – Lyle Spiess

Пример № 2: Проверка соединительной трубы • Завод: Millstone Power Station • Расположение: Connecticut, Пример № 2: Проверка соединительной трубы • Завод: Millstone Power Station • Расположение: Connecticut, USA • Исполнитель: Richard Fuller - специалист 3 -его уровня, Задачи: • Разрушение патрубка парогенератора под угловыми сварными швами соединительной трубы; • Тело патрубка подвергнуто эрозии по направлению движения пара; • Материал соед. трубы и сварных швов – инконель.

Метод #1: Геометрический “X” – Расстояние от выходной точки до соединительной трубы “L” – Метод #1: Геометрический “X” – Расстояние от выходной точки до соединительной трубы “L” – Связывающий остаток “S” – Расстояние прохождения сигнала “D” – Расстояние от пов-ти подающей трубы до предела распространения эрозии. “X” “S” “L” “D” θ Решение: Секторное сканирование показывает сектор 40º- 85º

Метод #2 Решение: Методика исследования с помощью быстрого построения ультразвуковых фазированных решёток Метод #2 Решение: Методика исследования с помощью быстрого построения ультразвуковых фазированных решёток

Метод #3: Ограничение пространства Вид датчиков с боку Вид датчиков спереди Решение: Оба 2. Метод #3: Ограничение пространства Вид датчиков с боку Вид датчиков спереди Решение: Оба 2. 4 МГц 16 -элементных датчика сканируют область в форме клина

Методики • Пошаговая методика с двумя 16 -элементными датчиками в одном корпусе; • Указатель Методики • Пошаговая методика с двумя 16 -элементными датчиками в одном корпусе; • Указатель располагается на верхней точке проникновения эрозии в раковине. Sound Path Cursor Extractor Cursor Point of Maximum Extension

Модель #1 Модель #1

Модель #2 Область эрозии Модель #2 Область эрозии

Модель #3 Угловой сварной шов Модель #3 Угловой сварной шов

Выводы: Проверка соединительной трубы • Снижение на 63% ($140 000) стоимости проверок соединительных труб; Выводы: Проверка соединительной трубы • Снижение на 63% ($140 000) стоимости проверок соединительных труб; • Уменьшение до 70% радиоактивного излучения, при условии работы в радиоактивной зоне ;

6. Преимущества использования X 32 на фазированных решётках 6. Преимущества использования X 32 на фазированных решётках

• Увеличение производительности – Сокращение времени на проверку до 60% • Улучшенное качество • Увеличение производительности – Сокращение времени на проверку до 60% • Улучшенное качество проверок – Лучше распознаёт дефекты и их размеры • Уменьшение затрат на амортизацию – Меньше бракованных компонентов – Меньше ненужных ремонтов • Сокращение радиоактивного облучения – Когда используется на атомных станциях – Когда используется для рентгенографии • Сокращение риска ошибки оператора – Легко интерпретировать картину секторного сканирования; – Полная запись проверок для последующего анализа данных.

7. Производительность и расчет затрат 7. Производительность и расчет затрат

Производительность: труба 150 мм Традиционные методы Фазированные решётки Способ сканирования Растровый Линейный Средняя скорость Производительность: труба 150 мм Традиционные методы Фазированные решётки Способ сканирования Растровый Линейный Средняя скорость сканирования 25 мм/сек 100 мм/сек 6 (0º, 45 º, 70º: с каждой стороны шва) 2 (с каждой стороны шва) Время сканирования 2 мин 20 сек Время на замену датчиков и калибровку 6 мин 0 Время между швами 2 мин Полное время на шов 10 мин 20 сек Производительность ~ 5 швов/час ~ 25 швов/час Увеличение производительности - в 5 раз Число проходов на шов

Производительность: сварной шов 20 м Традиционные методы Фазированные решётки Способ сканирования Растровый Линейный Средняя Производительность: сварной шов 20 м Традиционные методы Фазированные решётки Способ сканирования Растровый Линейный Средняя скорость сканирования 25 мм/сек 100 мм/сек 4 (0º, 70º: с каждой стороны шва) 2 (с каждой стороны шва) 53, 3 мин 6, 6 мин Время на замену датчиков и калибровку 4 мин 0 Время между швами 2 мин Полное время на шов ~ 59 мин ~ 9 мин Производительность ~ 1 швов/час ~ 6 швов/час Увеличение производительности - в 6 раз Число проходов на шов Время сканирования

Расчёт затрат: труба 150 мм Традиционные методы Фазированные решётки Швов в день (8 час) Расчёт затрат: труба 150 мм Традиционные методы Фазированные решётки Швов в день (8 час) ~ 80 швов ~ 400 швов Стоимость за день ~ 400 USD / день Стоимость на шов 5 USD / шов 1 USD / шов 400 USD 80 USD 0 320 USD / день Удельная стоимость за день Сокращение расходов за день

Расчёт затрат: труба 20 м Традиционные методы Фазированные решётки Швов в день (8 час) Расчёт затрат: труба 20 м Традиционные методы Фазированные решётки Швов в день (8 час) ~ 8 швов ~ 48 швов Стоимость за день ~ 400 USD / день Стоимость на шов 50 USD / шов 8, 3 USD / шов 400 USD 66, 6 USD 0 333, 3 USD / день Удельная стоимость за день Сокращение расходов за день

8. X-32: Технические характеристики и их преимущества 8. X-32: Технические характеристики и их преимущества

Технические характеристики Преимущества 32 канала • Более лучшее позиционирование и измерения Амплитуда сигнала 200 Технические характеристики Преимущества 32 канала • Более лучшее позиционирование и измерения Амплитуда сигнала 200 В • Высокая мощность 2000 фокусировок • Высокое угловое разрешение • Обработка в 3 D 10 000 Hz A-Scan • Высокая скорость сканирования 40 Гб жесткий диск • Непрерывная запись проверок Дружественный интерфейс • ПО, которое легко освоить 4 синхронных скана • Позволяет определять разноориентированые дефекты 1 D и 2 D датчики • Позволяют 2 D и 3 D сканирование

Технические характеристики Преимущества Форма области сканирования: плоскость, цилиндр, угол • Позволяют проверять круговые и Технические характеристики Преимущества Форма области сканирования: плоскость, цилиндр, угол • Позволяют проверять круговые и протяженные сварные швы труб Эхозондирование и пошаговый метод • Пошаговое отображение профиля шва Интерактивное 3 D изображение • Визуальный контроль Гистограмма задержек • Позволяет определять сигнал для каждого A-scans Ручное и автоматизированное выключение элементов • Позволяет использовать датчики с неработающими элементами • Лучший сигнал коэф. шума

9. UTStudio: Технические характеристики и их преимущества 9. UTStudio: Технические характеристики и их преимущества

Технические характеристики Преимущества Построение A, B, S and Lсканов на основе форм волн • Технические характеристики Преимущества Построение A, B, S and Lсканов на основе форм волн • Позволяет всецело анализировать проверки Накопление изображений форм волны • Позволяет использовать 3 D изображение Указатели: Декартовы, угловые, свободные системы координат • Облегчает позиционировать и измерять дефекты Report & Screen функция • Легко строит изображения в графическом формате (. png) Увеличение изображения в любой области • Позволяет пользователю конкретизировать особые области Программное усиление сигнала • Позволяет усилить сигнал в записанных данных Цветное изображение • Позволяет легко различать дефекты

10. Заключение 10. Заключение

X-32… • Электронное управление положением диаграммы направленности, фокусировка и сканирование • 32 канала и X-32… • Электронное управление положением диаграммы направленности, фокусировка и сканирование • 32 канала и высокое угловое разрешение, • Секторное сканирование в реальном времени. …позволит Вам достичь… » Быстрых, » Более точных, » Легких …проверок !