|
DOI: 10.14489/td.2023.11.pp.036-043
Кузнецов А. О., Будадин О. Н., Чичигин Б. А., Козельская С. О., Федотов М. Ю., Малушин Д. С.
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ФИКСАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ И РАЗМЕРОВ МАЛОРАЗМЕРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ НЕПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ
(с. 36-43)
Аннотация. Разработана технология и аппаратура вихретокового обнаружения малоразмерных металлических включений в изделиях из непроводящих материалов. Разработанные технология и аппаратура могут быть использованы для обнаружения малоразмерных металлических включений размерами от 0,2 до 2,0 мм на глубине до 50 мм в непроводящих средах, в частности в полимерных композитных материалах, для оценки качества изделий и стабильности технологии их изготовления. Проведено математическое моделирование процесса обнаружения и идентификации малоразмерных металлических включений с помощью многокатушечного вихретокового преобразователя, позволяющее определять режимы контроля и характеристики устройства без проведения дорогостоящих экспериментальных работ. Результаты моделирования позволяют разрабатывать методы обработки сигналов вихретоковых преобразователей с учетом характеристик материала объекта контроля и малоразмерных металлических включений. Проведены экспериментальные исследования разработанных технологии и аппаратуры, подтверждающие результаты теоретических исследований и возможности разработанных технологии и аппаратуры, с валидацией альтернативными методами и средствами контроля.
Ключевые слова: вихретоковый контроль, полимерный композитный материал, малоразмерное металлическое включение, магнитное поле, качество.
Kuznetsov A. O., Budadin O. N., Chichigin B. A., Kozelskaya S. O., Fedotov M. Yu., Malushin D. S.
DEVELOPMENT OF A DEVICE FOR POSITIONING AND SIZING OF SMALL-SIZED METALLIC INCLUSIONS IN NON-CONDUCTIVE MATERIALS
(pp. 36-43)
Abstract. The technology and equipment for eddy current detection of small-sized metal inclusions in products made of non-conductive materials has been developed. The developed technology and equipment can be used to detect small-sized metal inclusions ranging in size from 0.2 to 2.0 mm at a depth of up to 50 mm in non-conductive media, in particular polymer composite materials, to assess the quality of products and the stability of their manufacturing technology. Mathematical modeling of the process of detection and identification of small-sized metal inclusions using a multicoil eddy current transducer is carried out, which makes it possible to determine the control modes and characteristics of the device without carrying out expensive experimental work. The simulation results allow developing methods for processing signals from eddy current transducers, taking into account the characteristics of the material of the test object and small-sized metal inclusions. Experimental studies of the developed technology and equipment have been carried out, confirming the results of theoretical studies and the capabilities of the developed technology and equipment, with validation by alternative methods and means of control.
Keywords: eddy current testing, polymer composite material, small-sized metal inclusion, magnetic field, quality.
А. О. Кузнецов, О. Н. Будадин (АО «ЦНИИСМ», Хотьково, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Б. А. Чичигин (ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», АО "ВНИИАЭС", Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
С. О. Козельская (АО «ЦНИИСМ», Хотьково, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
М. Ю. Федотов (Российская инженерная академия, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Д. С. Малушин (ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. O. Kuznetsov, O. N. Budadin (JSC "Central Research Institute of Special Mechanical Engineering" (TSNIISM), Khotkovo, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
B. A. Chichigin (FSBI HE National Research University MEI, Moscow, Russia, VNIIAES JSC, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
S. O. Kozelskaya (JSC "Central Research Institute of Special Mechanical Engineering" (TSNIISM), Khotkovo, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. Yu. Fedotov (Russian Engineering Academy, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
D. S. Malushin (FSBI HE National Research University MEI, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Порозов В. Н. Металлообнаружители в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1975. 67 с.
2. ГОСТ Р56542–2015. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов контроля. М.: Стандартинформ, 2019. 10 с.
3. Неразрушающий контроль: в 5 кн. Кн. 3. Электромагнитный контроль / В. Г. Герасимов, А. Д. Покровский, В. В. Сухоруков. М.: Высш. шк. 1992. 308 с.
4. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 6: в 3 кн. Кн. 1. Магнитные методы контроля / В. В. Клюев, В. Ф. Мужицкий, Э. С. Горкунов, В. Е. Щербинин. Кн. 2. Оптический контроль / В. Н. Филинов, А. А. Кеткович, М. В. Филинов. Кн. 3. Радиоволновой контроль / В. И. Матвеев. 2-е изд., испр. М.: Машиностроение, 2006. 848 с.
5. Науменко А. П. Введение в техническую диагностику и неразрушающий контроль: учеб. пособие / Минобрнауки России, ОмГТУ. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2019. 152 с.
6. Hwang J. H., Lord W. Defect Characterization from Magnetic Leakage Fields. // British Journal on NDT. 1977. No. 19. P. 14–18.
7. Кузнецов А. О., Чернов Л. А., Будадин О. Н. Вихретоковый метод и средства контроля малоразмер-ных металлических включений в многослойных композитных конструкциях // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: тез. докл. XXIV Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, Москва, 15–16 марта 2018 г. М., 2018. С. 345.
8. Кузнецов А. О. Обнаружение малоразмерных металлических включений в изделиях из композитных материалов вихретоковым методом // ТестМат. Основ-ные тенденции, направления и перспективы развития методов неразрушающего контроля в аэрокосмической отрасли: тез. докл. X Всерос. конф., Москва, 9 февраля 2018 г. М., 2018. С. 144–148.
9. Кузнецов А. О., Чернов Л. А., Будадин О. Н. Современные металлодетекторы: обзор // Приборы и методы неразрушающего контроля качества изделий и конструкций из композиционных и неоднородных материалов: тез. докл. III науч.-техн. конф., Санкт-Петербург, 11–13 декабря 2018 г. СПб., 2018. С. 49–50.
10. Кузнецов А. О., Чернов Л. А., Будадин О. Н. Современное состояние средств обнаружения металлических включений в неэлектропроводных композиционных материалах // Вопросы оборонной техники. Сер. 15. Композиционные неметаллические материалы в машиностроении. 2019. Вып. 2(193). С. 96.
11. Барынин В. А., Будадин О. Н., Кульков А. А. Современные технологии неразрушающего контроля конструкций из полимерных композиционных материалов. М.: ИД «Спектр», 2013. 243 с.
12. Пат. РФ № 2593155. Способ магнитного кон-троля ферропримесей мелкозернистой сыпучей среды / А. А. Сандуляк, В. А. Ершова, Д. А. Сандуляк и др. Заявка № 2014130081/03 от 22.07.2014. Опубл. 10.02.2016. Бюл. № 4.
13. Пат. РФ № 2366982. Металлоискатель / В. П. Лубов, И. Н. Злыгостев, В. М. Грузнов, Б. Г. Титов. Заявка № 2006140973/28 от 20.11.2006. Опубл. 10.09.2009. Бюл. № 25.
14. Пат. РФ № 2710080. Устройство определения положения малоразмерных металлических включений в изделиях из композитных материалов / А. О. Кузнецов, Л. А. Чернов, О. Н. Будадин. Заявка № 2019108258 от 22.03.2019. Опубл. 24.12.2019. Бюл. № 36.
15. Пат. РФ № 2766423. Устройство фиксации положения и размеров малоразмерных металлических включений в изделиях из непроводящих материалов / В. П. Лунин, О. Н. Будадин, Л. А. Чернов, А. О. Кузнецов. Заявка № 2021120423 от 18.02.2021. Опубл. 15.03.2022. Бюл. № 8.
1. Porozov V. N. (1975). Metal detectors in the food industry. Moscow: Pishchevaya promyshlennost'. [in Russian language]
2. Non-destructive testing. Classification of types and methods of control. (2019). Ru Standard No. GOST R 56542–2015. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
3. Gerasimov V. G., Pokrovskiy A. D., Suhorukov V. V. (1992). Non-destructive testing: in 5 books. Book 3. Electromagnetic control. Moscow: Vysshaya shkola. [in Russian language]
4. Klyuev V. V. (Ed.), Muzhitskiy V. F., Gorkunov E. S., Shcherbinin V. E., Filinov V. N., Ketkovich A. A., Filinov M. V., Matveev V. I. (2006). Non-destructive testing: reference book: in 8 volumes. Vol. 6: in 3 books. Book 1. Book 2. Optical control. Book 3. Radio wave control. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
5. Naumenko A. P. (2019). Introduction to technical diagnostics and non-destructive testing: textbook. Ministry of Education and Science of Russia, Omsk State Technical University. Omsk: Izdatel'stvo OmGTU. [in Russian language]
6. Hwang J. H., Lord W. (1977). Defect characterization from magnetic leakage fields. British Journal on NDT, 19, 14 – 18.
7. Kuznetsov A. O., Chernov L. A., Budadin O. N. (2018). Eddy current method and means of monitoring small-sized metal inclusions in multilayer composite structures. Radioelectronics, electrical engineering and energy: abstracts of reports of the XXIV International Scientific and Technical Conference of Students and Postgraduate Students. Moscow. [in Russian language]
8. Kuznetsov A. O. (2018). Detection of small-sized metal inclusions in products made of composite materials using the eddy current method. TestMat. Main trends, directions and prospects for the development of non-destructive testing methods in the aerospace industry: abstracts of reports of the X All-Russian Conference, 144 – 148. Moscow. [in Russian language]
9. Kuznetsov A. O., Chernov L. A., Budadin O. N. (2018). Modern metal detectors: a review. Instruments and methods of non-destructive quality control of products and structures made of composite and heterogeneous materials: abstracts of reports of the III Scientific and Technical Conference, 49 – 50. Saint Petersburg. [in Russian language]
10. Kuznetsov A. O., Chernov L. A., Budadin O. N. (2019). Current state of the means for detecting metallic inclusions in non-conductive composite materials. Voprosy oboronnoy tekhniki. Seriya 15. Kompozitsionnye nemetallicheskie materialy v mashinostroenii, 193(2). [in Russian language]
11. Barynin V. A., Budadin O. N., Kul'kov A. A. (2013). Modern technologies for non-destructive testing of structures made of polymer composite materials. Moscow: ID «Spektr». [in Russian language]
12. Sandulyak A. A., Ershova V. A., Sandulyak D. A. et al. (2016). Method for magnetic control of ferroimpurities in fine-grained bulk medium. Ru Patent No. 2593155. Russian Federation. [in Russian language]
13. Lubov V. P., Zlygostev I. N., Gruznov V. M., Titov B. G. (2009). Metal detector. Ru Patent No. 2366982. Russian Federation. [in Russian language]
14. Kuznetsov A. O., Chernov L. A., Budadin O. N. (2019). Device for determining the position of small metal inclusions in products made of composite materials. Ru Patent No. 2710080. Russian Federation. [in Russian language]
15. Lunin V. P., Budadin O. N., Chernov L. A., Kuznetsov A. O. (2022). Device for fixing the position and size of small metal inclusions in products made of non-conducting materials. Ru Patent No. 2766423. Russian Federation. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2023.11.pp.036-043
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2023.11.pp.036-043
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»