Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2025, №04

2025 №04 (01)

DOI of Article 10.37434/tdnk2025.04.02

2025 №04 (03)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2025, №4, стор. 10-24

Методологія використання стандартних зразків з дефектами для вихрострумового контролю: класифікація, характерні приклади, дослідження сигналів та статистичний метод оцінювання параметрів

В.М. Учанін

Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАНУ. 79060, м. Львів, вул. Наукова 5. E-mail: vuchanin@gmail.com

У роботі розвинуто методологію використання стандартних зразків з дефектами для забезпечення досягнення високої достовірності та повторюваності результатів вихрострумової дефектоскопії. Запропоновано класифікацію стандартних зразків з дефектами та наведено відповідні приклади, що підтверджують правомірність запропонованої класифікації. В якості прикладу представлено конструкції складених багатозначних стандартних зразків для імітації поверхневих і підповерхневих дефектів у циліндричних і плоских об’єктах контролю. Показано нові конструкції складених стандартних зразків, які імітують дефекти з різною глибиною залягання. Наведено відповідний комплект стандартних зразків, які імітують підповерхневу тріщину однакового розміру з чотирма значеннями глибини її залягання та експериментально досліджено відповідні сигнали вихрострумового перетворювача подвійного диференціювання. Запропоновано спосіб виготовлення стандартних зразків для імітації нахилених тріщин. Проаналізовано низку робіт, які розглядають можливі причини відмінності сигналів вихрострумового перетворювача від природної тріщини та штучних дефектів. Шляхом розрахунків методом об’ємних інтегральних рівнянь показано, що основною причиною відмінності сигналів вихрострумового перетворювача від природних втомних і штучних дефектів є їхня ширина (розкриття). Розглянуто вплив довжини тріщини на особливості сигналу вихрострумового перетворювача параметричного типу, які необхідно враховувати під час вибору довжини тріщин стандартних зразків для забезпечення порогу чутливості та відтворюваності результатів контролю. Наведено статистично обґрунтований спосіб достовірного оцінювання параметрів стандартних зразків з природними дефектами, який успішно використано для оцінювання зразків з втомними тріщинами у трубчастих зразках. Бібліогр. 45, рис. 10.
Ключові слова: стандартний зразок, класифікація, вихрострумовий метод, неруйнівний контроль, вихрострумовий перетворювач, штучний дефект, параметри дефекту

Отримано 03.06.25
Отримано у переглянутому вигляді 24.07.25
Прийнято 27.08.25

Список літератури

1. Поліщук Є.С., Дорожовець М.М., Яцук В.О. та ін. (2003) Метрологія та вимірювальна техніка. Львів, Бескид Біт.
2. Микитин Г.В. (2000) Особливості метрологічного забезпечення неруйнівного контролю. Вісник Терноп. держ. техн. ун-ту, 5(3), 76–80.
3. Петрик В.Ф., Протасов А.Г. (2015) Метрологія, стандартизація та сертифікація в неруйнівному контролі (електр. ресурс). Київ, КПІ ім. Ігоря Сікорського.
4. Udpa, S.S., More P.O., et al. (2004) Nondestructive testing handbook (third edition). Vol. 5, Electromagnetic testing, American Society for NDT.
5. ДСТУ EN ISO 15548-2:2017. Неруйнівний контроль. Обладнання для вихрострумового контролю. Частина 2. Визначення характеристик і верифікація перетворювачів (EN ISO 15548-2:2013, IDT; ISO 15548-2:2013, IDT).
6. Шевченко О.І. (2022) Метрологія. Терміни та пояснення. Київ, ВАІТЕ.
7. Solomakha, R., Uchanin, V. (2024) Magnetic hysteresis analysis for non-destructive evaluation of aircraft structural steels. Transaction in aerospace research, 276(3), 1–12. DOI: http://doi.org/10.2478/tar-2024-0013
8. Uchanin, V.M., Ostash, O.P., Bychkov, S.A., Semenets, O.I., Derecha, V.Yu. (2021) Eddy current monitoring of aluminum alloy degradation during long-term operation of aircraft. The Paton Welding J., 8, 45–51. DOI: http://doi.org/10.37434/tpwj2021.08.09
9. Про метрологію та метрологічну діяльність. Закон України від 5.06.2014 р. № 1314-VII (зі змінами).
10. ISO/IEC Guide 99:2007. International vocabulary of metrology – basic and general concepts and associated terms (VIM).
11. Дорофеев А.Л., Казаманов Ю.Г. (1980) Электромагнитная дефектоскопия. Москва, Машиностроение.
12. Билик Ю.З., Дорофеев А.Л. (1981) Электромагнитные дефектоскопы типа «Проба». Дефектоскопия, 6, 53–58.
13. Учанін В.М., Бичков C.А., Семенець О.І., Дереча В.Я., Александров С.А. (2022) Автогенераторні вихрострумові дефектоскопи для експлуатаційного контролю авіаційних конструкцій. Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 3, 22–29. DOI: https://doi.org/10.37434/tdnk2022.03.04
14. McMaster, R.C. McIntire, P. et al. (1986) Nondestructive Testing Handbook. Vol. 4: Electromagnetic Testing (Eddy current, flux leakage and Microwave Nondestructive Testing). Second edition. USA, American Society for NDT.
15. Uchanin, V. (2024) Detecting and estimating local corrosion damages in long-service aircraft structures by the eddy current method with double-differential probes. Transactions on aerospace research, 275(2), 20–32. DOI: https://doi.org/10.2478/tar-2024-0009
16. Косовский Д.И., Шкарлет Ю.М., Хватов Л.А. и др. Имитатор для настройки дефектоскопов. Авт. свид. № 739391 СССР, МКИ G 01 N 27/86. Опубл. 05.06.80; Бюл. № 21.
17. Вяхирев В.Г., Никульшин В.С., Олейников П.П. Имитатор для настройки электромагнитных дефектоскопов. Авт. свид. № 926586 СССР, МКИ G 01 N 27/90. Опубл. 07.05.82; Бюл. № 17.
18. Вяхирев В.Г., Никульшин В.С., Олейников П.П. Настроечный имитатор для вихретоковых дефектоскопов (его варианты). Авт. свид. № 1006992 СССР, МКИ G 01 N 27/90. Опубл. 23.03.83; Бюл. № 11.
19. Mook, G., Uchanin, V., Lysenko, Ju. (2024) Studies of eddy current probes for inspection of aluminum alloy structure welds using smartphone-based flaw detector. The Paton Welding J., 12, 42–48. DOI: http://doi.org/10.37434/tpwj2024.12.07
20. Datsishin, O.P., Marchenko, G.P., Panasyuk, V.V. (1994) Theory of crack growth in rolling contact. Materials Science, 29(4), 373–383. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00566446
21. Uchanin, V.M. (2025) Specific features of doubledifferentiation cracks. Physicochemical Mechanics of Materials, 61(2), 139–144. DOI: https://doi.org/10.15407/pcmm2025.02.139
22. Hagemaier, D.A., Register, J.A. (1990) Mock eddy current demonstration: cracks versus notches. Materials Evaluation, 48, 50–54.
23. Тетерко А.Я., Назарчук З.Т. (2004) Селективна вихрострумова дефектоскопія. Львів, ФМІ ім. Г.В. Карпенка НАН України.
24. Rummel, W.D., Moulder, J.C., Nakagawa, N. (1991) The comparative responses of cracks and slots in eddy current measurements. Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, 10A, ed. by D.O. Thompson and D.E. Chimenti, Plenum Press, New York, pp. 277–283.
25. Hartman, J. (1991) Correlation of eddy current response from EDM notches and tight fatigue cracks in ferromagnetic space shuttle RSRM components. Review of Progress in Quantitative Non-Destructive Evaluation, 10A, ed. by D.O. Thompson and D.E. Chimenti, Plenum Press, New York, pp. 285–290.
26. Beissner, R.E. (1994) Slots vs. cracks in eddy current NDE. J. of Nondestructive Evaluation, 13(4), 175–183. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00742583
27. Randle, W.R, Woody, B.D. (1991) Caution about simulated cracks in steel for eddy current testing. Materials Evaluation, 1, 44–48.
28. Uchanin, V.M., Zhenirovs’kyi, M.I. (2008) Effect of the relief of crack surface on the signal of an eddy current converter. Materials Science, 44, 274–277. DOI: https://doi. org/10.1007/s11003-008-9060-8
29. Усов В.В., Шкатуляк Н.М. (2005) Фрактальна природа крихких зламів металу. Фізико-хімічна механіка матеріалів, 1, 58–62.
30. Баренблатт Г.И., Ботвина Л.Р. (1986) Методы подобия в механике и физике разрушения. Физико-химическая механика материалов, 1, 57–62.
31. Иванова В.С., Баланкин А.С., Бунин И.Ж., Оксагоев А.А. (1994) Синергетика и фракталы в материаловедении. Москва, Наука.
32. Гринченко В.Т., Мацыпура В.Т., Снарский А.А. (2005) Введение в нелинейную динамику. Хаос и фракталы. Київ, Наукова думка.
33. Dunbar, W.S. (1985) The volume integral method of eddy current modeling. J. of Nondestructive Evaluation, 5(1), 9–14. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00568758
34. Sabbagh, H.A., Murphy, R.K., Sabbagh, E.H., Aldrin, J.C., Knopp, J.S. (2013) Computational electromagnetics and model-based inversion – a modern paradigm for eddycurrent nondestructive evaluation. New York, Springer.
35. ДСТУ ГОСТ ISO 5725-1:2005. Точність (правильність і прецизійність) методів та результатів вимірювання. Частина 1. Основні положення та визначення. Київ, Держспоживстандарт.
36. Беда П.И., Выборнов Б.И., Глазков Ю.А., Луцько С.П., Самойлович Г.С., Шелихов Г.С. (1976) Неразрушающий контроль металлов и изделий: Справочник (под ред. Г.С. Самойловича). Москва, Машиностроение.
37. Беда П.И. (1970) Исследование сигнала накладного датчика в зависимости от изменения размеров и расположения дефектов типа трещин. Дефектоскопия, 1, 62–68.
38. Беда П.И., Путников Ю.Г. (1994) Моделирование сигналов накладного преобразователя, вызванных плоским дефектом произвольной формы. Дефектоскопия, 2, 19–26.
39. Auld, B.A., McFetridge, G., Riaziat, M., Jefferies S. (1985) Improved probe-flaw interaction modeling, inversion processing, and surface roughness clutter. In: Thompson, D.O., Chimenti, D.E. (eds). Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, 4A, 623–634. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-9421-5_69
40. Moulder, J.C., Gerlitz, J.C. (1986) Semi-elliptical surface flaw EC interaction and inversion: experiment. Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, 5A, 395–402.
41. 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. DOI: https://doi.org/10.1007/s11003-007-0068-2
42. Дорофеев А.Л., Никитин А.И., Рубин А.Л. (1969) Индукционная толщинометрия. Москва, Энергия.
43. Походня И.К., Шлепаков В.Н., Максимов С.Ю., Рябцев И.А. (2010) Исследования и разработки ИЭС им. Е.О. Патона в области электродуговой сварки и наплавки порошковой проволокой. Автоматическая сварка, 12, 34–42.
44. Панасюк В.В., Тетерко А.Я., Походня И.К. и др. (1975) Непрерывный контроль заполнения шихтой порошковой проволоки в процессе ее изготовления. Автоматическая сварка, 5, 48–49.
45. Uchanin, V.N., Ostash, O.P. (2002) Tubular samples for complex evaluation of heat exchanger tube material by fracture mechanic and nondestructive test methods. Proc. 8th Europ. Conf. for NDT. Barcelona (www.ndt.net).

---

Реклама в цьому номері:

---