Удосконалення ультразвукового методу контролю зварних швів полімерних труб

Abstract

Об’єкт дослідження — процес контролю технічного стану зварних швів полімерних труб. Предмет дослідження — методи та засоби ультразвукового контролю зварних швів полімерних труб із використанням технології фазованих решіток. Мета роботи — розроблення удосконаленого ультразвукового методу контролю зварних швів полімерних труб. Методи дослідження — теорія вимірювання, теорія ультразвукового неруйнівного контролю, теорія розповсюдження звукового поля, теорія побудови фазованої решітки, математичний аналіз та моделювання процесу проходження ультразвукових коливань у полімерних матеріалах. Розглянуті особливості двох типів зварних з’єднань полімерних труб: нагрітим інструментом встик і терморезисторного. Наведені характеристики дефектів з’єднань, їх загальні конфігурації та можливі місця розташування. З огляду на властивості матеріалу об’єкту контролю та конструкцію зварних з’єднань, визначена можливість проведення ультразвукового контролю. Обґрунтований вибір фазованих решіток і подані переваги даної технології, що дозволяють подолати обмеження ультразвукового контролю з’єднань поліетиленових труб. Здійснено математичне моделювання формування ультразвукових променів, акустичного поля перетворювача на фазованих решітках, фокусування променя та формування часових затримок. На основі результатів розроблено структурну схему ультразвукового дефектоскопа з можливістю проведення технічної діагностики фазованими решітками. Визначено вплив параметрів перетворювача на фазованих решітках на можливість виявлення дефектів. Запропоновані вдосконалені методики контролю якості зварних швів поліетиленових труб з аргументацією вибору частоти перетворювача, кількості п’єзоелементів фазованої решітки, способу управління променем.