№ 1 (2024)

Рассмотрено несколько методов измерения времени прихода ультразвуковых импульсов. Предложен метод определения времени прихода импульса на основе построения модели сигнала с адаптивным словарем и поиска минимума целевой функции методом квантового роевого интеллекта. Приведены результаты численных и модельных экспериментов по измерению скорости распространения ультразвуковых волн в различных образцах. Показано, что предложенный метод определения времени прихода импульса более устойчив к искажению формы эхосигналов, возникающей из-за частотно-зависимого затухания в материале объекта контроля.

Исследована возможность обнаружения дефектов в виде поперечных трещин в перьях подошвы при сплошном (непрерывном) контроле рельсов при их эксплуатации. В качестве альтернативы ультразвуковому выбран магнитный метод контроля. Выполнено компьютерное моделирование, по результатам которого разработан и изготовлен действующий макет системы намагничивания и регистрации сигналов контроля. В лабораторных условиях проведены экспериментальные исследования обнаружения моделей трещин в перьях подошвы рельсов. Исследования подтвердили результаты компьютерного моделирования и доказали возможность обнаружения таких моделей трещин. Оценены минимальные размеры обнаруживаемых моделей трещин в подошве рельсов в зоне рельсовых скреплений и между ними.

Приведены результаты исследований методами нейтронной визуализации на экспериментальных установках исследовательского реактора ИР-8 НИЦ «Курчатовский институт» (НИЦ КИ) металлических образцов, полученных с помощью аддитивных технологий. Показаны преимущества и недостатки методов нейтронной визуализации на монохроматических (станция ДРАКОН) и полихроматических (томограф ПОНИ) нейтронах при изучении внутренней структуры таких образцов.

Метод точечной лазерной сканирующей термографии обладает высокой чувствительностью и позволяет надежно обнаруживать поверхностные и подповерхностные дефекты изделий из полимерных композиционных материалов. При реализации данного метода применение роботов-манипуляторов в качестве сканирующего устройства позволяет исследовать малогабаритные объекты контроля с криволинейной поверхностью или дообследовать сомнительные участки, выявленные другими методами. В статье приведены сведения о макете роботизированного комплекса для лазерной сканирующей термографии на основе пятиосевого робота-манипулятора, лазера мощностью до 3 Вт и длиной волны 405 нм, а также тепловизора COX CG640. Предложена методика обработки экспериментальных данных и разработаны регрессионные модели, позволяющие определять поперечный размер дефектов вдоль траектории сканирования и глубину их залегания. Для апробации подхода был изготовлен контрольный образец из стеклотекстолита, содержащий искусственные дефекты типа «расслоение», в виде квадратов различных размеров. Коэффициент детерминации R² регрессионных моделей оказался не хуже 0,94, а средняя квадратическая ошибка модели глубины дефекта и поперечного размера — не хуже ±0,2 и ±1,5 мм² соответственно.

Поведение конструкции при воздействии внешних факторов определяется тремя ключевыми группами параметров строения ее металла (химических, структурных и деформационных). Получение информации о данных параметрах непосредственно на конструкции позволит эффективно решить задачу оценки ее фактического технического состояния. Задача неразрушающей оценки химического состава металла решается использованием портативных спектрометров. Для оценки двух других групп параметров разработан диагностический комплекс MicroLab-Z2. Он имеет два функциональных блока. Блок подготовки поверхности обеспечивает формирование на поверхности изделия площадки с шероховатостью, плоскостностью и уровнем вносимого механического наклепа, соответствующим лабораторной подготовке металлографических шлифов. Исследовательский блок представляет собой платформу, на которой установлены металлографический микроскоп и портативный микротвердомер. Он позволяет в любом пространственном положении выполнять металлографические исследования с увеличением до ×1000, поверхностное микроиндентирование, измерение значений микротвердости при нагрузке 0—200 гс и оптическое изучение морфологии отпечатков. Достоверность данных, получаемых диагностическим комплексом MicroLab-Z2, подтверждена в ходе проведения сравнительных испытаний со стационарным оборудованием. С помощью разработанного устройства может быть выполнена оценка параметров структуры и загрязненности металла неметаллическими включениями, оценка степени упрочнения и охрупчивания металла, обнаружение процессов старения. Использование диагностического комплекса MicroLab-Z2 для оперативной неразрушающей оценки структурно-деформационных параметров металла конструкций позволит выйти на качественно иной уровень эффективности выполнения производственного и входного контроля выпускаемой продукции, оценки ремонтопригодности дефектов, планирования ремонтных работ и других компенсирующих мероприятий, экспертизы промышленной безопасности.