Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2021, №02



2021 №02 (06)

DOI of Article 10.37434/tdnk2021.02.01

2021 №02 (02)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2021, №2, стор. 7-13

Тривимірна візуалізація виявлених дефектів методами вихрострумової обчислювальної томографії

О.О. Вертій¹, В.М. Учанін²

¹Харківський національний університет радіоелектроніки, 61058, м. Харків, просп. Науки, 14. E-mail: alexey.vertiy@gmail.com
²Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, 79060, м. Львів, вул. Наукова, 5. E-mail: vuchanin@gmail.com

Комп’ютерна томографія, яка заснована на різних фізичних явищах, розглядається як ефективний метод для вирішення багатьох проблем НК в контексті революції NDE 4.0. Представлено принцип вихрострумової томографії та експериментальну установку для реконструкції томографічних зображень, пов’язаних з розподілом електропровідності матеріалу. Зони заклепок у вигляді з’єднання двох листів з алюмінієвого сплаву зі штучними дефектами типу тріщина довжиною 2 мм вибрано як приклад достатньо складної для контролю структури. Дослідження проводили із застосуванням двох типів вихрострумових перетворювачів (ВСП): перший – традиційний ВСП абсолютного типу із коаксіальними вимірювальної та генераторною обмотками, а другий – низькочастотний ВСП подвійного диференціювання типу МДФ 1201. Отримано набір вертикальних (ортогональних до досліджуваної поверхні) перерізів для зони заклепки, які дозволили продемонструвати ефективність вихрострумової томографії. Горизонтальні перерізи аналізували для демонстрації можливості отримання томографічних зображень на різній глибині. Для реконструкції вертикальних томографічних перерізів із застосуванням ВСП подвійного диференціювання застосували двошарові структури, які складалися з верхньої обшивки товщиною 0…8 мм та нижньої обшивки товщиною 5 мм і дефектом типу тріщина. Останні результати демонструють високу глибину контролю із застосуванням ВСП подвійного диференціювання і можливість оцінювати розмір виявленого дефекту та його відстань від контрольованої поверхні. Бібліогр. 34, рис. 8.
Ключові слова: вихрострумова томографія, вихрострумовий перетворювач (ВСП), ВСП подвійного диференціювання, електропровідність, томографічні зображення, перерізи, зони заклепок

Надійшла до редакції 18.03.2021

Список літератури

1. Liao, Y., Deschamps, F., Loures, E.F.R., Ramos, L.F.P. (2017) Past, present and future of Industry 4.0 – a systematic literature review and research agenda proposal. Intern. J. of Production Research, 55, 12, 3609–3629. http://doi.org/10.1080/00207543.2017.1308576.
2. Drath, R., Horch, A. (2014) Industrie 4.0: Hit or Hype. IEEE Industrial Electronics Magazine, 8(2), 56–58. http://doi. org/10.1109/mie.2014.2312079.
3. Юрчак А. (2019) Далеко від сусідів: чому Україна пасе задніх у сфері розвитку індустрії 4.0. Економічна правда. https://www.epravda.com.ua/rus/columns/2019/11/5/653346.
4. Singh, R. (2019) The Next Revolution in Nondestructive Testing and Evaluation: What and How. Materials Evaluation, 77(1), 45–50.
5. Vrana, J. (2020) NDE Perception and Emerging Reality: NDE 4.0 Value Extraction, Materials Evaluation, 78(7), 835–851.
6. Найда В.Л., Учанин В.Н., Мозжухин А.А. и др. (2008) Разработка системы автоматизированного вихретокового контроля перемычек коллекторов атомных станций, Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 3, 21–24.
7. Lutcenko, G., Uchanin, V., Mischenko, V., Opanasenko A. (2012) Eddy Currents Versus Magnetic Particles. Proc. 18-th World Conf. on Nondestructive Testing, Durban, www.ndt.com.
8. Долиненко В.В, Шаповалов Є.В., Скуба Т.Г. та ін. (2017) Роботизована система неруйнівного вихрострумового контролю виробів зі складною геометрією. Автоматическая сварка, 5–6, 60–67. http://doi.org/10.15407/as2017.06.10.
9. Lysenko, Ju., Eremenko, V., Kuts, Yu. et al. (2020) Advanced signal processing methods for inspection of aircraft structural materials. Transactions on Aerospace Research, 2(259), 27–35. http://doi.org/10.2478/tar-2020-0008.
10. Hounsfield, G. N. (1972) A method and apparatus for examination of a body by radiation such as X-ray or gamma radiation. British Patent No. 1283915. British Patent Office, London.
11. Вайнберг Э.И., Клюев В.В., Курозаев В.П. (1986) Промышленная рентгеновская вычислительная томография. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник (Клюев В.В. ред.). 2-е изд. Mосква, Т. 1.
12. Вайнберг Э. И., Казак И. А., Курозаев В. П. (1981) Реконструкция внутренней пространственной структуры объектов по интегральным проекциям в реальном масштабе времени. ДАН СССР, 257(1), 89–94.
13. 13. Reimers, P., Goebbels, J. (1983) New Possibilities of Nondestructive Evaluation by X-ray Computed Tomography. Materials Evaluation, 42(6), 732–737.
14. Maire, E., Buffiere, J., Salvo, L. et al. (2001) On the Application of X-ray Microtomography in the Field of Materials Science. Advanced Engineering materials. 3(8), 539–546.
15. Nazarchuk, Z.T., Koshovy, V.V., Krivin, E.V., Romanyshyn, I.M. (1999) Ultrasonic tomography, technologies for NDT and monitoring of material degradation. Proc. Joint EC IAEA Specialists Meeting on NDT Methods for Monitoring Degradation. Petten, The Netherlands, 79–89.
16. Koshovyy, V.V., Nazarchuk, Z.T. (2001) Estimating the Predefective State of a Material Using Methods of Ultrasonic Computerized Tomography. Materials Science, 37(2), 279–293.
17. Кошевой В.В., Романишин И.М., Романишин Р.И., Шарамага Р.В. (2010) Ультразвуковая компьютерная томография на основе регистрации рассеянного структурой материала сигнала (Часть 1). Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2, 37–42.
18. Кошевой В.В., Романишин И.М., Романишин Р.И., Шарамага Р.В. (2010) Ультразвуковая компьютерная томография на основе регистрации рассеянного структурой материала сигнала (Часть 2). Там же, 3, 19–24.
19. Turk, A.S., Hocaoglu, A.K., Vertiy, A.A. (Eds.) (2011) Subsurface sensing. John Wiley & Sons, Inc. 890 p.
20. Vertiy, A., Gavrilov, S., Voynovskyy, I., Stepanyuk, V. (2002) The millimeter wave tomography application for the subsurface imaging. Int. J. of Infrared and Millimeter Waves, 23(10), 1413–1444.
21. Gavrilov, S.P., Vertiy, A.A. (1997) Application of tomography method in millimeter wavelengths band: I. Theoretical. Int. J. Infrared Millimeter Waves, 18(9), 1739–1760.
22. Vertiy, A.A., Gavrilov, S.P. (1997) Application of tomography method in millimeter wavelengths band: II. Experimental. Ibid, 18(9), 1761–1781.
23. Vertiy, A., Gavrilov, S., Voynovskyy, I. et al. (2004) Subsurface imaging by deep penetrating eddy current tomography. Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів, 9, 123–127.
24. Vertiy, A.A., Gavrilov, S.P., Voynovskyy, I.V. et al. (2004) Deep penetrating eddy current tomography for subsurface imaging. Proc. 10-th Int. Workshop on Electromagnetic Evaluation. Michigan, USA. 91–92.
25. Tamburrino, A. Rubinacci, G. (2002) A new non-iterative inversion method for electrical resistance tomography. Inverse Problems, 18(6), 1809–1829.
26. Tamburrino, A., Soleimani, M. (2006) Shape reconstruction in magnetic induction tomography using multifrequency data. International. J. of informaton and systems sciences, 2(3), 343–353.
27. Tamburrino, A., Rubinacci, G., Soleimani, M., Lionheart, W. (2003) Non iterative inversion method for electrical resistance, capacitance and inductance tomography. 3-rd World Congress on Industrial Process Tomography, Banff, Canada, pp. 233–238.
28. Tamburrino, A., Rubinacci, G. (2006) Fast methods for quantitative eddy-current tomography of conductive materials. IEEE Transactions on Magnetics, 42(8), 2017–2028.
29. Учанин В.Н. (2010) Вихретоковые накладные преобразователи: расширенная классификация, сравнительный анализ и характерные примеры реализации (Обзор). Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 4, 24–29.
30. Uchanin, V.M. (2007) Specific features of the space distribution of the signal of an eddy-current converter caused by cracks of different lengths. Materials Science, 43, 591–595. http://doi.org/10.1007/s11003-007-0068-2.
31. Учанін В.М. (2013) Вихрострумові накладні перетворювачі подвійного диференціювання. Львів, Сполом.
32. Mook, G., Hesse, J., Uchanin, V. (2007) Deep Penetrating Eddy Currents and Probes. Materials Testing, 49(5), 258– 264. http://doi.org/10.3139/120.100810.
33. Учанин В. (2006) Вихретоковые методы выявления дефектов в зоне заклепок многослойных авиационных конструкций. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2, 3–12.
34. Uchanin, V. (2020) Detection of the fatigue cracks initiated near the rivet holes by eddy current inspection techniques. Transactions on Aerospace Research, 1(258), 47–58. http:// doi.org/10.2478/tar-2020-0010.

---

Реклама в цьому номері:

---