№ 8 (2024)

Исследованы возможности применения неразрушающего акустического метода для определения степени наводороживания титанового сплава ВТ1-0. Проанализированы особенности использования различных акустических параметров для построения расчетно-экспериментальных способов определения пористости титанового сплава на различных этапах его наводороживания. Проанализированы источники погрешностей предлагаемых способов, границы их применимости, а также требования к аппаратно-программным средствам их реализации. Результаты акустических измерений, проведенных на образцах из сплава ВТ1-0, сопоставлены с представлениями о закономерностях его структурных изменений в процессе наводороживания. Показана возможность создания на базе полученных экспериментальных данных инженерных алгоритмов оценки состояния материала изделий, подвергаемых наводороживанию, с целью недопущения опасной деградации его эксплуатационных свойств.

Для получения слоистых материалов с включением водорода использованы пленки Nb/Zr с различным количеством слоев от 50 до 100. Пленки напыляли на подложку из кремния вакуумно-магнетронным способом на специализированной установке. Толщину пленок варьировали от 10 до 50 нм. Полученный материал гидрировали протонами на электростатическом генераторе ТПУ с энергией до 1,2 МэВ. Определены режимы нанесения наноразмерных металлических многослойных систем Zr/Nb: для Zr-мишени удельная мощность распылительной системы равна 37,9 Вт/см², для Nb-мишени — 26,4 Вт/см². Получено покрытие с четкими границами между индивидуальными слоями циркония и ниобия. Показано, что оптимальными режимами для исследования наноразмерных слоев Zr/Nb является давление 700 Па, мощность 40 Вт, частота 2 кГц, коэффициент заполнения плазмы 12,5 % для покрытий с толщиной индивидуальных слоев 100 нм. Для покрытий с толщиной слоев от 10 до 50 нм — давление 650 Па, мощность 40 Вт, частота 1 кГц. Для контроля свойств применяется метод термоэдс (термоэлектрический метод) (ГОСТ 25315—82). Выявлено, что после протонного облучения происходит интенсивное накопление атомов водорода вблизи интерфейсов, снижает дефектность структуры и влечет изменение термоэдс вплоть до инверсии ее знака. Распределение водорода имеет преимущественно бимодальный характер, локальные максимумы концентрации водорода наблюдаются на границах раздела Nb/Zr, а на границе раздела Zr/Nb накопление значительно ниже. Локализация водорода вблизи интерфейсов происходит преимущественно в окрестности циркония.

Предложен метод обнаружения инородных объектов, таких как металлические и пластиковые емкости, банки, бутылки и т.п., в почвах сельскохозяйственного назначения, основанный на использовании инфракрасной термографии для мониторинга динамических температурных распределений на поверхности почвы. Показано, что изменение солнечной иррадиации в ходе суточного цикла приводит к динамическим температурным сигналам над скрытыми объектами, амплитуда которых зависит от мощности солнечного излучения, влажности почвы и контраста теплофизических свойств между материалом объекта и почвой. Экспериментально исследовано влияние факторов окружающей среды на эффективность обнаружения скрытых объектов по их поверхностным температурным отметкам. Эксперименты проводили на имитаторах промышленных отходов в виде банок из алюминия и полиэтилентерефталата, размещенных на различных глубинах в песке с различной влажностью. Применение алгоритма так называемого восстановления теплового псевдопотока для обработки исходных термограмм позволило улучшить выявляемость подповерхностных объектов за счет снижения влияния диффузии тепла в поперечных направлениях. Предложенный метод эффективен и безвреден для людей и окружающей среды.

Работа посвящена вопросам построения конечно-элементной модели вихретокового преобразователя, предназначенного для контроля степени пропаянности нахлесточных паяных соединений токопроводящих шин. Разработана методика построения конечно-элементной модели, включающая в себя геометрический параметр, изменение которого приводит к перестроению сетки конечных элементов, но не влияющего на контролируемые параметры неразрушающего контроля, что позволяет провести серию измерений значения сигнала конечно-элементной модели вихретокового преобразователя с последующим усреднением, благодаря чему обеспечивается приемлемая точность. Результаты испытаний подтверждают работоспособность вихретокового преобразователя, диапазон измерения размера дефекта паяного соединения от 0 до 100 % и обеспечение заявленной основной абсолютной погрешности измерения степени пропаянности 5 %.

Статья посвящена совершенствованию метода обратного расчета модулей упругости слоев дорожных одежд автомобильных дорог в динамической постановке, предполагающего анализ характеристик деформирования во временной области. Для решения этой проблемы математическая модель слоистого полупространства адаптирована к вычислению амплитудно-временных характеристик деформирования на поверхности слоистой среды и построению соответствующих им чаш максимальных значений вертикальных перемещений. Выполнена корректировка расчетных значений вертикальных перемещений относительно зарегистрированных экспериментальных перемещений в полевых условиях. Продемонстрировано соответствие между итоговыми значениями максимальных вертикальных перемещений, амплитудно-временных характеристик на поверхности слоистой среды и формами и площадями динамических петель гистерезиса на поверхности исследуемой среды, достигнутое при корректировке расчетных характеристик относительно экспериментальных. Впервые при решении задачи определения механических параметров слоистой среды в качестве одного из параметров, их характеризующих, предложено рассматривать динамические петли гистерезиса и соответствие их расчетных и экспериментальных площадей как критерий адекватности достигнутого результата.

Описан процесс цементации и закалки сталей 45 и 09Г2С для изготовления образцов для разработки методики вихретокового контроля качества и толщины упрочненных слоев на ферромагнитных основаниях. Проведен структурный анализ образцов в исходном состоянии, в закаленном, а также после цементации и закалки. В результате металлографических исследований было получено, что глубина цементированного слоя стали 45 оказалась равной 250 мкм, а у стали 09Г2С находится в диапазоне 550—800 мкм.

Рассмотрены вопросы обеспечения достоверности автоматизированного электроискрового контроля сплошности диэлектрических покрытий металлических труб диаметром до 1500 мм в условиях поточного производства. Выполнено моделирование системы генератор импульсного испытательного напряжения—электрод—диэлектрическое покрытие—металлическое основание. Проведены экспериментальные исследования нагрузочной способности и стабильности испытательного напряжения электроискрового дефектоскопа Корона 2.2 с применением усовершенствованного узла генерации при высоких емкостных нагрузках.