VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Металлы и их сплавы являются важнейшими конструкционными материалами. В процессе хранения и эксплуатации металлических конструкций происходит их взаимодействие с окружающими веществами, в результате чего они разрушаются. Коррозия металлов наносит огромный ущерб практически любой отрасли промышленности.

В связи с этим своевременное обнаружение коррозии, является важнейшей задачей неразрушающего контроля. Основными преимуществами теплового метода над другими видами неразрушающего контроля ,является отсутствие необходимости вывода объекта контроля из эксплуатации, высокая наглядность и информативность полученных данных, производительность и скорость контроля.

Целью данного исследования является обнаружение искусственного уноса материала с использованием импульсного оптического нагрева из ксеноновых ламп, с различными факторами препятствующими обнаружению дефектов тепловым методом.

Регистрируемым показателем являлось отношение температуры в дефектном участке к температуре в бездефектной области (∆Т).

Объект контроля - бочка из листовой стали ( высота (h) -45см., диаметр (d) - 30 см.) Рис. 1.

Рис. 1 Бочка из листовой стали.

Так же были учтены и воссозданы факторы мешающие обнаружению дефектов активно тепловым методом, а именно, слой бумаги не плотно прилегающей к объекту, места где слой краски отсутствует и металл оголен. . Для сравнения один из дефектов был покрыт матовой краской, которая улучшает их обнаружение.

1. Бочка из листовой стали; 2 .Тепловизор nec 9100h; 3 Две ксеноновых лампы Bowens (полная энергия импульса 3,2 кДж, длительность импульса 5 мс); 4. Удерживающая рамка; 5. Компьютер для сбора и обработки данных.

Рис. 2. – Принципиальная схема проводимого эксперимента.

В ходе данного эксперимента проводили нагрев экспериментального образца, двумя ксеноновыми лампами Bowens. Результатом тестов являлись последовательности из 500 термограмм, записанных с частотой 50 Гц. В дальнейшем для обработки использовали только последовательности из 25 изображений, соответствующих интервалу времени 0,5 с, в течение которых развивались и исчезали сигналы от коррозионных дефектов.

Полученные в ходе эксперимента данные тепловизионных изображений обрабатывали в программе TermoFit Pro.

Дефект №1. Дефектная зона с черным матовым покрытием , коэффициент отражения которого равен 0.96 .

Рис. 3 PCA анализ

Рис. 4 Зависимость изменения температуры от времени.

Дефект №2. Слой бумаги не плотно прилегающей к объекту.

PCA анализ и Fourier анализ не дал результатов. По причине разогрева воздуха в полостях под оклеенной областью, выявления дефектов не представляется возможным

Рис. 5 PCA анализ

Дефект №3. Не окрашенная область с повреждением лакокрасочного покрытия.

На термограмме в зоне где отсутствует лакокрасочное покрытие, не наблюдается температурных изменений из-за отражения вспышек ламп.

Рис. 5 PCA анализ

Заключение:

Анализ полученных экспериментальных данных позволяет сделать следующие выводы: В ходе эксперимента выбранные нами факторы препятствующие обнаружению дефекта дали отрицательный результат. Зона с покрытием из бумаги, не позволила обнаружить дефект на всей его площади, по причине разогрева воздуха в полостях под оклеенной областью. Зона с поврежденным лакокрасочным покрытием не дала объективного результата из-за сильного отражения в местах оголенного металла, а так же область с глянцевым покрытием не показала ожидаемый результат. Зона с матовым покрытием показала самый объективный результат, так как коэффициент отражения равен 0.96.

Список информационных источников:

1. В.П. Вавилов Инфракрасная термография и тепловой контроль. – М.: ИД Спектр, 2009.-544с.

2. В.П. Вавилов Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. М.: Машиностроение, 1991. – 264 с.

3. Вавилов В.П., Гринцато Э., Бизон П., Маринетти С. Обнаружение коррозии в стальных изделиях с помощью динамической ИК термографии // Дефектоскопия. 1994, № 9. – C. 56-65.

Код для цитирования: Скопировать