Оценка параметров ультразвукового контроля паяных соединений плашек буровых ключей
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2025-1-67-78Ключевые слова:
паяное соединение, ультразвуковой контроль, анизотропия, волна Рэлея, головная волна, плашки буровых ключейАннотация
Плашки бурового ключа представляют собой элементы бурильного оборудования, используемые для обеспечения надежного захвата в процессе установки и демонтаже бурильных труб. Высокие нагрузки и агрессивные условия эксплуатации устанавливают требования по контролю качества данных элементов. Своевременная диагностика усталостных повреждений и деформаций на ранних стадиях, а также использование неразрушающих методов, позволяют минимизировать риск аварий и увеличить срок службы бурового оборудования. Работа направлена на определение оптимальных параметров ультразвуковых волн для оценки акустической анизотропии плашек буровых ключей с учетом контроля качества паяных соединений. В статье представлены результаты исследований по оценке акустической анизотропии и поиску дефектов сплошности в плашках буровых ключей, позволяющие определить оптимальные параметры ультразвуковых волн для контроля качества паяных соединений плашек. Оценка акустической анизотропии осуществлялась с использованием двух типов волн - головной волны и волны Рэлея. Исследование включало анализ различных частотных диапазонов с целью выявления максимальной чувствительности к анизотропному состоянию образцов. Ультразвуковой контроль качества паяных соединений осуществлялся как без стандартного образца, так и с его использованием, что позволило оценить разброс амплитуд сигналов, отраженных от паяного соединения. Для повышения точности контроля был выбран иммерсионный способ, исключающий влияние качества контакта с поверхностью. Контроль был выполнен на 12 образцах, каждый из которых проверялся в 8-9 точках с использованием ультразвукового дефектоскопа DIO1000 PA и преобразователя П112-10. Опорным значением служило среднее значение амплитуды сигнала от свободной границы образца. В ходе экспериментов определен наиболее чувствительный диапазон частот пьезоэлектрических преобразователей для контроля анизотропии плашек буровых замков. Выявлено, что основания плашек обладают значительной анизотропией, которая снижается после пайки. Полученные данные об амплитуде отраженной акустической волны от медной пленки совпадают с расчетными значениями, что подтверждает эффективность иммерсионного метода для контроля сплошности соединений. На участках с дефектами пайки амплитуда отраженного сигнала значительно увеличивается по сравнению с бездефектными.Библиографические ссылки
Бреховских Л. М., Годин О. А. Акустика слоистых сред. М. : Наука, 1989. 416 с.
Wang X., Xu C., Yang F. (2024) Edge blurring suppression of ultrasonic reflection coefficients in contact state measurement. NDT E International, vol. 147, p. 103201. DOI: 10.1016/j.ndteint.2024.103201
Кретов Е. Ф Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении : монография. Санкт-Петербург : СВЕН, 2014. 312 с.
Ультразвуковой контроль паяных соединений топливных коллекторов газотурбинных двигателей / И. С. Краснов, М. А. Далин, Д. С. Ложкова, Е. В. Цветова // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88, № 7. С. 36-42. DOI: 10.26896/1028-6861-2022-88-7-36-42. EDN PZSNZE
Разработка алгоритма движения измерительного модуля установки автоматизированного неразрушающего контроля сопел ЖРД / В. В. Малый, А. С. Костюхин, А. В. Федоров, И. Ю. Кинжагулов // Дефектоскопия. 2023. № 9. С. 55-57. DOI: 10.31857/S0130308223090063. EDN ECRARN
Ремизов А. Л., Дерябин А. А. Определение размеров дефектов в паяных нахлесточных соединениях // Сварка и диагностика. 2012. № 6. С. 44-46. EDN PKSDSZ
Беляев А. К., Полянский В. А., Третьяков Д. А. Оценка механических напряжений, пластических деформаций и поврежденности посредством акустической анизотропии // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2020. № 4. С. 130-151. DOI: 10.15593/perm.mech/2020.4.12. EDN WPKYIS
Mohammad M., Javad J.F. (2019) Determination of acoustoelastic/acoustoplastic constants to measure stress in elastic/plastic limits by using LCR wave. NDT and E International, vol. 104. pp. 69-76. DOI: 10.1016/j.ndteint.2019.04.003
Разыграев Н. П. Физика, терминология и технология в ультразвуковой дефектоскопии головными волнами // Дефектоскопия. 2020. № 9. С. 3-19. DOI: 10.31857/S0130308220090018. EDN NDUUKO
Бобров А. Л., Гончаров К. И. Применение поверхностных ультразвуковых волн для обнаружения контактно-усталостных трещин в поверхности катания // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27, № 3. С. 62-69. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-3-62-69. EDN XLMMUC
Платунов А. В., Муравьев В. В., Муравьева О. В. Ультразвуковой контроль поверхности катания железнодорожных вагонных колес и бандажей локомотивов с использованием рэлеевских волн // Интеллектуальные системы в производстве. 2023. Т. 21, № 2. С. 41-48. DOI: 10.22213/2410-9304-2023-2-41-48. EDN EOPVSU
Муравьев В. В., Будрин А. Ю., Синцов М. А. Структуроскопия термически обработанных стальных прутков по скорости распространения рэлеевских волн // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 2. С. 37-43. DOI: 10.22213/2410-9304-2020-2-37-43. EDN VGDDFW
Муравьев В. В., Будрин А. Ю., Синцов М. А. Влияние циклически изменяющихся нагрузок на скорости сдвиговых и рэлеевских волн в стальных прутках разной термической обработки // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 4. С. 4-10. DOI: 10.22213/2410-9304-2020-4-10. EDN RFCNYN
Прибор и методики измерения акустической анизотропии и остаточных напряжений металла магистральных газопроводов / Л. В. Волкова, О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, И. В. Булдакова // Приборы и методы измерений. 2019. Т. 10, № 1. С. 42-52. DOI: 10.21122/2220-9506-2019-10-1-42-52. EDN ZAKPZR
Ерофеев В. И., Иляхинский А. В., Никитина Е. А. Метод ультразвукового зондирования при оценке предельного состояния металлоконструкций, связанного с появлением пластических деформаций // Физическая мезомеханика. 2019. Т. 22, № 3. С. 65-70. DOI: 10.24411/1683-805X-2019-13007. EDN BARLMX
Сергеева О. А., Гончар А. В. Изменение параметра акустической анизотропии в основном металле и зоне термического влияния конструкционной стали при пластическом деформировании и усталостном разрушении // Приборы. 2022. № 6 (264). С. 39-44.
Hirao M., Ogi H., Suzuki N., Ohtani T. (2000) Ultrasonic attenuation peak during fatigue of polycrystalline copper. Acta Materialia, vol. 48, no. 2, pp. 517-524.
Ультразвуковой контроль дефектов металлических изделий сложной формы / В. В. Ларионов, А. М. Лидер, Д. О. Долматов, Д. А. Седнев // Дефектоскопия. 2021. № 5. С. 31-36. DOI: 10.31857/S0130308221050043. EDN YUGOFD.
Метод и аппаратура инфракрасного и ультразвукового термографического контроля крупногабаритных композиционных изделий сложной формы / А. О. Чулков, Д. А. Нестерук, Б. И. Шагдыров, В П. Вавилов // Дефектоскопия. 2021. № 7. С. 67-74. DOI: 10.31857/S0130308221070083. EDN DFTKXO
Особенности обнаружения трещин при ультразвуковом контроле сварных соединений стенки резервуара вертикального стального / Н. П. Алешин, Л. Ю. Могильнер, Ю. В. Лисин [и др.] // Нефтяное хозяйство. 2022. № 1. С. 86-91. DOI: 10.24887/0028-2448-2022-1-86-91. EDN VPHLXY
Формирование остаточных напряжений в цилиндрах глубинно-штанговых насосов после технологических операций изготовления / В. В. Муравьев, А. С. Хомутов, О. В. Муравьева, Е. А. Степанова, В. Д. Попова // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27, № 2. С. 87-96. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-2-87-96. EDN JUTAFX
Оценка чувствительности к дефектам и исследование скоростей волн в трубах-заготовках цилиндров глубинного штангового насоса волноводным акустическим методом / В. А. Стрижак, Р. Р. Хасанов, А. С. Хомутов [и др.] // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27, № 3. С. 86-100. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-3-86-100. EDN PKTDNX
Кузьмицкий М. Л., Ксенофонтов Н. М. Оптимизация выбора методов неразрушающего контроля для обнаружения усталостных повреждений элементов механического оборудования // Журнал университета водных коммуникаций. 2012. № 3. С. 6-12. EDN PCREEH
Горицкий В. М. Диагностика металлов. М. : Металлургиздат, 2004. 408 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Людмила Владимировна Волкова, Андрей Валерьевич Платунов, Дмитрий Алексеевич Петров
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
