national
Похожие записи
- 2 года назад
ТЕРМИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ДЕФЕКТОВ АЛЮМИНИЕВОГО ОБРАЗЦА ДИСТАНЦИОННЫМ ИНДИКАТОРОМ АКТИВНЫХ ДЕФЕКТОВ (18-24)
Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные
Дата публикации статьи в журнале:
2020/10/12
Название журнала:Национальная Ассоциация Ученых,
Выпуск:
59,
Том: 3,
Страницы в выпуске:
18-24
Автор:
Суторихин Владимир Анатольевич
ТУСУР, Томск
ТУСУР, Томск
Анотация: Современные методы поиска дефектов металла постоянно совершенствуются. Уже известны примеры поиска дефектов за счет нагревания образцов до температуры 300-400 градусов Цельсия при выявлении разницы температур точными пирометрами. При нагревании места повышенной концентрации дислокаций (возможной области появления микротрещин) испытывают снижение уровня концентрации. Движение дислокаций сопровождается изменением температуры области металла. Чаще всего повышением температуры за счет дополнительной кинетической энергии. Разработанный недавно новый 19
прибор неразрушающего контроля - дистанционный индикатор активных дефектов (ДИАД) , основанный на использовании эффекта Горбунова. Этот эффект доказывает, что давление ультразвуковой волны на области электронного газа, связанные с дефектами металла, приводит к появлению волны поверхностной проводимости. Эта дополнительная проводимость (десятые доли процента) легко обнаруживается СВЧ радаром, работающим в режиме фазового детектора.
Испытания нового прибора (ДИАД) столкнулись с необъяснимым явлением, связанным со снижением величины полезного сигнала на короткое время и последующим её восстановлением. Этот эффект проявляется только при испытании объектов имеющих значительный объем по сравнению с дефектом. Примером является образец из алюминия, имеющий размеры 150х50х40 с трещиной выполненной искусственно на узкой грани (40 мм) посередине образца. Другие образцы, имеющие форму пластины (значительная длина 500 мм и малая площадь сечения 40х3 мм) не обладают такой особенностью. Поскольку трещина была выполнена 10 лет назад, авторы использовали метод «термической реактивации», впервые первые предложенный Бричковым С.А. в 2012 году (нагрев образца до температуры 200-250 0с последующим охлаждением проточной водой). Испытания представляют собой последовательное измерение амплитуды полезного сигнала во время остывания от температуры 45-50 0 до комнатной (18-200)прибором ДИАД, рабочей частотой ультразвука 44 КГц, СВЧ радара 33 ГГц. Время измерялось электронными часами ПК, температура электронным термометром.
Ключевые слова:
дефект металла;
радар Доплера; температурные испытания;
- PDF версия
- Текстовая версия
Скачать в формате PDF
Список литературы: 1. Д.А.Нестерук, В.П.Вавилов .Тепловой контроль и диагностика. Учебное пособие для подготовки специалистов I, II, III уровня. – Томск:, 2007 – 104 с.
2. ЗАЕЦ Н.П ТЕПЛОВИЗИОННАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ,. ЗАЕЦ Н.П ВУНЦ , И.А. ЧИЖОВ, В.В.
КОРОЛЕНКО/«Воздушно-космические силы.
Теория и практика», № 1, март 2017 с.141-150
3 АНТОНОВ А.А. Тепловой контроль в трубопроводном транспорте. Методические указания к лабораторной работе, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. ГУБКИНА Москва 2016 18 с.
4 Шаркеев Ю.П., ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАКОПЛЕНИЯ И ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ В ПРОЦЕССЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
СПЛАВОВ ВТ1-0 И ZR-1NB В КРУПНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ И
УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОМ СОСТОЯНИЯХ,/
Шаркеев Ю.П., Легостаева Е.В., Вавилов В.П., Скрипняк В.А., Белявская О.А., Чулков А.О.,
Козулин А.А., Скрипняк В.В., Ярошенко А.Ю./
Тезисы докладов International Workshop,
Международной конференции и и VIII
Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 50-
летию основания института химии нефти. 2019. С.
103.
5 VAVILOV V.P.. INSPECTING AVIATION COMPOSITES AT THE STAGE OF AIRPLANE MANUFACTURING BY APPLYING 'CLASSICAL' ACTIVE THERMAL NDT, ULTRASONIC
THERMOGRAPHY AND LASER
VIBROMETRY/VAVILOV V.P., DERUSOVA D.A., CHULKOV A.O., SERIOZNOV
A.N., BRAGIN A.A. //40, Thermal Infrared Applications. Сер. "Thermosense: Thermal Infrared Applications XL" 2018 Р. 106610
6 Чулков А.О. АКТИВНЫЙ ТЕПЛОВОЙ КОНТРОЛЬ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА СЛОЖНОЙ ФОРМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ТЕПЛОВОЙ СТИМУЛЯЦИИ/ЧУЛКОВ
А.О., МОСКОВЧЕНКО А.И., ВАВИЛОВ В.П.// КОНТРОЛЬ. ДИАГНОСТИКА,
Издательство: "Спектр" (Москва), 2018 с.20-27.
7 Дерусова Д.А., ИНФРАКРАСНЫЙ ТЕРМОГРАФИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ГИБРИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОЩНОЙ
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТИМУЛЯЦИИ/ Дерусова Д.А., Вавилов В.П., Guo X., Шпильной В.Ю.,
Данилин Н.С.// Дефектоскопия. 2018. № 10 С. 64-70
8 Moyseychik E.A., INFRARED THERMOGRAPHIC TESTING OF STEEL STRUCTURES BY USING THE PHENOMENON
OF HEAT RELEASE CAUSED BY DEFORMATION/ Moyseychik E.A., Vavilov V.P., Kuimova M.V.// Journal of Nondestructive Evaluation. 2018. Т. 37. № 2. С. 28
9 Горбунов В.И. Возможность дефектоскопии металлических деталей СВЧ полем/ Горбунов В.И.,. Суторихин В.А //Техническая акустика. 2010. http://www.ejta.org Т. 10. С. 16.
10 ОТЧЕТ о выполнении НИОКР по теме: "Разработка, исследование, испытания дистанционных индикаторов активных дефектов (ДИАД) на образцах и железнодорожных колесах в статическом режиме."(государственный контракт №7901р/11410 от 15.04.2010) (заключительный),/рук. работ Клименов В.А., Регистрационный №
01201058172, Томск 2011, 52 с.
11 Васильев Б.В., Теорема вириала и некоторые свойства электронного газа в металлах /. Васильев Б.В., Любошиц В.Л.//(Сессия РАН 23.02.1994 г.)/ Успехи Физических Наук, 4,(164), 1994, С. 367-374
12 Абрикосов А.А. Основы теории металлов.// М.- Наука.- 1987. 340 c.
13 Зуев Л.Б. Подвижность дислокаций в монокристаллах Zn при действии импульсов тока/ Зуев Л.Б, Громов В.Е., Курилов В.Ф. // Докл. АН СССР. 1978. Т. 239, С. 84-85.
14 Зуев Л.Б.,
Данилов В.И.,
Баранникова С.А.Физика макролокализации пластического течения/
Новосибирск: Наука, 2008. С 267
15 Надежкин М.В., Лунев А.Г., Мальцев Ю.А
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИВ 23
МОНОКРИСТАЛЛАХ НИКЕЛИДА ТИТАНА/ XХ Международная научно-практическая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ, Секция 6: Материаловедение,
2014. С.56,57
18 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20
По результатам исследования разработаны
рецептуры и технологические рекомендации на
новый ассортимент сахарного печенья.
Использование данной технологии позволит
увеличить влажность теста на 1,5…2,0%, снизить
рецептурное количество сахара и твёрдого жира,
повысить пищевую ценность продукции за счёт
обогащения её физиологически значимыми
нутриентами.
Литература:
1. Дорохович В. В. Дослідження сорбційних і
десорбційних процесів у здобному печиві на цукрі
та цукрозамінниках / В. В. Дорохович, О. М.
Яременко // Хлібопекарська і кондитерська
промисловість України. – 2008. – № 6. – С. 15 –17.
2. Кольман О.Я. Моделирование и
оптимизация рецептур мучных кондитерских
изделий функционального назначения / О.Я.
Кольман, Г.В. Иванова// Вестник КрасГАУ. -2013. -
№4. - С.179 -185.
3. Рензяева Т.В. Моделирование рецептур
печенья функционального назначения / Т.В.
Рензяева, А.Д. Мерман// Техника и технология
пищевых производств. – 2013. -№1 [Электронный
ресурс]. - Режим доступа:
https ://cyberleninka _ru/article /n/modelirovanie -
retseptur -pechenya -funksionalnogo -naznacheniya
(дата обращения: 12.09.2020).
4. Ягоды белой шелковицы. Лечебные
свойства шелковицы. [Электронный ресурс]. -
Режим доступа: http ://cokolniki .com /shelkovisa (дата
обращения: 03.04.2020).
5. Кулакова С.Н. Особенности растительных
масел и их роль в питании / С.Н. Кулакова [и др.]
//Масложировая промышленность. – 2009. - №3. –
С. 16 -17.
6. Ливинский А.А. Масла разные важны,
масла разные нужны / А.А. Ливинский //
Масложировая промышленность. – 2011. - № 2. – С.
4-7.
7. Рецептуры на печенье. - М.: ВНИИ
кондитерской промышленности, 1988. – 186 с.
8. Виноградова А.А. Лабораторный
практикум по общей технологии пищевых
производств / А.А. Вин оградова, Г .М. Мелькина,
Л.А. Фомичёва [и др.]; под ред. Л.П.Ковальской .
М.: Агропромиздат. 1991. 335 с.
9. Лабораторный практикум по биохимии и
товароведению масличного сырья. – 3-е изд.,
перераб. и доп. – М.: КолосС, 2007. – 247 с.
10. Свойства порошкообразн ых
лекарственных субст анций [Электронный ресурс]. -
Режим доступа:
http ://ztl.nuph .edu .ua/html /medication /
chapter 14_04. html .
11. Ливинская С.А. Исследование взаимосвязи
гранулометричес кого состава образцов гречневой
муки, представленных в торговых сетях г.Москва,
и их технологических свойств /С.А. Ливинская,
М.Э. Саитова, А.А. Ливинский// Вестник ВГУИТ. –
2018. – Т.80. - №3. – С.228 -235.
12. Левашов Р.Р. Совершенствование
технологии хлебоб улочных и мучных
кондитерских изделий с применен ием добавок
растительного происхождения : дис. …канд. техн.
наук: 05.18.01/ Р.Р. Левашов. – Казань, 2019. - 178
с.
13. Лурье И.С. Технология и технохимическ ий
контроль кондитерского производства /И.С.
Лурье. – М. :Лёгкая и пищевая пром -сть, 1981. – 328
с.
УДК.538.9
ТЕРМИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ДЕФЕКТОВ АЛЮМИНИЕВОГО ОБРАЗЦА
ДИСТАНЦИОННЫМ ИНДИКАТОРОМ АКТИВНЫХ ДЕФЕКТОВ
©С уторихин Владимир Анатольевич.
ТУСУР, Россия, 634061,г.Томск , ул. Лебедева 11, кв. 165
Статья поступила 09.02.20 Поступила после доработки 22.04.20 .
THERM AL TESTING OF ALUMINUM SAMPLE DEFECTS BY REMOTE
ACTIVE DEFECT INDICATOR
© Brichkov Sergey Anatolyevich 1.
Sutorikhin Vladimir Anatolyevich 2. 1 NSTU, Russia, 630117, Novosibirsk, Ivanova street 32, sq 165,. 2TUSUR, Russia,634061 , Tomsk, ul. Lebedeva str eet 11,. sq 165
The article was received Received after revision Accepted for publication
Аннотация
Современные методы поиска дефек тов металла постоянно совершенствуются. Уже известны примеры
поиска дефек тов за счет нагревания образцов до температуры 300 -400 градусов Цельсия п ри выявлении
разницы температур точными пирометрами. При нагревании места повышенной концентрации
дислокаций ( возможной области появления микротрещин) испытывают снижение уровня конце нтрации.
Движение дислокаций сопровождается изменением температуры област и металла. Чаще всего
повышением температуры за счет дополнительной кинетической энергии. Разработанный недавн о новый
Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20 19
прибор неразрушающего контроля - дистанционный индикатор активных дефектов (ДИАД) , основанный
на и спользовании эффекта Горбунова. Этот эффект доказывает, что давление ультразвуковой волны на
области электронного газа, связанные с дефектами металла , приводит к появлению волны поверхностной
проводимости. Эта дополнительн ая проводимость (десятые доли процента) легко обнаруживается СВЧ
радаром, работающим в режиме фазового детектора.
Испытания нового прибора (ДИАД) столкнулись с необъяснимым явлением, связанным со
снижением величины полезного сигнала на короткое время и по следующим её восстановлением. Этот
эффект проявляется только при испытании объектов имеющих значительный объем по сравнению с
дефектом. Примером является образец из алюминия, имеющий размеры 150х50х40 с трещиной
выполненной искусственно на узкой грани (40 мм) посередине образца. Другие образцы, имеющие форму
пластины (значительная длина 500 мм и малая площадь сечения 40х3 мм) не обладают такой
особенностью. Поскол ьку трещина была выполнена 10 лет назад, авторы использовали метод
«термической реактивации», впервые первые предложенный Бричковым С.А. в 2012 году (нагрев образца
до температуры 200 -250 0с последующим охлаждением проточной водой). Испытания представляют собой
последовательное измерение амплитуды полезного сигнала во время остывания от температуры 45 -50 0 до
комнатной (18 -20 0)прибором ДИАД, рабочей частотой ультразвука 44 КГц, СВЧ радара 33 ГГц. Время
измерялось электронными часами ПК, температура электрон ным термометром.
Annotation
Modern metho ds of searching for metal defects are constantly being improved. There are already known
examples of searching f or defects by heating samples to a temperature of 300 -400 degrees Celsius when detecting
temperature differences with accurate pyrometers. When heating places of increased concentration of dislocations
(possible areas of microcracks) experience a decrease in the concentration level. The movement of dislocations is
accompanied by a change in the temperature of the metal region. Most often, an incre ase in temperature due to
additional kinetic energy. Recently developed a new non -destructive testing The effect showed that the pressure
of an ultrasonic wave on the electron gas regions associated with metal defects leads to the appearance of a surface
conduction wave. This additional conductivity (tenths of a percent) is easily detected by a microwave radar
opera ting in phase detector mode.
Tests of the new device( RIAD) encountered an inexplicable phenomenon associated with a decrease in the
value of th e useful signal for a short time and its subsequent recovery. This effect is shown only when testing
objects tha t have a significant volume compared to the defect. An example is an aluminum sample with dimensions
of 150x50x40 with a crack made artificially on a narrow face (40 mm) in the middle of the sample. Other samples
that have the shape of a plate (a significa nt length of 500 mm and a small cross -section area of 40x3 mm) do not
have this feature. Since the crack was made 10 years ago, the authors used the method of "thermal reactivation",
first proposed by Brichkov S. A. in 2012 (heating the sample to a tempera ture of 200 -250 0C followed by cooling
with running water). The tests are a sequential measurement of the amplitude of the useful signal during cooling
from a temperature of 45 -50 0 to room temperature (18 -200) by a RIAD device, an operating frequency of 4 4 KHz
ultrasound, and a microwave radar of 33 GHz. The time was measured by an electronic PC clock, and the
temperature was measured by an elect ronic thermometer.
Ключевые слова : дефект металла, радар Доплера, температурные испытания.
Keywords : metal defect, Doppler radar, temperature tests.
Введение
Последние несколько лет промышленные
исследования качества материалов проводит с
использованием высокоточных пирометров.
Нагретый металл может быть исследован по
темпера туре поверхности нагретой до 100 -1200
градусов Цельсия . Начальные знания в э той
области помогают понять основные условия метода
тепловой дефектоскопии [1]. Известны работы
продвинутых специалистов, работающих в области
Воздушно -космических сил [2], контро ле
трубопроводного транспорта [3]. Интерес к теме
проявляют специалисты Томск ого
Политехнического Университета при
выступлениях на международных Научно –
пр актической конференциях [4,5,]. Статьи ученых
ТПУ по тепловому контролю с дополнительным
применением у льтразвука расширяют области
использования метода [6,7,8]. Тем не менее, сред и
этих работ пока нет исследований связанных с
применением нового прибора инд икации дефектов
металла на основе эффекта Горбунова В.И.
Испытания нового прибора неразрушающего
конт роля металла радаром Доплера с применением
дополнительного ультразвука [9 -11] , позволили
наблюдать много новых, не всегда объяснимых
явлений. Так при испытаниях образцов разного
объема , имеющих небольшие дефекты в виде
трещин, было установлено, что образц ы для
которых размеры дефекта много меньше размеров
самого объекта измерения, проявляют
необъяснимую особенност ь . Полезный сигнал,
возникший в начале испытаний при наличии
дефекта, меняется во времени. Происходит
периодическое снижение активности (полезно го
сигнала) с последующим его восстановлением.
Представленные вначале работы не содержат
информации о повед ении образцов после нагрева.
Данная работа посвящена исследованиям влияния
теплового воздействия на возможности
неразрушающего контроля с помощью нов ого типа
приборов. Дистанционного индикатора активных
дефектов. В отличии от прежних опыто в по
выявлению дефектов металла с помощью
20 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20
теплового воздействия новый прибор не требует
постоянного нагрева испытываемого образца.
Достаточно нагреть его до температу ры 250 -300
градусов с последующим быстрым охлаждением
проточной водой. Этот п роцесс , как показал опыт,
всегда приводит к активации дефектов металла, при
этом наблюдаются неизвестные ранее эффекты
При испытаниях «плоских» образцов, у
которых размеры сечен ия значительно меньше
длины, нам не удаётся наблюдать подобное
явление. В эти х случаях полезный сигнал плавно
снижается во времени без эффекта « периодического
«пропадания».
Тщательная классификация различных типов
дислокаций, представленная в монографии
«Основы Теории металлов» академика А.А
Абрикосова [12] не дает ответ на этот в опрос.
Детальные исследования работ томских
профессоров НИИ Физики Про чности и
Материаловедения Л.Б.Зуева, В.И.Данилова [13,14]
и Надежкина М.В.[15] тоже не позволили выяснить
причины обнаруженного явления. Но именно эти
вышеперечисленные работы натолкнули нас на
проведени е исследований.
Тепловые испытания алюминиевого бруска
Прежние испытания, проведенные год назад
Дистанционным Индикатором Активных Дефектов
(ДИАД), у казывали на явный дефект (сигнал 7 -8 дБ
сигнал/шум) из за микротрещины внутри
алюминиевог о бруска (е го размеры 150х50х40).
СВЧ сенсор расположен на расстоянии 85 мм, от
поверхности бруска, рабочий ток диода фазового
детектора( смесителя) 6,0 -6,5 мА, ультра звуковой
сигнал подавался в торец (амплитуда ультразвука
80 -90вольт, частота 44 КГц). Пос ле переноса
спектра выходного сигнала СВЧ сенсора в
диапазон 3 -10 КГц полезный сигнал ожи дался на
частоте 6,2 КГц. Диаграммы испытаний получены
на ПК по программе Soun d Forge -5, согласно
принятым условиям ее эксплуатации. -
Повторные испытания того же бруск а
прибором ДИАД через 2 года при тех же условиях
по температуре показала отсутствие полезного
сигнала. На рисунке 1 приведен спектр сигнала,
информирующий об отсутстви и дефекта.
Рисунок 1 Полезный сигнал отсутствует .
Figure 1 the Useful signal is absen t. The noise level is minus 54 dB / MW. Indicated
in the box at the bottom left of the chart.
Уровень шума составляет минус 54 дБ/мвт.
Указан на вставке слева внизу ди аграммы.
С целью восстановления «активности»
образца, определения теплового воздействия н а
металлический объект (брусок алюм иния с
дефектом – «искусственная микротрещина»)
выполнен нагрев горелкой (250 0) с последующим
охлаждение проточной водой до температуры 36 -
40 градусов Цельсия. При повторных испытаниях
Время воздействия ультразвука 44 КГц с
амплитудой 90 В составило 2 секунды. Время
обработки результата (преобразование Фурье) 1сек.
Рисунок 2 с диаграммой составляющих спектра
отраженного сигнала показывает полезный сигнал,
Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20 21
превышающий шум на 7,5 -8 дБ. Уровень шума
остался прежним (53,5 дБ).
Рисунок 2 Появление полезного сигнала (7,5 -8 дБ) после теплового воздействия.
Figure 2 appearance of a useful signal (7.5 -8 dB) after heat exposure.
Расчет выполняется исходя их данных,
расположенных на диаграмме слева, внизу Для всех
последующих испыта ний уровни полезного
сигнала (отношение сигнал/шум, время остывания
минутах , измеренная частота КГц) представлены в
таблице .
Таблица измеренных параметров при остывании
Table of measured parameters during cooling
№ испытаний Время остывания
минуты
Ампли туда
Сигнал/шум дБ Частота измерения КГц
1 0 7,5 -8 6,213 +44,0
2 5 9, -9,5 6,208 +44
3 7 11,5 6,208 +44
4 15 11,0 6,208 +44
5 20 4,5 -5 6,204 +44
6 25 8,5 -9 6,220 +44
7 60 8,0 -8,5 6,229 +44
Данные измерений , представленные в
таблице, показыва ют, что при постепенном
увеличении чувствительности С ВЧ сенсора (росте
полезного сигнала при восстановлении комнатной
температуры) от 7,5 до 11 дБ наблюдается резкий
спад отношения сигнал /шум с 11 до 4,5 -5 дБ . Через
5 минут чувствительность восстановилас ь до 8,5 -
9дБ. Измеренное время «затухания» составляет 4 ,8-
5 минут. Очевидно, что измерения полезного
сигнала в это время приведут к неоправданно
низким показаниям нового прибора.
Следует учесть, что показания частоты
измерений не учитывают аппаратное сниж ение
рабочей частоты генератора ультразвука (50 КГц)
для подачи на вхож звуковой карты ПК. Указанная
добавка (44 КГц) указывает на частоту
промежуточного смесителя – понижающего
несущую частоту принятого сигнала.
Изменяющееся значение рабочей частоты
ульт развукового генератора , возб уждающего
исследуемый объект, объясняется
нестабильностью цепей задания частоты этого
генератора ( ± 150 Гц).
22 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20
Для Фурье преобразования использовано
приближение Блекмана - Хариса. Общая программа
преобразования спектра взята из п рограммного
обеспечения «Sound Forge -5». , которое
обеспечивает точность не менее ± 0,5дБ. по
амплитуде и ± 10 Гц по частоте. .
Заметен эффект «мерцания» полезного
сигнала. Увеличение на 4дБ после прежнего
низкого уровня 5 дБ.
Испытания были закончены. Бы ло
продемонстрировано необъя снимое теоретически
снижение уровня сигнала после 20 минут
охлаждения с последую щим восстановление этого
уровня после остывания в течении последующих 5
минут Заметен эффект «мерцания». В
последующие 60 минут остывания уровень си гнала
практически не менялся, Оставаясь в пределах 7-8
дБ сигнал шум.
Обсуждение результатов эксперимента
По хожие результаты были получены авторами
при индицировании свежего дефекта на фрагменте
обода локомотива. К сожалению, результаты
эксперимента не сох ранились по той причине, что
измерения проводились при использовании в
качестве индикатора отечественного ан ализатора
спектра СК4 -59. Но уже тогда было замечено
необычное поведение выходного сигнала прибора
ДИАД . Сразу после появления трещины обода
(выпол ненной искусственно) выходной сигнал
пропадал и появлялся вновь в течении 20 -30 минут
с периодо м 4 -5 минут. В последствие, в качестве
индикатора выходного сигнала вместо СК4 -59
использовался Персональный Компьютер П.К. (его
звуковая карта с соответствующим программным
обеспечением). Такая замена позволяет сохранять
полученные результаты, всегда пользовать ся ими
для сравнения полученных данных.
Практически установлен факт того, что
термический нагрев испытываемых образцов из
алюминия, стали, других металлов и сплавов всегда
сопровождается реактивацией дефектов
утративших активность. Этот эффект впервые
обнаруженн ый при испытаниях по методу С.А.
Бричкова, сотрудника нашей группы.
Температурная реактивация объясняется
свойствами дислокаций поликристаллических
металлов. Микротрещины объектов в большинстве
случаев образуются в результате слияния
множества дислокаций, стремящихся объединиться
[2,4]. В течение некоторого времени эти
микротрещины (определяемые прибором ДИАД)
залечиваются (теряют свойство «активности »). Но
при температурном «ударе» подвижность
дислокаций увеличивается. Вероятно, их свойство
концентрировани я вокруг небольших дефектов
изменяется. При остывании образца свойство
концентрирования около появившихся
микротрещин снова восстанавливается.
Это объя снение можно принять как вариант
логического доказательства. Дело в том, что для
образцов малого попереч ного сечения (пластины,
листы) «разбегание» дислокаций из точки
повышенной их концентрации (образования
микротрещин) при термоударе, с последующим
«концентрированием» происходит «плавно» при
небольшой концентрации из за малого поперечного
сечения. И наобор от, для объектов значительного
объема «разбегание» и обратная концентрация
дислокаций при термоударе происходит резко,
образуя «солитоны» этих объед иненных
дислокаций. В результате мож но наблюдать
провалы и появление вновь полезного сигнала на
выходе прибо ра ДИАД.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленное исследование и краткое
объяснение (рабочий вариант) требует
теоретического обоснования, с расчетом
возможных вар иантов подтверждения полученных
практических результатов. Выдвинутое
предполож ение существования некоторых
дефектов металла, которые связаны с
температурными изменениями структуры не
противоречат уже известным теориям. Лишь
дополняя их новыми результатами. Выполненные
лабораторные испытания позволяют
рекомендовать использование нового пр ибора
(ДИАД) для определения дефектов металла без
применения ранее известных методов
механического воздействия (метод акустической
эмиссии) Возможно, специалисты теории, сво йств
металлов смогут предложить свои взгляды на
явления необычного «затухания» и по явления
вновь полезного сигнала от обнаруженных
дефектов . Помогут решить возникшую проблему
научного объяснения разницы в условиях
снижения активности дефектов для малых и
больших объектов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Д.А.Нестерук, В.П.Вавилов .Тепловой
контроль и диагно стика. Учебное пособие для
подготовки специалистов I, II, III уровня. – Томск:,
2007 – 104 с.
2. ЗАЕЦ Н.П ТЕПЛОВИЗИОННАЯ
ДЕФЕКТОСКОПИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ
АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ,. ЗАЕЦ Н.П
ВУНЦ , И.А. ЧИЖОВ, В.В.
КОРОЛЕНКО/ «Воздушно -космические силы.
Теория и пра ктика», № 1, март 2017 с.141 -150
3 АНТОНОВ А.А. Тепловой контроль в
трубопроводном транспорте. Методические
указания к лабораторной работе, РГУ нефти и газа
(НИУ) имени И.М. Г УБКИНА Москва 2016 18 с.
4 Шаркеев Ю.П., ЗАКОНОМЕРНОСТИ
НАКОПЛЕНИЯ И ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ В
ПРОЦЕССЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
СПЛАВОВ ВТ1 -0 И ZR -1NB В
КРУПНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ И
УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОМ СОСТО ЯНИЯХ ,/
Шаркеев Ю.П., Легостаева Е.В., В авилов В.П.,
Скрипняк В.А., Белявская О.А., Чулков А.О.,
Козулин А.А., Скрипняк В.В., Ярошенко А.Ю./
Тезисы докладов International Workshop ,
Международной конференции и и VIII
Всероссийской научно -практической конфе ренции
с международным участием, посвяще нной 50 -
Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20 23
летию основания института химии нефти. 2019. С.
103.
5 VAVILO V V.P. . INSPECTING AVIATION
COMPOSITES A T THE STAGE OF AIRPLANE
MANUFACTURING BY APPLYING 'CLASSICAL'
ACTIVE THERMAL NDT, ULTRASONIC
THERMOGRAPHY AND LASER
VIBROMETRY /VAVILOV V.P. , DERUSOVA
D.A. , CHULKOV A.O. , SERIOZNOV
A.N. , BRAGIN A.A . // 40, Thermal Infrared
Applications. Сер . "Thermosense: Thermal Infrared
Applications XL" 2018 Р. 106610
6 Чулков А.О. АКТИВНЫЙ ТЕПЛОВО Й
КОНТРОЛЬ ИЗДЕЛ ИЙ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА
СЛОЖНОЙ ФОРМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ТЕПЛОВОЙ
СТИМУЛЯЦИИ/ ЧУЛКОВ
А.О. , МОСКОВЧЕНКО А.И. , ВАВИЛОВ В .П. //
КОНТРОЛЬ. ДИАГНОСТИКА ,
Издательство: "Спектр" (Москва), 2018 с.20 -27.
7 Дерусова Д.А., ИНФРАКРАСНЫЙ
ТЕРМОГРАФИЧЕСКИЙ КО НТРОЛЬ
ГИБРИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОЩНОЙ
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТИМУЛЯЦИИ / Дерусова
Д.А., Вавилов В.П., Guo X., Шпильной В.Ю.,
Данилин Н.С.// Дефектоскопия . 2018. № 10 С. 64 -70
8 Moyseychik E.A ., INFRARED
THERMOGRAPHIC TESTING OF STEEL
STRUCTURES BY USING THE PHENOMENON
OF HEAT RELEASE CAUSED BY
DEFORMAT ION / Moyseychik E.A., Vavilov V.P.,
Kuimova M.V. // Journal of Nondestructive Evaluation .
2018. Т. 37. № 2. С. 28
9 Горбунов В.И. Возможность
дефе ктоскопии металлических деталей СВЧ полем /
Горбунов В.И.,. Суторихин В.А // Техническая
акустика . 2010. http ://www .ejta .org Т. 10. С. 16.
10 ОТЧЕТ о выполнении НИОКР по теме:
"Разработка, исследование, испытания
дистанционных индикаторов активных дефектов
(ДИАД) на образцах и железнодорожных колесах в
статическом режиме."(государственный контракт
№7901р/11410 от 15.04.2010) (заключительный),/рук.
работ Клименов В.А., Регистраци онный №
01201058172, Томск 2011, 52 с.
11 Васильев Б.В., Теорема вириала и
некоторые свойства электронного газа в металлах /.
Васильев Б.В., Любошиц В.Л .//(Сессия РАН
23.02.1994 г.)/ Успехи Фи зических Наук, 4,(164),
1994, С. 367 -374
12 Абрикосов А.А . Основы теор ии металлов.//
М. - Наука. - 1987. 340 c.
13 Зуев Л.Б . Подвижность дислокаций в
монокристаллах Zn при действии импульсов тока/
Зуев Л.Б, Громов В.Е., Курилов В.Ф. // Докл. АН
СССР. 1978. Т. 239, С. 84 -85.
14 Зуев Л.Б. , Данилов В.И. , Баранникова С.А.
Физика макролокализации пластического течения/
Новосибирск: Наука, 20 08. С 267
15 Надежкин М.В., Лунев А.Г., Мальцев Ю.А
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ
ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИВ
МОНОКРИСТАЛЛАХ НИКЕЛИДА ТИТАНА/ XХ
Международная научно -практическая
конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И
ТЕХНОЛОГИИ, Секция 6: Материаловедение,
2014. С.56,57
REFERENCES
1. Nesteruk D. A., Vavilov V. P ..Thermal
monitoring and diagnostics. Training manual for
specialists of I, II, III lev els. – Tomsk:, 2007 – 104
pages
2. ZAYETS N.P THERMAL IMAGING OF
COMPOSITE AIRCRAFT STRUCTURES,. ZAYETS
N. P VUNTS, I. A. CH IZHOV, V. V. KOROLENKO/
" Air and space forces. Theory and practice", no. 1,
March 2017 p. 141 -150
3 ANTONOV A. A. Thermal control i n pipeline
transport. Guidelines for laboratory work, GUBKIN
Russian state University of oil and gas Moscow 2016
18 p.
4 Sha rkeev Y. P., patterns of ACCUMULATION
AND dissipation of ENERGY IN the PROCESS of
PLASTIC DEFORMATION of ALLOYS VT1 -0 AND
ZR -1NB IN COARSE AND ULTRAFINE -grained
STATES/ Sharkeev Yu. p., Legostaeva E. V., Vavilov
V. P., Skripnyak V. A., O. A. Belyavskaya, A . O.
Chulkov, Kozulin A. A., Skripnyak V. V., Yaroshenko
A. Yu./ abstracts of the International Workshop,
International conference a nd VIII all -Russian
scientific -practical conference with international
participation dedicated to the 50th anniversary of th e
founding of the Institute of petroleum chemistry. 2019.
P. 103.
5 VAVILOV V. P.. INSPECTING AVIATION
COMPOSITES AT THE STAGE OF AI RPLANE
MANUFACTURING BY APPLYING 'CLASSICAL'
ACTIVE THERMAL NDT, ULTRASONIC
THERMOGRAPHY AND LASER
VIBROMETRY/VAVILOV V. P., DERUSOVA D.
A., CHULKOV A. O., SERIOZNOV A. N., BRAGIN
A. A. //40, Thermal Infrared Applications. Ser.
"Thermosense: Thermal Infrar ed Applications XL"
2018 p 106610
6 Chulkov A. O . ACTIVE THERMAL
CONTROL OF products MADE of carbon FIBER of
COMPLEX SHAPE U SING VARIOUS methods of
THERMAL STIMULATION / CHULKOV A. O.,
MOSKOVCHENKO A. I., VAVILOV V. P. / /
CONTROL. DIAGNOSTICS, publishing House:
"Spectrum" (Moscow), 2018 p. 20 -27.
7 Derusova D. A ., INFRARED
THERMOGRAPHIC CONTROL of HYBRID
MATERIALS USING POWERF UL ULTRASONIC
STIMULATION / Derusova D. A., Vavilov V. P., Guo
X., Shpilnoy V. Yu., Danilin N. S. / / Defectoscopy.
2018. No. 10, P. 64 -70
8 Moyseychik E.A ., INFRARED
THERMOGRAPHIC TESTING OF STEEL
STRUCTURES BY USING THE PHENOMENON
OF HEAT RELEASE CAUSED BY
DEFORMATION/ Moyseychik E.A., Vavilov V.P.,
Kuimova M.V.// Journal of Nondestructive Evaluation.
2018. Vol. 37. No. 2. P. 28
24 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20
9 Gorbunov V. I. the Possibility of flaw detection
of metal parts by microwave field/ Gorbunov V. I.,.
Sutorikhin V. A / / Techn ical acoustics. 2010.
http://www.ejta.org Vol. 10. P. 16.
10 REPORT on R & d on the topic:
"Development, research, testing of remo te indicators of
active defects (DYADS) on samples and railway
wheels in static mode."(state contract no. 7901r/11410
dated 15 .04.2010) (final), / hand. works Klimenov V.
A., Registration no. 01201058172, Tomsk 2011, 52 p.
11 Vasiliev B. V ., the virial The orem and some
properties of an electron gas in metals /. Vasiliev B. V.,
lyuboshits V. L./ / (session of RAS 23.02.1994) /
Suc cess of Physical Sciences, 4, (164), 1994, Pp. 367 -
374
12 Abrikosov A. A . Fundamentals of the theory of
metals. / / M. -Nauka. - 1987. 340 c.
13 Zuev L. B. Mobility of dislocations in Zn single
crystals under the action of current pulses/ Zuev L. B,
Gromov V . E., Kurilov V. F. / / Dokl. An SSSR. 1978.
Vol. 239, P. 84 -85.
14 Zuev L. B., Danilov V. I., Barannikova S. A .
Phy sics of macrolocalization of plastic flow/
Novosibirsk: Nauka, 2008. With 267
15 Nadezhkin M. V., Lunev A. G., Maltsev Yu. A .
INVESTIGATION OF localization of PLASTIC
DEFORMATION in single CRYSTALS of
TITANIUM Nickel / XX international scientific and
pract ical conference " MODERN ENGINEERING
AND TECHNOLOGY, Section 6: materials Science,
2014. Pp . 56, 57.
ДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ РЕЗЦОВ ИНСТРУМ ЕНТАМИ РЕЖУЩЕ -
СКАЛЫВАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ
Мустафаев Ойбек Бобомуродович
Старший преподаватель кафедрой «Горная электромеха ника»
Наваинского государственного горного института,
г.Навои,Узбекистан,
Турдиев Сардоржон Абдумумин ович
Старший преподаватель кафедрой «Горная электромеханика»
Наваинского государственного горного института,
г.Навои,Узбекистан
DYNAMIC IMPACT OF INCISORS WITH CUTTING AND CHIPPING TOOLS
Mustafayev Oybek Bobomurodovich
Senior lecturer at the department of mining electro -mechanics»
Navoi state mining Institute, Navoi,Uzbekistan,
Turdiev Sardorjon Abdumuminovich
Senior lecturer at the department of mi ning electro -mechanics»
Navoi state mining Institute, Navoi,Uzbekistan,
DOI: 10.31618/nas.2413 -5291.2020.3.59.297
Аннотация
В работе исследовано влияни я параметров динамическое в оздействие резцов. Рассмотрено в процессе
резания (резания -скалывания) горных пород долотами типа PDC способы установления угля резцов на
долот и установлено оптимальной вариант угла расположения зубьев на лопасти долота.
Abstract
The paper studies the influence of the parameters of the dynamic impact of incisors. In the process of cutting
(cutting -chipping) rocks with PDC -type chisels, the methods of setting the angle of the cutters on the chisel are
considered and the optimal v ariant of the angle of the teeth on the bit blade is established.
Ключевые слова: долота, резания,скалывания, скорость, лопасти, момент.
Key words: chisels, cutting,chipping, speed, blades, moment.
Общеизвестно, и не подвергается сомнению,
что в процессе резания (резания -скалывания)
горных пород долотами типа PDC , нагру женными
постоянной силой G и вращающим моментом М,
каждый резец перемещается по собственной
траектории в форме пространственной спирали с
углом а, но с одинаковым для всех резцов шагом,
равным углубке долота за один оборот – д
(рисунок 1).
По результатам исследования разработаны
рецептуры и технологические рекомендации на
новый ассортимент сахарного печенья.
Использование данной технологии позволит
увеличить влажность теста на 1,5…2,0%, снизить
рецептурное количество сахара и твёрдого жира,
повысить пищевую ценность продукции за счёт
обогащения её физиологически значимыми
нутриентами.
Литература:
1. Дорохович В. В. Дослідження сорбційних і
десорбційних процесів у здобному печиві на цукрі
та цукрозамінниках / В. В. Дорохович, О. М.
Яременко // Хлібопекарська і кондитерська
промисловість України. – 2008. – № 6. – С. 15 –17.
2. Кольман О.Я. Моделирование и
оптимизация рецептур мучных кондитерских
изделий функционального назначения / О.Я.
Кольман, Г.В. Иванова// Вестник КрасГАУ. -2013. -
№4. - С.179 -185.
3. Рензяева Т.В. Моделирование рецептур
печенья функционального назначения / Т.В.
Рензяева, А.Д. Мерман// Техника и технология
пищевых производств. – 2013. -№1 [Электронный
ресурс]. - Режим доступа:
https ://cyberleninka _ru/article /n/modelirovanie -
retseptur -pechenya -funksionalnogo -naznacheniya
(дата обращения: 12.09.2020).
4. Ягоды белой шелковицы. Лечебные
свойства шелковицы. [Электронный ресурс]. -
Режим доступа: http ://cokolniki .com /shelkovisa (дата
обращения: 03.04.2020).
5. Кулакова С.Н. Особенности растительных
масел и их роль в питании / С.Н. Кулакова [и др.]
//Масложировая промышленность. – 2009. - №3. –
С. 16 -17.
6. Ливинский А.А. Масла разные важны,
масла разные нужны / А.А. Ливинский //
Масложировая промышленность. – 2011. - № 2. – С.
4-7.
7. Рецептуры на печенье. - М.: ВНИИ
кондитерской промышленности, 1988. – 186 с.
8. Виноградова А.А. Лабораторный
практикум по общей технологии пищевых
производств / А.А. Вин оградова, Г .М. Мелькина,
Л.А. Фомичёва [и др.]; под ред. Л.П.Ковальской .
М.: Агропромиздат. 1991. 335 с.
9. Лабораторный практикум по биохимии и
товароведению масличного сырья. – 3-е изд.,
перераб. и доп. – М.: КолосС, 2007. – 247 с.
10. Свойства порошкообразн ых
лекарственных субст анций [Электронный ресурс]. -
Режим доступа:
http ://ztl.nuph .edu .ua/html /medication /
chapter 14_04. html .
11. Ливинская С.А. Исследование взаимосвязи
гранулометричес кого состава образцов гречневой
муки, представленных в торговых сетях г.Москва,
и их технологических свойств /С.А. Ливинская,
М.Э. Саитова, А.А. Ливинский// Вестник ВГУИТ. –
2018. – Т.80. - №3. – С.228 -235.
12. Левашов Р.Р. Совершенствование
технологии хлебоб улочных и мучных
кондитерских изделий с применен ием добавок
растительного происхождения : дис. …канд. техн.
наук: 05.18.01/ Р.Р. Левашов. – Казань, 2019. - 178
с.
13. Лурье И.С. Технология и технохимическ ий
контроль кондитерского производства /И.С.
Лурье. – М. :Лёгкая и пищевая пром -сть, 1981. – 328
с.
УДК.538.9
ТЕРМИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ДЕФЕКТОВ АЛЮМИНИЕВОГО ОБРАЗЦА
ДИСТАНЦИОННЫМ ИНДИКАТОРОМ АКТИВНЫХ ДЕФЕКТОВ
©С уторихин Владимир Анатольевич.
ТУСУР, Россия, 634061,г.Томск , ул. Лебедева 11, кв. 165
Статья поступила 09.02.20 Поступила после доработки 22.04.20 .
THERM AL TESTING OF ALUMINUM SAMPLE DEFECTS BY REMOTE
ACTIVE DEFECT INDICATOR
© Brichkov Sergey Anatolyevich 1.
Sutorikhin Vladimir Anatolyevich 2. 1 NSTU, Russia, 630117, Novosibirsk, Ivanova street 32, sq 165,. 2TUSUR, Russia,634061 , Tomsk, ul. Lebedeva str eet 11,. sq 165
The article was received Received after revision Accepted for publication
Аннотация
Современные методы поиска дефек тов металла постоянно совершенствуются. Уже известны примеры
поиска дефек тов за счет нагревания образцов до температуры 300 -400 градусов Цельсия п ри выявлении
разницы температур точными пирометрами. При нагревании места повышенной концентрации
дислокаций ( возможной области появления микротрещин) испытывают снижение уровня конце нтрации.
Движение дислокаций сопровождается изменением температуры област и металла. Чаще всего
повышением температуры за счет дополнительной кинетической энергии. Разработанный недавн о новый
Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20 19
прибор неразрушающего контроля - дистанционный индикатор активных дефектов (ДИАД) , основанный
на и спользовании эффекта Горбунова. Этот эффект доказывает, что давление ультразвуковой волны на
области электронного газа, связанные с дефектами металла , приводит к появлению волны поверхностной
проводимости. Эта дополнительн ая проводимость (десятые доли процента) легко обнаруживается СВЧ
радаром, работающим в режиме фазового детектора.
Испытания нового прибора (ДИАД) столкнулись с необъяснимым явлением, связанным со
снижением величины полезного сигнала на короткое время и по следующим её восстановлением. Этот
эффект проявляется только при испытании объектов имеющих значительный объем по сравнению с
дефектом. Примером является образец из алюминия, имеющий размеры 150х50х40 с трещиной
выполненной искусственно на узкой грани (40 мм) посередине образца. Другие образцы, имеющие форму
пластины (значительная длина 500 мм и малая площадь сечения 40х3 мм) не обладают такой
особенностью. Поскол ьку трещина была выполнена 10 лет назад, авторы использовали метод
«термической реактивации», впервые первые предложенный Бричковым С.А. в 2012 году (нагрев образца
до температуры 200 -250 0с последующим охлаждением проточной водой). Испытания представляют собой
последовательное измерение амплитуды полезного сигнала во время остывания от температуры 45 -50 0 до
комнатной (18 -20 0)прибором ДИАД, рабочей частотой ультразвука 44 КГц, СВЧ радара 33 ГГц. Время
измерялось электронными часами ПК, температура электрон ным термометром.
Annotation
Modern metho ds of searching for metal defects are constantly being improved. There are already known
examples of searching f or defects by heating samples to a temperature of 300 -400 degrees Celsius when detecting
temperature differences with accurate pyrometers. When heating places of increased concentration of dislocations
(possible areas of microcracks) experience a decrease in the concentration level. The movement of dislocations is
accompanied by a change in the temperature of the metal region. Most often, an incre ase in temperature due to
additional kinetic energy. Recently developed a new non -destructive testing The effect showed that the pressure
of an ultrasonic wave on the electron gas regions associated with metal defects leads to the appearance of a surface
conduction wave. This additional conductivity (tenths of a percent) is easily detected by a microwave radar
opera ting in phase detector mode.
Tests of the new device( RIAD) encountered an inexplicable phenomenon associated with a decrease in the
value of th e useful signal for a short time and its subsequent recovery. This effect is shown only when testing
objects tha t have a significant volume compared to the defect. An example is an aluminum sample with dimensions
of 150x50x40 with a crack made artificially on a narrow face (40 mm) in the middle of the sample. Other samples
that have the shape of a plate (a significa nt length of 500 mm and a small cross -section area of 40x3 mm) do not
have this feature. Since the crack was made 10 years ago, the authors used the method of "thermal reactivation",
first proposed by Brichkov S. A. in 2012 (heating the sample to a tempera ture of 200 -250 0C followed by cooling
with running water). The tests are a sequential measurement of the amplitude of the useful signal during cooling
from a temperature of 45 -50 0 to room temperature (18 -200) by a RIAD device, an operating frequency of 4 4 KHz
ultrasound, and a microwave radar of 33 GHz. The time was measured by an electronic PC clock, and the
temperature was measured by an elect ronic thermometer.
Ключевые слова : дефект металла, радар Доплера, температурные испытания.
Keywords : metal defect, Doppler radar, temperature tests.
Введение
Последние несколько лет промышленные
исследования качества материалов проводит с
использованием высокоточных пирометров.
Нагретый металл может быть исследован по
темпера туре поверхности нагретой до 100 -1200
градусов Цельсия . Начальные знания в э той
области помогают понять основные условия метода
тепловой дефектоскопии [1]. Известны работы
продвинутых специалистов, работающих в области
Воздушно -космических сил [2], контро ле
трубопроводного транспорта [3]. Интерес к теме
проявляют специалисты Томск ого
Политехнического Университета при
выступлениях на международных Научно –
пр актической конференциях [4,5,]. Статьи ученых
ТПУ по тепловому контролю с дополнительным
применением у льтразвука расширяют области
использования метода [6,7,8]. Тем не менее, сред и
этих работ пока нет исследований связанных с
применением нового прибора инд икации дефектов
металла на основе эффекта Горбунова В.И.
Испытания нового прибора неразрушающего
конт роля металла радаром Доплера с применением
дополнительного ультразвука [9 -11] , позволили
наблюдать много новых, не всегда объяснимых
явлений. Так при испытаниях образцов разного
объема , имеющих небольшие дефекты в виде
трещин, было установлено, что образц ы для
которых размеры дефекта много меньше размеров
самого объекта измерения, проявляют
необъяснимую особенност ь . Полезный сигнал,
возникший в начале испытаний при наличии
дефекта, меняется во времени. Происходит
периодическое снижение активности (полезно го
сигнала) с последующим его восстановлением.
Представленные вначале работы не содержат
информации о повед ении образцов после нагрева.
Данная работа посвящена исследованиям влияния
теплового воздействия на возможности
неразрушающего контроля с помощью нов ого типа
приборов. Дистанционного индикатора активных
дефектов. В отличии от прежних опыто в по
выявлению дефектов металла с помощью
20 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20
теплового воздействия новый прибор не требует
постоянного нагрева испытываемого образца.
Достаточно нагреть его до температу ры 250 -300
градусов с последующим быстрым охлаждением
проточной водой. Этот п роцесс , как показал опыт,
всегда приводит к активации дефектов металла, при
этом наблюдаются неизвестные ранее эффекты
При испытаниях «плоских» образцов, у
которых размеры сечен ия значительно меньше
длины, нам не удаётся наблюдать подобное
явление. В эти х случаях полезный сигнал плавно
снижается во времени без эффекта « периодического
«пропадания».
Тщательная классификация различных типов
дислокаций, представленная в монографии
«Основы Теории металлов» академика А.А
Абрикосова [12] не дает ответ на этот в опрос.
Детальные исследования работ томских
профессоров НИИ Физики Про чности и
Материаловедения Л.Б.Зуева, В.И.Данилова [13,14]
и Надежкина М.В.[15] тоже не позволили выяснить
причины обнаруженного явления. Но именно эти
вышеперечисленные работы натолкнули нас на
проведени е исследований.
Тепловые испытания алюминиевого бруска
Прежние испытания, проведенные год назад
Дистанционным Индикатором Активных Дефектов
(ДИАД), у казывали на явный дефект (сигнал 7 -8 дБ
сигнал/шум) из за микротрещины внутри
алюминиевог о бруска (е го размеры 150х50х40).
СВЧ сенсор расположен на расстоянии 85 мм, от
поверхности бруска, рабочий ток диода фазового
детектора( смесителя) 6,0 -6,5 мА, ультра звуковой
сигнал подавался в торец (амплитуда ультразвука
80 -90вольт, частота 44 КГц). Пос ле переноса
спектра выходного сигнала СВЧ сенсора в
диапазон 3 -10 КГц полезный сигнал ожи дался на
частоте 6,2 КГц. Диаграммы испытаний получены
на ПК по программе Soun d Forge -5, согласно
принятым условиям ее эксплуатации. -
Повторные испытания того же бруск а
прибором ДИАД через 2 года при тех же условиях
по температуре показала отсутствие полезного
сигнала. На рисунке 1 приведен спектр сигнала,
информирующий об отсутстви и дефекта.
Рисунок 1 Полезный сигнал отсутствует .
Figure 1 the Useful signal is absen t. The noise level is minus 54 dB / MW. Indicated
in the box at the bottom left of the chart.
Уровень шума составляет минус 54 дБ/мвт.
Указан на вставке слева внизу ди аграммы.
С целью восстановления «активности»
образца, определения теплового воздействия н а
металлический объект (брусок алюм иния с
дефектом – «искусственная микротрещина»)
выполнен нагрев горелкой (250 0) с последующим
охлаждение проточной водой до температуры 36 -
40 градусов Цельсия. При повторных испытаниях
Время воздействия ультразвука 44 КГц с
амплитудой 90 В составило 2 секунды. Время
обработки результата (преобразование Фурье) 1сек.
Рисунок 2 с диаграммой составляющих спектра
отраженного сигнала показывает полезный сигнал,
Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20 21
превышающий шум на 7,5 -8 дБ. Уровень шума
остался прежним (53,5 дБ).
Рисунок 2 Появление полезного сигнала (7,5 -8 дБ) после теплового воздействия.
Figure 2 appearance of a useful signal (7.5 -8 dB) after heat exposure.
Расчет выполняется исходя их данных,
расположенных на диаграмме слева, внизу Для всех
последующих испыта ний уровни полезного
сигнала (отношение сигнал/шум, время остывания
минутах , измеренная частота КГц) представлены в
таблице .
Таблица измеренных параметров при остывании
Table of measured parameters during cooling
№ испытаний Время остывания
минуты
Ампли туда
Сигнал/шум дБ Частота измерения КГц
1 0 7,5 -8 6,213 +44,0
2 5 9, -9,5 6,208 +44
3 7 11,5 6,208 +44
4 15 11,0 6,208 +44
5 20 4,5 -5 6,204 +44
6 25 8,5 -9 6,220 +44
7 60 8,0 -8,5 6,229 +44
Данные измерений , представленные в
таблице, показыва ют, что при постепенном
увеличении чувствительности С ВЧ сенсора (росте
полезного сигнала при восстановлении комнатной
температуры) от 7,5 до 11 дБ наблюдается резкий
спад отношения сигнал /шум с 11 до 4,5 -5 дБ . Через
5 минут чувствительность восстановилас ь до 8,5 -
9дБ. Измеренное время «затухания» составляет 4 ,8-
5 минут. Очевидно, что измерения полезного
сигнала в это время приведут к неоправданно
низким показаниям нового прибора.
Следует учесть, что показания частоты
измерений не учитывают аппаратное сниж ение
рабочей частоты генератора ультразвука (50 КГц)
для подачи на вхож звуковой карты ПК. Указанная
добавка (44 КГц) указывает на частоту
промежуточного смесителя – понижающего
несущую частоту принятого сигнала.
Изменяющееся значение рабочей частоты
ульт развукового генератора , возб уждающего
исследуемый объект, объясняется
нестабильностью цепей задания частоты этого
генератора ( ± 150 Гц).
22 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20
Для Фурье преобразования использовано
приближение Блекмана - Хариса. Общая программа
преобразования спектра взята из п рограммного
обеспечения «Sound Forge -5». , которое
обеспечивает точность не менее ± 0,5дБ. по
амплитуде и ± 10 Гц по частоте. .
Заметен эффект «мерцания» полезного
сигнала. Увеличение на 4дБ после прежнего
низкого уровня 5 дБ.
Испытания были закончены. Бы ло
продемонстрировано необъя снимое теоретически
снижение уровня сигнала после 20 минут
охлаждения с последую щим восстановление этого
уровня после остывания в течении последующих 5
минут Заметен эффект «мерцания». В
последующие 60 минут остывания уровень си гнала
практически не менялся, Оставаясь в пределах 7-8
дБ сигнал шум.
Обсуждение результатов эксперимента
По хожие результаты были получены авторами
при индицировании свежего дефекта на фрагменте
обода локомотива. К сожалению, результаты
эксперимента не сох ранились по той причине, что
измерения проводились при использовании в
качестве индикатора отечественного ан ализатора
спектра СК4 -59. Но уже тогда было замечено
необычное поведение выходного сигнала прибора
ДИАД . Сразу после появления трещины обода
(выпол ненной искусственно) выходной сигнал
пропадал и появлялся вновь в течении 20 -30 минут
с периодо м 4 -5 минут. В последствие, в качестве
индикатора выходного сигнала вместо СК4 -59
использовался Персональный Компьютер П.К. (его
звуковая карта с соответствующим программным
обеспечением). Такая замена позволяет сохранять
полученные результаты, всегда пользовать ся ими
для сравнения полученных данных.
Практически установлен факт того, что
термический нагрев испытываемых образцов из
алюминия, стали, других металлов и сплавов всегда
сопровождается реактивацией дефектов
утративших активность. Этот эффект впервые
обнаруженн ый при испытаниях по методу С.А.
Бричкова, сотрудника нашей группы.
Температурная реактивация объясняется
свойствами дислокаций поликристаллических
металлов. Микротрещины объектов в большинстве
случаев образуются в результате слияния
множества дислокаций, стремящихся объединиться
[2,4]. В течение некоторого времени эти
микротрещины (определяемые прибором ДИАД)
залечиваются (теряют свойство «активности »). Но
при температурном «ударе» подвижность
дислокаций увеличивается. Вероятно, их свойство
концентрировани я вокруг небольших дефектов
изменяется. При остывании образца свойство
концентрирования около появившихся
микротрещин снова восстанавливается.
Это объя снение можно принять как вариант
логического доказательства. Дело в том, что для
образцов малого попереч ного сечения (пластины,
листы) «разбегание» дислокаций из точки
повышенной их концентрации (образования
микротрещин) при термоударе, с последующим
«концентрированием» происходит «плавно» при
небольшой концентрации из за малого поперечного
сечения. И наобор от, для объектов значительного
объема «разбегание» и обратная концентрация
дислокаций при термоударе происходит резко,
образуя «солитоны» этих объед иненных
дислокаций. В результате мож но наблюдать
провалы и появление вновь полезного сигнала на
выходе прибо ра ДИАД.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленное исследование и краткое
объяснение (рабочий вариант) требует
теоретического обоснования, с расчетом
возможных вар иантов подтверждения полученных
практических результатов. Выдвинутое
предполож ение существования некоторых
дефектов металла, которые связаны с
температурными изменениями структуры не
противоречат уже известным теориям. Лишь
дополняя их новыми результатами. Выполненные
лабораторные испытания позволяют
рекомендовать использование нового пр ибора
(ДИАД) для определения дефектов металла без
применения ранее известных методов
механического воздействия (метод акустической
эмиссии) Возможно, специалисты теории, сво йств
металлов смогут предложить свои взгляды на
явления необычного «затухания» и по явления
вновь полезного сигнала от обнаруженных
дефектов . Помогут решить возникшую проблему
научного объяснения разницы в условиях
снижения активности дефектов для малых и
больших объектов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Д.А.Нестерук, В.П.Вавилов .Тепловой
контроль и диагно стика. Учебное пособие для
подготовки специалистов I, II, III уровня. – Томск:,
2007 – 104 с.
2. ЗАЕЦ Н.П ТЕПЛОВИЗИОННАЯ
ДЕФЕКТОСКОПИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ
АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ,. ЗАЕЦ Н.П
ВУНЦ , И.А. ЧИЖОВ, В.В.
КОРОЛЕНКО/ «Воздушно -космические силы.
Теория и пра ктика», № 1, март 2017 с.141 -150
3 АНТОНОВ А.А. Тепловой контроль в
трубопроводном транспорте. Методические
указания к лабораторной работе, РГУ нефти и газа
(НИУ) имени И.М. Г УБКИНА Москва 2016 18 с.
4 Шаркеев Ю.П., ЗАКОНОМЕРНОСТИ
НАКОПЛЕНИЯ И ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ В
ПРОЦЕССЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
СПЛАВОВ ВТ1 -0 И ZR -1NB В
КРУПНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ И
УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОМ СОСТО ЯНИЯХ ,/
Шаркеев Ю.П., Легостаева Е.В., В авилов В.П.,
Скрипняк В.А., Белявская О.А., Чулков А.О.,
Козулин А.А., Скрипняк В.В., Ярошенко А.Ю./
Тезисы докладов International Workshop ,
Международной конференции и и VIII
Всероссийской научно -практической конфе ренции
с международным участием, посвяще нной 50 -
Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20 23
летию основания института химии нефти. 2019. С.
103.
5 VAVILO V V.P. . INSPECTING AVIATION
COMPOSITES A T THE STAGE OF AIRPLANE
MANUFACTURING BY APPLYING 'CLASSICAL'
ACTIVE THERMAL NDT, ULTRASONIC
THERMOGRAPHY AND LASER
VIBROMETRY /VAVILOV V.P. , DERUSOVA
D.A. , CHULKOV A.O. , SERIOZNOV
A.N. , BRAGIN A.A . // 40, Thermal Infrared
Applications. Сер . "Thermosense: Thermal Infrared
Applications XL" 2018 Р. 106610
6 Чулков А.О. АКТИВНЫЙ ТЕПЛОВО Й
КОНТРОЛЬ ИЗДЕЛ ИЙ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА
СЛОЖНОЙ ФОРМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ТЕПЛОВОЙ
СТИМУЛЯЦИИ/ ЧУЛКОВ
А.О. , МОСКОВЧЕНКО А.И. , ВАВИЛОВ В .П. //
КОНТРОЛЬ. ДИАГНОСТИКА ,
Издательство: "Спектр" (Москва), 2018 с.20 -27.
7 Дерусова Д.А., ИНФРАКРАСНЫЙ
ТЕРМОГРАФИЧЕСКИЙ КО НТРОЛЬ
ГИБРИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОЩНОЙ
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТИМУЛЯЦИИ / Дерусова
Д.А., Вавилов В.П., Guo X., Шпильной В.Ю.,
Данилин Н.С.// Дефектоскопия . 2018. № 10 С. 64 -70
8 Moyseychik E.A ., INFRARED
THERMOGRAPHIC TESTING OF STEEL
STRUCTURES BY USING THE PHENOMENON
OF HEAT RELEASE CAUSED BY
DEFORMAT ION / Moyseychik E.A., Vavilov V.P.,
Kuimova M.V. // Journal of Nondestructive Evaluation .
2018. Т. 37. № 2. С. 28
9 Горбунов В.И. Возможность
дефе ктоскопии металлических деталей СВЧ полем /
Горбунов В.И.,. Суторихин В.А // Техническая
акустика . 2010. http ://www .ejta .org Т. 10. С. 16.
10 ОТЧЕТ о выполнении НИОКР по теме:
"Разработка, исследование, испытания
дистанционных индикаторов активных дефектов
(ДИАД) на образцах и железнодорожных колесах в
статическом режиме."(государственный контракт
№7901р/11410 от 15.04.2010) (заключительный),/рук.
работ Клименов В.А., Регистраци онный №
01201058172, Томск 2011, 52 с.
11 Васильев Б.В., Теорема вириала и
некоторые свойства электронного газа в металлах /.
Васильев Б.В., Любошиц В.Л .//(Сессия РАН
23.02.1994 г.)/ Успехи Фи зических Наук, 4,(164),
1994, С. 367 -374
12 Абрикосов А.А . Основы теор ии металлов.//
М. - Наука. - 1987. 340 c.
13 Зуев Л.Б . Подвижность дислокаций в
монокристаллах Zn при действии импульсов тока/
Зуев Л.Б, Громов В.Е., Курилов В.Ф. // Докл. АН
СССР. 1978. Т. 239, С. 84 -85.
14 Зуев Л.Б. , Данилов В.И. , Баранникова С.А.
Физика макролокализации пластического течения/
Новосибирск: Наука, 20 08. С 267
15 Надежкин М.В., Лунев А.Г., Мальцев Ю.А
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ
ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИВ
МОНОКРИСТАЛЛАХ НИКЕЛИДА ТИТАНА/ XХ
Международная научно -практическая
конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И
ТЕХНОЛОГИИ, Секция 6: Материаловедение,
2014. С.56,57
REFERENCES
1. Nesteruk D. A., Vavilov V. P ..Thermal
monitoring and diagnostics. Training manual for
specialists of I, II, III lev els. – Tomsk:, 2007 – 104
pages
2. ZAYETS N.P THERMAL IMAGING OF
COMPOSITE AIRCRAFT STRUCTURES,. ZAYETS
N. P VUNTS, I. A. CH IZHOV, V. V. KOROLENKO/
" Air and space forces. Theory and practice", no. 1,
March 2017 p. 141 -150
3 ANTONOV A. A. Thermal control i n pipeline
transport. Guidelines for laboratory work, GUBKIN
Russian state University of oil and gas Moscow 2016
18 p.
4 Sha rkeev Y. P., patterns of ACCUMULATION
AND dissipation of ENERGY IN the PROCESS of
PLASTIC DEFORMATION of ALLOYS VT1 -0 AND
ZR -1NB IN COARSE AND ULTRAFINE -grained
STATES/ Sharkeev Yu. p., Legostaeva E. V., Vavilov
V. P., Skripnyak V. A., O. A. Belyavskaya, A . O.
Chulkov, Kozulin A. A., Skripnyak V. V., Yaroshenko
A. Yu./ abstracts of the International Workshop,
International conference a nd VIII all -Russian
scientific -practical conference with international
participation dedicated to the 50th anniversary of th e
founding of the Institute of petroleum chemistry. 2019.
P. 103.
5 VAVILOV V. P.. INSPECTING AVIATION
COMPOSITES AT THE STAGE OF AI RPLANE
MANUFACTURING BY APPLYING 'CLASSICAL'
ACTIVE THERMAL NDT, ULTRASONIC
THERMOGRAPHY AND LASER
VIBROMETRY/VAVILOV V. P., DERUSOVA D.
A., CHULKOV A. O., SERIOZNOV A. N., BRAGIN
A. A. //40, Thermal Infrared Applications. Ser.
"Thermosense: Thermal Infrar ed Applications XL"
2018 p 106610
6 Chulkov A. O . ACTIVE THERMAL
CONTROL OF products MADE of carbon FIBER of
COMPLEX SHAPE U SING VARIOUS methods of
THERMAL STIMULATION / CHULKOV A. O.,
MOSKOVCHENKO A. I., VAVILOV V. P. / /
CONTROL. DIAGNOSTICS, publishing House:
"Spectrum" (Moscow), 2018 p. 20 -27.
7 Derusova D. A ., INFRARED
THERMOGRAPHIC CONTROL of HYBRID
MATERIALS USING POWERF UL ULTRASONIC
STIMULATION / Derusova D. A., Vavilov V. P., Guo
X., Shpilnoy V. Yu., Danilin N. S. / / Defectoscopy.
2018. No. 10, P. 64 -70
8 Moyseychik E.A ., INFRARED
THERMOGRAPHIC TESTING OF STEEL
STRUCTURES BY USING THE PHENOMENON
OF HEAT RELEASE CAUSED BY
DEFORMATION/ Moyseychik E.A., Vavilov V.P.,
Kuimova M.V.// Journal of Nondestructive Evaluation.
2018. Vol. 37. No. 2. P. 28
24 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 59, 20 20
9 Gorbunov V. I. the Possibility of flaw detection
of metal parts by microwave field/ Gorbunov V. I.,.
Sutorikhin V. A / / Techn ical acoustics. 2010.
http://www.ejta.org Vol. 10. P. 16.
10 REPORT on R & d on the topic:
"Development, research, testing of remo te indicators of
active defects (DYADS) on samples and railway
wheels in static mode."(state contract no. 7901r/11410
dated 15 .04.2010) (final), / hand. works Klimenov V.
A., Registration no. 01201058172, Tomsk 2011, 52 p.
11 Vasiliev B. V ., the virial The orem and some
properties of an electron gas in metals /. Vasiliev B. V.,
lyuboshits V. L./ / (session of RAS 23.02.1994) /
Suc cess of Physical Sciences, 4, (164), 1994, Pp. 367 -
374
12 Abrikosov A. A . Fundamentals of the theory of
metals. / / M. -Nauka. - 1987. 340 c.
13 Zuev L. B. Mobility of dislocations in Zn single
crystals under the action of current pulses/ Zuev L. B,
Gromov V . E., Kurilov V. F. / / Dokl. An SSSR. 1978.
Vol. 239, P. 84 -85.
14 Zuev L. B., Danilov V. I., Barannikova S. A .
Phy sics of macrolocalization of plastic flow/
Novosibirsk: Nauka, 2008. With 267
15 Nadezhkin M. V., Lunev A. G., Maltsev Yu. A .
INVESTIGATION OF localization of PLASTIC
DEFORMATION in single CRYSTALS of
TITANIUM Nickel / XX international scientific and
pract ical conference " MODERN ENGINEERING
AND TECHNOLOGY, Section 6: materials Science,
2014. Pp . 56, 57.
ДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ РЕЗЦОВ ИНСТРУМ ЕНТАМИ РЕЖУЩЕ -
СКАЛЫВАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ
Мустафаев Ойбек Бобомуродович
Старший преподаватель кафедрой «Горная электромеха ника»
Наваинского государственного горного института,
г.Навои,Узбекистан,
Турдиев Сардоржон Абдумумин ович
Старший преподаватель кафедрой «Горная электромеханика»
Наваинского государственного горного института,
г.Навои,Узбекистан
DYNAMIC IMPACT OF INCISORS WITH CUTTING AND CHIPPING TOOLS
Mustafayev Oybek Bobomurodovich
Senior lecturer at the department of mining electro -mechanics»
Navoi state mining Institute, Navoi,Uzbekistan,
Turdiev Sardorjon Abdumuminovich
Senior lecturer at the department of mi ning electro -mechanics»
Navoi state mining Institute, Navoi,Uzbekistan,
DOI: 10.31618/nas.2413 -5291.2020.3.59.297
Аннотация
В работе исследовано влияни я параметров динамическое в оздействие резцов. Рассмотрено в процессе
резания (резания -скалывания) горных пород долотами типа PDC способы установления угля резцов на
долот и установлено оптимальной вариант угла расположения зубьев на лопасти долота.
Abstract
The paper studies the influence of the parameters of the dynamic impact of incisors. In the process of cutting
(cutting -chipping) rocks with PDC -type chisels, the methods of setting the angle of the cutters on the chisel are
considered and the optimal v ariant of the angle of the teeth on the bit blade is established.
Ключевые слова: долота, резания,скалывания, скорость, лопасти, момент.
Key words: chisels, cutting,chipping, speed, blades, moment.
Общеизвестно, и не подвергается сомнению,
что в процессе резания (резания -скалывания)
горных пород долотами типа PDC , нагру женными
постоянной силой G и вращающим моментом М,
каждый резец перемещается по собственной
траектории в форме пространственной спирали с
углом а, но с одинаковым для всех резцов шагом,
равным углубке долота за один оборот – д
(рисунок 1).