Контроль пружних властивостей металу стінок магістральних трубопроводів акустичними методами

Abstract

Метою роботи є підвищення точності та достовірності контролю пружних властивостей металу стінок магістральних трубопроводів шляхом розвитку теорії методів та засобів акустичного контролю. Для досягнення цієї мети поставлено такі задачі: - проаналізувати практичні проблеми підвищення безпечної експлуатації магістральних трубопроводів та обґрунтувати підходи для розвитку теорії методів та засобів акустичного контролю пружних властивостей металу їх стінок для забезпечення достовірності та точності результатів контролю з урахуванням умов їх роботи; - розробити математичні моделі опису поширення горизонтально-поляризованих та мод типу Лемба ультразвукових спрямованих кільцевих хвиль, відповідне програмне забезпечення їх обчислення та на цій основі визначити дисперсні властивості фазової та групової швидкостей поширення мод цих хвиль в стінці магістральних трубопроводів; розвинути математичну модель опису поширення ультразвукових спрямованих кільцевих хвиль в частотній області, програмне забезпечення її обчислення; - розробити математичну модель ультразвукового тракту пристрою контролю ультразвуковими спрямованими хвилями пружних властивостей металу стінок магістральних трубопроводів; -розробити метод неруйнівного контролю дефектів у стінках магістральних трубопроводів модами ультразвукових спрямованих кільцевих хвиль; - розробити математичну модель залежності швидкості поширення мод ультразвукових спрямованих кільцевих хвиль від величини напружено-деформованого стану металу трубопроводів та відповідне програмне забезпечення для її застосування; - розробити методи контролю величини напружено-деформованого стану металу трубопроводів модами ультразвукових спрямованих кільцевих хвиль; - розробити метод контролю величини пружних констант металу магістральних трубопроводів модами ультразвукових спрямованих кільцевих хвиль; - розробити пристрій генерування та реєстрації ультразвукових спрямованих кільцевих хвиль в умовах експлуатації магістральних трубопроводів, що реалізує методи контролю пружних властивостей металу їх стінок ; - розробити метод та пристрій неперервного контролю товщини стінок магістральних трубопроводів в натурних умовах їх експлуатації об’ємними ультразвуковими хвилями і математичну модель опису параметрів ультразвукового поля, утвореного переходом однорідної хвилі через нерівну геометричну форму границі розділу рідина-стінка труби, розробити програмне забезпечення обчислення параметрів луно-імпульсу за висотою акустичного контакту та його хвильовими параметрами; - провести аналіз процесів утворення, розвитку термоакустичного явища в стінці магістрального трубопроводу та запропонувати методологію оцінювання концентрації теплового поля в околі дефекту із врахуванням фізико-механічних параметрів сталі та величини потужності акустичного поля; - розробити нові методи та програмне забезпечення обробки сигналів ультразвукових спрямованих кільцевих хвиль та об’ємних хвиль для підвищення точності обробки інформативної складової сигналу; метрологічну атестацію пристрою, що реалізує методи неруйнівного контролю пружних властивостей металу стінок магістральних трубопроводів, технологію проведення контролю розробленими методами, провести аналіз похибок; провести лабораторні та натурні дослідження розробленими методами та засобами.