Устройство для прогнозирования остаточного ресурса при неразрушающем контроле; определения крупных потенциально опасных дефектов; выявления зон хрупкого разрушения; определения изменения зон фазового состава.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля при проведении экспертизы индустриальной безопасности промышленного оборудования. Устройство содержит источник ударного воздействия, выполненный в виде молотка со встроенным зонным экраном Френеля, акселерометр со шпилькой, персональный компьютер. Устройство выполнено с возможностью параллельного съема сигнала с поверхности диагностируемой зоны объекта акселерометром со шпилькой, торец которой снабжен тремя пирамидками высотой 3 мм, обеспечивающими, как минимум, две контактирующие зоны от трех пирамидок шпильки на момент диагностики, причем устройство содержит встроенную внутреннюю программу, обеспечивающую обратную связь оператором сравнения по прекращению диагностики, что происходит после 10-кратной закачки импульса механической деформации источником ударного воздействия в зону материала исследуемого объекта. Технический результат: обеспечение повышения помехоустойчивости формы структуры, отражаемой амплитудой, за счет дублирования информации, упрощение конструкции, увеличение количества диагностируемых фигурных объектов и объектов со сварными швами и с пришовными зонами, где могут быть заблаговременно выявлены зоны, возможность анализа низкотемпературного окисления. 47 ил.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля при проведении экспертизы индустриальной безопасности промышленного оборудования.

Технический результат направлен на адекватное диагностирование субструктуры металла объекта. Устройство предназначено для анализа металла объекта в зонах шириной до 300 мм и длиной до 100000 мм при толщине объекта до 3500 мм без зачистки поверхности, после искусственной механической ударной деформации металла с последующей естественной магнитоакустической обработкой отклика пьезоэлектрическим вибропреобразователем - датчиком ускорений и оцифровывания электрических колебаний посредством встроенного аналого-цифрового преобразователя «звуковой карты» быстрым вейвлет-преобразованием аналогового сигнала в три частотных помехоустойчивых структурных диапазона. Устройство содержит источник механической деформации в виде молотка, акселерометр со шпилькой, ноутбук, выполненный с возможностью анализа изображения текущей памяти спектра структурных колебаний диагностируемого металла, отражающих по частоте изменение формы структуры металла, а по амплитуде - изменение фазового состава металла.

Известен способ прогноза остаточного ресурса неразрушающим контролем при проведении экспертизы промышленной безопасности металла диагностируемого объекта, включающий спектральный анализ амплитудно-частотного спектра принудительного акустического отклика памяти эмиссионно-адсорбционных структурных изменений на ударное воздействие, прикладываемое к диагностируемому объекту с последующим быстрым преобразованием Фурье с взвешиванием спектральных полос оконной функцией в трех частотных диапазонах, связанных с:

- образованием усталостных дефектов в частотном диапазоне: f_мс-i=17,8÷50,2;

- образованием ускоренного развития трещин в частотном диапазоне: f_мр=81,67÷300 Гц;

- изменением потенциальной энергии металла, расходуемой на торможение дефектов, в частотном диапазоне f_сд-о=1899,6÷2674,25 Гц.

Изменения формы структуры отражается смещением резонансов в частотных диапазонах: f_мс, f_мр, f_сд-о, которые переводятся в углы разориентации кристаллитов: $${\rho }_{мс}^{*}$$ , $${\rho }_{мр}^{*}$$ , $${\rho }_{сд-о}^{*}$$ , обеспечивая линейную экстраполяцию метастабильных физико-механических параметров металла в процессе эксплуатации объекта. Изменение же фазового состава системы анализируемой структуры отражается изменением электронной плотности анизотропии, иначе величиной максимальной резонансной амплитуды А_мс, А_мр, А_сд-о, а также ее формой, отражающей наличие утяжин с трещинами, газовых раковин с холодными трещинами, усадочных раковин с горячими трещинами.

(Аналог: Патент на изобретение №2267776, МПК: G01N 29/14, опубл. 30.09.1994). Преимуществом этого способа является возможность определения остаточного ресурса. Ограничением известного способа является то, что он не позволяет проводить анализ по определению местонахождения максимального дефекта по длине фигурного объекта, тем более закрытого крышкой, как подшипники вала. (Известно, что изменение Grad electro magnetic field: градиента электромагнитного поля под углом в 45÷180° при градиентном преобразовании потенциалов в зоне дефекта изменяет, в том числе, окружающее электромагнитное поле даже в таких элементах, как крышки, закрывающие подшипники с дефектными роликами, что позволяет производить прогноз остаточного ресурса внутренней обоймы подшипников, которое связано, например, с хрупким разрушением по А.А. Гриффитсу.)

Наиболее близким является устройство «ДИМ-2004» для прогнозирования остаточного ресурса и физико-механических свойств материала при неразрушающем контроле, содержащее источник ударного воздействия, прикладываемый к исследуемому объекту, выполненный в виде молотка со встроенным зонным экраном Френеля, обеспечивающим фокусировку энергии удара, акселерометр со шпилькой, вогнутая поверхность которой выполнена с радиусом r=[0,2÷03]·d, где d ее диаметр, равный 4,6÷5,0 мм, причем d/D=1/[4,8÷5,2], где D - диаметр зонного экрана молотка, связанный с исследуемым объектом и предназначенный для преобразования возникающих в материале акустических сигналов в электрические колебания, персональный компьютер, связанный через соединительный кабель с акселерометром микрофонным входом и выполненный с возможностью отображения на экране полученных электрических колебаний в реальном масштабе времени и определения возмущения, на фоне экспоненциального затухания местонахождения максимального дефекта на длине исследуемого объекта, регулирования источника ударного воздействия по уровню электрических колебаний, оцифровывания электрических колебаний посредством встроенного аналого-цифрового преобразователя «звуковой карты», осуществления программного спектрального анализа оцифрованного акустического сигнала путем умножение базисной функции на модернизированную оконную функцию Хемминга с заменой коэффициента 0,5 на полученный методом подбора В.В. Лавровым коэффициент, с последующим быстрым вейвлет-преобразованием Маллатта, достигается максимальная локализация базисной функции по частоте, с максимально уменьшенным взаимовлиянием участков спектра друг на друга, в трех частотных диапазонах f_мс, f_мр и f_сд-о, соответственно регламентирующих развитие малоцикловой усталости на базе винтовых дислокации, расслоений и внутренних трещин без обезуглероживания, на базе краевых дислокации, трещин с обезуглероживанием на базе когерентности потоков свободных вакансий, идущих на торможение винтовых и краевых дислокации, выведения на экран спектра оцифрованного акустического сигнала во всех трех диапазонах, вычисления величины смещения максимальных резонансных частот трех частотных диапазонов, нахождение величины дефектов по вычисленным значениям смещения максимальных резонансных частот с использованием табличных значений и определения предположительных причин дефектов, итогового расчета остаточного ресурса и физико-механических параметров объекта, персональный компьютер выполнен с возможностью анализа отображения быстрого вейвлет преобразования Маллата на мониторе персонального компьютера с взвешиванием оцифрованных электрических колебаний и ограничением по времени и амплитуде его базисных функций преобразования с помощью модифицированной оконной функции Хэмминга в частотных диапазонах f_мс=17,825÷50,20 Гц, f_мр=81,67956÷433,89 Гц, f_сд-о=1899,66÷2674,25 Гц, при сравнении оцифрованных спектров структурных колебаний памяти мембран предыдущей ленгмюровской пленки с оцифрованными спектрами структурных колебаний памяти мембран текущей ленгмюровской пленки, персональный компьютер использует обратную связь, которая при повторе оцифрованных спектров структурных колебаний последней ленгмюровской пленки прекращает диагностику путем подачи сигнала с радиоизлучателя на приемную встроенную антенну индикатора молотка, при этом персональный компьютер выполнен обеспечивающим вычисление смещения максимальных резонансных частот в трех частотных диапазонах, снимаемых с памяти мембран, последней ленгмюровской пленки f_мс, f_мр и f_сд-о, а также в частотном диапазоне эталонного поддиапазона f_мр-эт, снимаемого с мембран первой ленгмюровской пленки, так как обеспечивается ее естественный повтор на мембранах всех ленгмюровских пленок с начала истории нагружения, а по вычисленным значениям смещения максимальных резонансных частот обеспечивается вычисление соответствующих им величин максимальных резонансных амплитуд А_мс, А_мр, А_сд-о и А_мр-эт, а с использованием табличных значений вычисление соответствующих им значений углов разориентации $${\rho }_{мс}^{*}$$ , $${\rho }_{мр}^{*}$$ , $${\rho }_{сд-о}^{*}$$ и $${\rho }_{мр-эт}^{*}$$ , при этом персональный компьютер предназначен для анализа дополнительной живучести материала за счет отсутствия или наличия «Пинч-эффектов» по ЕМИО-1, когда развитие белых пленок из твердого раствора кислорода по Бельби скачкообразно увеличивает ресурс на 100% при условии: $${\rho }_{сд-о-i}^{*}<{\rho }_{мр-i}^{*}$$ , и при А_сд-o-i>2,0·А_мр-эт или по ЕМИО-2, когда развитие местных естественных щелочных аккумуляторов в волосовинах проката или в усадочных раковинах литья по Е.Н. Соболеву скачкообразно увеличивает ресурс на 50% при условии: $${\rho }_{сд-о-i}^{*}>{\rho }_{мр-i}^{*}$$ ,

где $${\rho }_{сд-о-i}^{*}$$ - максимальный угол разориентации диапазона f_сд-о,

$${\rho }_{мр-i}^{*}$$ - максимальный угол разориентации диапазона f_мр,

А_сд-o-i - амплитуда смещения максимального частотного резонанса диапазона f_сд-о,

А_мр-эт - амплитуда смещения максимального частотного резонанса диапазона f_мр.

Преимуществом этого устройства является, наряду с возможностью более адекватного определения остаточного ресурса, проведение анализа по местонахождению максимального дефекта на длине фигурного объекта.

(Прототип: Патент РФ 2338177, МПК G01N 3/30, от 15.05.2007, Бюл. №31, опубл. 10.11.2008).

Ограничением использования устройства при экспертизе промышленной безопасности является повышенный расход энергии аккумулятора на осуществление обратной связи, а так же то, что не обеспечивается точность и полнота адекватного анализа из-за слабой помехоустойчивости резонансных амплитуд А_мс, А_мр, А_сд-о с последующими «седлами»:

1 - прогнозирование остаточного ресурса при неразрушающем контроле, возникающего в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками;

2 - определения крупных потенциально опасных дефектов, возникающих из-за специфического структурного изменения формы;

3 - выявление зон хрупкого разрушения, из-за резкого возрастания циклической структурной жесткости выше допустимой для предупреждения о наступающем хрупком разрушении изделия;

4 - определения изменения зон фазового состава, после изготовления объекта или сварного шва, приводящиего к потенциально опасным трещинам в усадочных раковинах, газовых раковинах, утяжинах, то есть при входном контроле.

Таким образом, несмотря на высокий технический уровень упомянутого устройства, оно требует доработки, так как низкая помехоустойчивость формы структуры, отражаемая величиной амплитуды, не обеспечивает точность и полноту адекватного анализа диагностики, особенно для изделий с изгибами и со сварными швами.

Решаемая изобретением задача - увеличение точности и помехоустойчивости формы структуры, а также расширение функциональных возможностей прибора при упрощении его конструкции.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения:

1 - Обеспечение повышения помехоустойчивости формы структуры, отражаемой амплитудой, за счет дублирования информации, так как торец шпильки акселерометра снабжен тремя пирамидками высотой 3 мм, как минимум две из которых участвуют в съеме информации.

2 - Упрощение конструкции: вместо использования для осуществления обратной связи радиоизлучателя и радиоприемника на использование встроенной внутренней программы, прекращающей диагностику после закачки энергии 10 ударными импульсами, так как за счет снабжения торца шпильки акселерометра тремя пирамидками высотой 3 мм, обеспечивающей дублирования информации при встроенной внутренней программе обратной связи, фиг.1, сокращается более чем в 2 раза время на диагностику за счет увеличения чувствительности аналогично, как и расход энергии аккумулятора.

3 - Увеличение количества диагностируемых фигурных объектов и объектов со сварными швами и с пришовными зонами, где могут быть заблаговременно выявлены зоны: или термовлияния с протяженными цепочками точечного наводораживания, трансформирующимися в утяжины (резонанстая амплитуда наклонена вправо, фиг.2), или зоны термовлияния с внутренними газовыми раковинами с холодными трещинами (резонансная амплитуда симметричная, фиг.2), или зон термоослабления с усадочной раковиной и горячей трещиной (резонансная амплитуда наклонена влево, фиг.2), отражаемые специфическими резонансными амплитудами за счет обеспечения помехоустойчивости формы структуры путем дублирования информации, фиг.2, и возможен адекватный критериальный анализ за счет расчета и выведения на экран монитора изменения фазовых составов: F_мс, F_мр, F_сд-о в трех указанных диапазонах.

4 - Возможен анализ низкотемпературного окисления со схватыванием I-го рода по Б.И. Костецкому, фиг.23, 27, 28, 30, 32, 33, то есть вырыв металла на глубину до 4 мм, так как устье зон цепочек точечного наводораживания и холодных трещин пульсирует в режиме закритической деформации при числе Вебера, равном 33, что отражается на внутренних обоймах подшипников, контактирующих с роликами, и в зонах зацепления зубчатых колес при дублировании информации, что отражается на мониторе и на фиг.31, 33, 43.

Изобретение позволяет проводить критериальный анализ:

- во-перых, по прогнозированию остаточного ресурса при неразрушающем контроле, возникающего в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками в сдвоенных зонах перманентного перераспределения энергии по Академику АН СССР Серафиму Николаевичу Журкову, а именно поглощения энергии дефектной зоной, где произойдет разрушение, и отдача энергии из малодефектной зоны;

- во-вторых, по определению крупных потенциально опасных дефектов, наступающих из-за специфического структурного изменения формы отражаемых резонансом с несколькими седлами при текстуре деформации более 279 мкм.;

- в-третьих, по выявлению зон хрупкого разрушения из-за резкого возрастания циклической структурной жесткости выше допустимой для предупреждения о наступающем хрупком разрушении изделия в соответствии с энергетической теорией А.А. Гриффитса;

{При проведении диагностики в течение года эксплуатации объекта анализ или $$C_{ц.с.ж-i}^{~}$$ или F_мр, критерий: F_мр≥4 или F_сд-о, критерий: F_сд-о≥170, например фиг.26, позволяет подготовится к профилактическим работам. И еще, за счет ЕМИО-1 и ЕМИО-2 идет торможение развития фокуса усталостного излома, свищей и, ускоренного (хрупкого) развития трещин, увеличивая ресурс за счет электротермического воздействия соответственно на 100% и на 50%.}

- в-четвертых, по определению изменения зон фазового состава, после изготовления объекта или сварного шва, приводящим к потенциально опасным трещинам в усадочных раковинах, газовых раковинах, утяжинах, то есть при входном контроле.

Указанное производится на базе оцифрованного спектра текущих структурных колебаний, отражающих память мембран последней ленгмюровской пленки, за счет адекватного критериального анализа, в том числе использующего изменения фазовых составов: F_мс, F_мр, F_сд-о соответственно с превалированием:

- во-первых, повышенной энергии ферментов-катализаторов изотопных и структурных изменений, иначе малоциклового нагружения на фоне коррозии, при «ЕМИО-1» или, при «ЕМИО-2», то есть при прогнозировании остаточного ресурса;

- во-вторых, уменьшенной энергии, обеспечивающей «Пинч-эффект» по торможению развития дефектов, то есть при определении крупных потенциально опасных дефектов;

- в-третьих, повышенной энергии адсорбции, понижающей прочность, иначе коррозию под напряжением, когда силовые малоцикловые нагрузки выше напряжения определяющего касательные напряжения сдвига-отрыва, то есть при хрупком разрушении:

- в-четвертых, потери когезионного сцепления без обезуглероживания на базе краевых дислокации, то есть при изменении фазового состава;

Сущность.

Для решения поставленной задачи с достижениями указанного технического результата известное устройство содержит источник ударного воздействия, прикладываемый к исследуемому объекту, выполненный в виде молотка со встроенным зонным экраном Френеля, обеспечивающим фокусировку энергии удара, акселерометр со шпилькой, связанный с исследуемым объектом и предназначенный для преобразования возникающих в материале акустических сигналов в электрические колебания, персональный компьютер, связанный через соединительный кабель с акселерометром микрофонным входом и выполненный с возможностью отображения на экране полученных электрических колебаний в реальном масштабе времени и определения возмущения, на фоне экспоненциального затухания, местонахождения максимального дефекта на длине исследуемого объекта, регулирования источника ударного воздействия по уровню электрических колебаний, оцифровывания электрических колебаний посредством встроенного аналого-цифрового преобразователя «звуковой карты», осуществления программного спектрального анализа оцифрованного акустического сигнала путем умножения базисной функции на модернизированную оконную функцию Хемминга с заменой коэффициента 0,5 на полученный методом подбора коэффициент B.C.Лаврова с последующим быстрым вейвлет-преобразованием Маллата, достигается максимальная локализация функции по частоте, с максимально уменьшенным взаимовлиянием участков спектра друг на друга, в трех частотных диапазонах f_мс, f_мр и f_сд-о, соответственно регламентирующих развитие малоцикловой усталости на базе винтовых дислокации, расслоений и внутренних трещин без обезуглероживания на базе краевых дислокации, трещин с обезуглероживанием на базе когерентности потоков свободных вакансий, идущих на торможение винтовых и краевых дислокации «Пинч-эффектом», выведения на экран спектра оцифрованного акустического сигнала во всех трех диапазонах, а по вычисленным значениям максимальных резонансных дублированных амплитуд А_мс, А_мр, А_сд-о и А_мр-эт обеспечивается вычисление соответствующих им величин смещения максимальных резонансных частот: f_мс, f_мр и f_сд-о, f_мр-эт, а с использованием табличных значений, фиг.39, вычисление соответствующих им значений углов разориентации $${\rho }_{мс}^{*}$$ , $${\rho }_{мр}^{*}$$ , $${\rho }_{сд-о}^{*}$$ и $${\rho }_{мр-эт}^{*}$$ , а также расчета и выведения на экран монитора изменения фазовых составов: F_мс, F_мр, F_сд-о в трех указанных диапазонах для адекватного критериального анализа, нахождение величины дефектов по вычисленным значениям смещения максимальных резонансных частот с использованием табличных значений и определения предположительных причин дефектов, итогового расчета остаточного ресурса и физико-механических параметров объекта.

Согласно изобретению устройство выполнено с возможностью параллельного съема сигнала с поверхности диагностируемой зоны объекта акселерометром со шпилькой, обеспечивающей адекватный анализ, так как торец шпильки снабжен тремя пирамидкам высотой 3 мм. Итак обеспечиваюся, как минимум, две контактирующие зоны от трех пирамидок шпильки на момент диагностики, увеличивая чувствительность, помехоустойчивость, стабильность результатов и снижение тем самым ошибки диагностики до 1% при ручном контактировании, так как дублирование туннелированной информации устраняет фоновые паразитные сигналы, иначе повышает помехоустойчивость фазового состава, отражаемого резонансными амплитудами, и формы структуры, отражаемой резонансными частотами. Воздействие результатов функционирования на характер функционирования, в данном случае, текущего и предыдущего оцифрованного массива быстрого вейвлет-преобразования в трех диапазонах f_мс, f_мр, f_сд-о посредством оператора сравнения обратной связи встроенной программой, фиг.1, прекращает закачку энергии после 10 ударных импульсов, так как за счет снабжения торца шпильки акселерометра тремя пирамидками высотой 3 мм, обеспечивающими дублирования информации, уменьшается более чем в 2 раза время на диагностику за счет увеличения чувствительности, расход энергии аккумулятора на осуществление обратной связи также аналогично сокращается, в совокупности это позволяет производить:

во-первых, прогнозирование остаточного ресурса, при неразрушающем контроле, возникающего в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками в сдвоенных зонах перманентного перераспределения энергии по Академику АН СССР Серафиму Николаевичу Журкову, а именно поглощения энергии дефектной зоной, где произойдет разрушение и отдача энергии из малодефектной зоны.

Наиболее высокодефектной значимой зоной, в данном случае, является: 4-я, которая соседствует с 3-й малодефектной зоной. При этом значение: ΔТ - остаточной потенциальной энергии в 3-й малодефектной зоне должно быть наиболее высоким на фоне прочих файлов, а текущие значения физико-механических параметров, например в таблице фиг.3: σ_т-i, - п.5 (2-я колонка) - предел текучести; ω_i - п.15 (2-я колонка) - спектральная плотность энергии поглощения; K_1cf-i - п.16 (2-я колонка) - циклическая трещиностойкостъ; H_w-i - п.18 (2-я колонка) - энергоемкость разрушения; - п.30 (2-я колонка) - величина поверхностной энергии; должны быть нормальными: «H», то есть меньше исходных физико-механических параметров металла, но больше допустимых. При этом текущей параметр $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ циклической изгибной структурной жесткости может превышать допустимое значение параметра $$C_{ц.с.ж.-допустимое}^{~}$$ в 3-й малодефектной зоне (3-я колонка фиг.3, таблица перетекания).

Значения высокодефектных параметров обычно меньше допустимых значений или выше исходных. Указанное обычно находится, например, в п.4, таблицы фиг.3 и, в таблице фиг.7. При этом величина текущего параметра $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ , п.31, 2-я колонка фиг.7), а именно: циклическая изгибная структурная жесткость должна превышать допустимое значение параметра $$C_{ц.с.ж.-допстим}^{~}$$ в п.4 высокодефектной зоны и в п.31, 3-й колонке таблицы фиг.7.

Итак, за малодефектную зону необходимо брать зону, находящуюся рядом с максимально высокодефектной, из 3-его общего листа интерфейса для данного объекта, фиг.3; относящуюся ко всем файлам диагностируемого объекта. Эта таблица вставляется к каждому комплекту файлов диагностируемых зон объектов, например боковой рамы, информация снята при T_i=4,606 млн циклов.

Критерии для анализа прогнозирования остаточного ресурса, возникающего в процессе циклических погружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками:

Наиболее высокодефектной значимой зоной является соседствующая с малодефектной зоной.

В малодефектной зоне значение: ΔT должно быть наиболее высоким на фоне значений прочих файлов, физико-механические параметры: σ_т-i, ω_i, K_1cf-i, H_w-i, должны быть нормальными: «Н», то есть меньше исходных физико-механических параметров металла, но больше допустимых. Величина (текущего), параметра $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ циклической изгибной структурной жесткости малодефектной зоны может превышать допустимое значение $$C_{ц.с.ж.-допустимое}^{~}$$ .

Значения высокодефектных параметров обычно или меньше допустимых значений, или больше исходных значений:

σ_т-i, - предел текучести; ω_i - спектральная плотность энергии поглощения;

K_1cf-i - циклическая трещиностойкость, H_w-i - энергоемкость разрушения;

- величина поверхностной энергии;

Величина текущего, параметра $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ - Циклическая изгибная структурная жесткость высокодефектной зоны, обязательно превышает допустимое значение $$C_{ц.с.ж.-допустимое}^{~}$$ , как в п.4 фиг.1

Итак, за малодефектную зону необходимо брать зону, находящуюся рядом с максимально высокодефектной, относящуюся ко всем файлам диагностируемого объекта

* * *

ТАКИМ ОБРАЗОМ, ПРИ АНАЛИЗЕ РЕСУРС СОСТАВЛЯЕТ:

или при ЕМИО-1 естественной магнитно-импульсная обработке «Пинч-эффектом», когда имеются соотношения: $${\rho }_{мр-i}^{*}>{\rho }_{сд-о-i}^{*}$$ , при А_сд-о-i>2,0·А_мр-эт берется коэффициент 2 при Т_i;

а ресурс определяется как: R_ЕМИО-1=ΔT_i+2,0·T_i;

а остаточный ресурс как: Δ R_ЕМИО-1=(ΔT_i+1,0·T_i),

или при ЕМИО-2, когда имеются соотношения, определяется соотношением: $${\rho }_{мр-i}^{*}<{\rho }_{сд-о-i}^{*}$$ берется коэффициент 1,5 при T_i,

а ресурс определяется как R_ЕМИО-2=ΔT_i+1,5·T_i;

а остаточный ресурс как: ΔR_ЕМИО-2=(ΔT_i+0,5·T_i)

где ΔT_i берется из малодефектной зоны; Т_i является значением на текущий момент.

P.S. При 100%<ΔT_i<11%, R_ЕМИО=T_i;

* * *

во-вторых, определение крупных потенциально опасных дефектов, возникающих в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками, определяемых резонансами с последующими «седлами», отражающими потенциально опасные изменение формы структуры металла в утяжинах в зоне термовлияния при текстуре деформации более 279 мкм:

Дефект 1-го типа с развившейся внутренней холодной трещиной, резонанс с 2÷4 «седлами»-гребешками.

Дефект 2-го типа с развивающейся внутренней холодной трещиной, резонанс с несколькими «седлами», расположенными на средней высоте сбегающей ветви.

Дефект 3-го типа с развивающейся холодной трещиной, резонанс с несколькими «седлами», расположенными на нижнем уровне сбегающей ветви.

Дефект 4-ого типа в начальной стадии при точечном наводораживании в зоне утяжин, таким образом, крупные дефекты связаны с развитием холодных трещин-утяжин в зонах термовлияния, фигуры: 5, 6, 7, 8; фигуры: 9, 10, 11, 12; фигуры: 13, 14, 15, 16; фигуры: 17, 18, 19, 20, которые связаны с низкотемпературным схватыванием как изделия на фигурах 22÷34. В основном, крупные дефекты связаны с развитием утяжин фиг.21 или холодными трещинами в зонах термовлияния в процессе эксплуатации.

Следует отметить, что наличие седла, фиг.4, в эталонном диапазоне: f_мр-эт=300÷433,89 Гц; следует рассматривать как наличие технологических изменений в конструкции типа отверстия, сварки.

Справка:

F_фс-мс-i=А_мс-i/А_мр-эт - изменение фазового состава в зоне винтовых дислокации, определяющих малоцикловую усталость, где А_мс-i - максимальная резонансная текущая амплитуда диапазона малоцикловой усталости; А_мр-эт - максимальная резонансная амплитуда эталонного диапазона ускоренного развития терещины.

F_фс-мр-i=А_мр-i/А_мр-эт - изменение фазового состава в зоне краевых дислокации, определяющих ускоренное развитие трещин, где А_мр-i - максимальная резонансная текущая амплитуда диапазона ускоренного развития трещины;

F_{фс-сд-о-i}=А_сд-о-i/А_мр-эт - изменение фазового состава в зоне текстуры деформации, определяющей торможение развития F_фс-мс-i и F_фс-мр-i за счет «Пинч-ффекта» или при ЕМИО-1 или при ЕМИО-2, где А_сд-о-i - максимальная резонансная текущая амплитуда диапазона текстуры деформации.

Справка: ПОЯСНЕНИЯ К ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ИЗДЕЛИЙ ПО Б.И. КОСТЕЦКОМУ И СООТНОШЕНИЮ УГЛОВ РАЗОРИЕНТАЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИЧИН ДЕГРАДАЦИИ ПО «МАСИ» ПРИБОРОМ

Низкотемпературное окисление - схватывание 1 рода с глубиной визуально видимого дефекта до 4 мм, фиг.33. Причина: малоцикловое нагружение: «М». Связано с циклической пластической деформацией поверхностных слоев металла, образованием белых светлых пленок Бельби, фиг.22, под деформированной поверхностью, фиг.23, а также с нарушением упругой гидродинамической смазки, то есть с переходом к граничной смазке толщиной до 0,3÷0,4 мкм, фиг.34, фиг.35 образованию металлических связей и ферритоперлитных смесей в зонах термоослабления фасонного литья, фиг.28, где имелись усадочные раковины с горячими трещинами, в зонах термовлияния газовых раковин с холодными трещинами, трансформировавшимися в утяжины, фиг.36, и далее, при прокате или штамповке, в волосовины. Еще раз, схватывание 1 рода обусловленно усталостным выкрашиванием, иначе питтингом или оспинами при силовым малоцикловым нагружении и водородном насыщении поверхности с наличием пор: «СМ+ВНП», или малоцикловым нагружении при азотистокислой коррозии с водородным насыщением: «М+АК+ВН», на глубину до 4 мм, Фиг.22, фиг.23, фиг.24, фиг.25, фиг.26, фиг.27, фиг.28, фиг.29, фиг.30, фиг.31, фиг.32, фиг.33, фиг.34, фиг.35, фиг.36.

Окислительный износ с образованием вторичных структур, фиг.35. Причина: или малоцикловые нагрузки с азотистокислой коррозией: «М+АК», или малоцикловые нагрузки с сероводородной и азотистокислой коррозией: «М+СВ+АК», или силовые малоцикловые нагрузки при углекислой коррозии: «СМ+УК», или силовые малоцикловые нагрузки при гидрокарбонильной коррозии: «СМ+ГКК», с глубиной до 0,1 мм.

Фреттинг-процесс (динамическое окисление), фиг.36, фиг.37, обусловленное силовым малоцикловым нагруженном: «СМ» на глубину до 0,5 мм. Оно связано с кавитацией окисленной смазки с водой. Наблюдается на криволинейных контактных поверхностях.

Определение причин деградации повреждаемое изделий требует структурного анализа, то есть анализа изменения формы структуры и изменения фазового состава, что связано с весьма большой продолжительностью по времени. Прибор обеспечивает указанное в течение нескольких секунд за счет соотношения углов разориентации, фиг.38

* * *

в-третьих, выявление зон хрупкого разрушения из-за резкого возрастания циклической структурной жесткости выше допустимой для предупреждения о наступающем хрупком разрушении изделия в соответствии с энергетической теорией А.А. Гриффитса. Иначе зоны объектов с максимальными превышениями значений физико-механических параметров металла: σ_т-i,; ω_i; K_1cf-i; H_w-i; над исходными, обозначаемое: «В», и превышение значения: $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ над допустимыми, обозначаемое также: «В», при наличии: угла разориентации, критерий которого равен $${\rho }_{мр-i}^{*}=45°$$ ; величины изменения фазового состава: F_мр-i≥F_ф.с.-мр=0,1·[ω_{мах.исх.}/ω_min.д.]≥0,8. (Критерий F_мр-i определяется исходной спектральной плотностью энергии поглощения ω_{мах.исх.} и спектральной плотностью энергии поглощения на момент полной деградации W_min.д).

Остаточная потенциальная энергия, критерий которой равен: 100%≤ΔT_i≤11%, в том числе с отрицательным знаком, в зонах диагностируемого объекта, фиг.40, в структурных частотных диапазонах, путем снятия информации, как с линейных участков, так и с криволинейных участков с разной толщиной металла.

* * *

Критерии по предотвращению хрупкого разрушениия по А.А. Гриффитсу за счет выявления резкого возрастания циклической структурной жесткости выше допустимой в соответствии с энергетической теорией А.А. Гриффитса являются параметры: F_мр-i≥0,8; $${\rho }_{мр-i}^{*}\ge \mathrm{42,7}°$$ ; 100%≤ΔT_i≤11% и $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}>C_{ц.с.ж.-i-доп}^{~}$$ изделия с указанными значениями снимаются с эксплуатации, прочие продолжают работать.

Еще раз, изделие снимается с эксплуатации и маркируются КРАСНЫМ ЦВЕТОМ при:

1/ F_мр≥0,8

2/ $${\rho }_{мр}^{*}>\mathrm{42,7}°$$ (если $${\rho }_{мр}^{*}<\mathrm{42,7}°$$ , но $${\rho }_{сд-о}^{*}>44°$$ пункт 5 фиг.42), то красное

3/ $$C_{ц.ж.т}^{~}$$ (п.31) 2-ая колонка, текущее значение ≥ $$C_{ц.ж.допустим}^{~}$$ (п.31) допустимого значения в 3-й колонке.

Или хотя бы одно значение из 5-ти текущих параметров:

σ_т-i (п.5), ω_i (п.15), K_1cf-i (п.16), H_w-i (п.18), (п.30) 2-й колонки больше (≥)

исходных значений σ_т-i (п.5) ω_i (п.15), K_1cf-i (п.16), H_w-i (п.18), (п.30) в 1-й колонке.

4/ ΔT<11% (в том числе, отрицательные значения) или ΔT≥100%

5/ $${\rho }_{сд-о}^{*}>44°$$ .

Эксплуатация изделия возможна, маркировка ЗЕЛЕНЫМ ЦВЕТОМ…, при:

или F_мр<0,8, или $${\rho }_{мр}^{*}<\mathrm{42,7}°$$ , $${\rho }_{сд-о}^{*}<44°$$ , или $$C_{ц.ж.т}^{~}<C_{ц.ж.д}^{~}$$ , или 100% > ΔТ >11%

* * *

в-четверых, определение изменения зон фазового состава, после изготовления объекта или сварного шва, приводящих к потенциально опасным трещинам в усадочных раковинах, газовых раковинах, утяжинах, то есть при входном контроле. Иначе при входном контроле потенциально опасных трещин в усадочных раковинах, газовых раковинах, утяжинах, за счет изменения фазового состава во втором диапазоне, критерием которого является или величина:

F_мр>8; или

8>F_мp-i>4 при $${С}_{цсж-i}^{~}>C_{цсждеград}^{~}$$ , $${\rho }_{мр-i}^{*}>38°$$ , F_сд-i<170, $$\mathrm{22,4}<d_{суб.зер.-i}^{*}<{\mathrm{11,3}}_{мкм}$$ .

По Ал. Д. Берману величина F_мр-i >8 является отношением исходной спектральной плотности энергии поглощения - излучения, то есть при адсорбции - эмиссии, приводящим к структурным изменениям на малоцикловой частоте - МЦЧ за счет накопления усталостных дефектов и их залечивания, на момент начала эксплуатации: ω_эт к аналогичному параметру, но на момент полной деградации материала: ω_д, в зоне внутренней трещины без науглероживания, что предопределяет высокую потенциальную опасность при эксплуатации, фиг.41:

F_ф.с.-мр=[ω_{мах.исх.}/ω_min.д.]≥8,

что подтверждается фиг.42, полученной при послойном фрезеровании диагностической зоны, фиг.44, определяющей значения 35 физико-механических параметров и наиболее опасной зоной диагностируемого изделия: 2-й зоны боковой рамы из 12-ти диагностированных зон.

Справка: при неразрушающем входном контроле изменение фазового состава в зоне силового развития трещины, значение F_фс-мр-i>8, достаточно для браковки изделия.

Указанные критериальные анализы возможно производить за счет увеличенной чувствительности контактирования акселерометра, обусловленной дублированием информации. (При магнитном крепеже акселерометра ошибка диагностики составляет более 50%, при крепеже струбциной - более 20%, при ручном контактировании 6%. Наличие на торце шпильки повышенной шероховатости в виде трех пирамидок высотой 3 мм позволяет при ручном контактировании увеличить чувствительность, то есть снизить ошибку диагностики до 1%.). В отличие от шпильки с вогнутой поверхностью, анализирующей поступающую энергию из одной зоны контактирования, шпилька с 3-мя пирамидками высотой 3 мм позволяет четко различать ультразвуковые колебания субзерен $$d_{сз-вд-i}^{*}$$ при: УЗК в винтовых дислокациях f_{узк-сз-i} и субзерен $$d_{сз-кд-i}^{*}$$ , при УЗК в краевых дислокациях f_{узк-сз-i}, фиг.41, за счет, как минимум, съема информации с двух контактных зон (повышение чувствительности за счет дублирования аналогично работе фазированной решетки). Итак, последнее стабилизирует показания прибора при ручном контактировании, увеличивает его чувствительность, снижает ошибку диагностики до 1%.

База, на основании которой были выбраны 3-й частотные, структурные диапазоны для диагностики при неразрушающем контроле различного типа дефектов по «МАСИ», представлены на фиг.45. Соотношения параметров колебательной системы приведены на фигуре 46. Соотношения углов разориентации для определения причин деградации (повреждаемости) представлены на фиг.47.

* * *

Преимущество по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами является то, что предлагается соединение: метода свободных колебаний - «МСК», что по Международной Патентной Классификации (Изобретений приборов и способов) - «МПК» классифицируется как: G01N 3/34, G01N 3/32, то есть механические способы закачки пульсирующей энергии вибромолотком; с ультразвуковым методом - «УЗД», определяемым по МПК G01N 29/10, G01B 5/28, G01B 13/22, то есть измеряющим габариты дефектов с помощью акустических волн, в том числе отраженных и эхометодом; с методом магнитной памяти - «ММП», что по МПК G01N 27/72, что обеспечивает анализ магнитными средствами или анализ вихревым током допустимой энергии деформации, тождественной величине поверхностной энергии по А.А. Гриффитсу) и с методом акустоэмиссионного излучения - «АЭИ», что по МПК G01N 29/10, обеспечивающей анализ энергии акустической эмиссии, а именно энергии релаксации, так как прогноз остаточного ресурса тождественен квадрату амплитуды: А²).

Указанное, в совокупности, с МПК, классифицируемой как G01N 29/06, то есть как резонансные частоты, определяющие внутреннее строение вещества, а именно: ячеистую субструктуру, хаотическую субструктуру, сетчатую субструктуру, а также промежуточные значения субструктур, на которых колеблются субзерна, что обеспечивает оценку структурных форм и фазовых составов материала в информативных частотных акустических диапазонах, фиг.45 и фиг.46.

Таким образом съем структурных колебаний, записанных на мембранах той или иной ленгмюровской пленки, обволакивающей дефект, обеспечивает воспроизведение изменившейся формы структуры и ее фазового состава на текущий момент с максимально дефектной зоны диагностируемого объекта, а так как при каждой диагностике одновременно снимаются эталонные значения формы структуры и ее фазового состава в специальном частотном диапазоне, то тем самым определяется история нагружения: силовое или усталостное на фоне той или иной кислотной среды. В общей сложности прибор деградационной индикации материала выдает 35 физико-механических, теплофизических и энергетических параметров, в том числе прогноз остаточного ресурса. Диагностика осуществляется в течение нескольких секунд с площади шириной в 300 мм. Максимальные дефекты оцениваются в трех ортогональных проекциях и определяются их местонахождение по длине объекта. Например, диагностику нефтетрубопровода протяженностью 10000 м возможно произвести в течение недели.

Итак, «МАСИ» - это магнитно-акустический метод анализа структурных изменений: «МАСИ», заключается в съеме амплитудно-частотного портрета структурных колебаний из магнитной памяти мембран диагностируемого материала на момент открытия энергетических щелей, что возможно при турбулизации мембран ленгмюровских пленок куперовскими парами, создающих криогенную температуру и модулирующих альвеновские волны, превращающиеся в поверхностную вибрацию. Таким образом, глубина диагностики достигает 3,5 метра при длине до 100 метров и ширине до 0,3 метра.

Патентный поиск произведен по следующим источникам:

US 3888114 F, 10.06.1975

DE 2821553 F.22.11.1979

SU 1026036 F, 30.06.1983

US 457200 1A, 25.07.1986

RU 2020476 C1, 30.09.1994

SU 1668935 A1, 16.12.1992

ER 0518508 A1, 16.12.1992

FR 2761780 A1, 09.10.1998

RU 2138037 C1. 20.09.1999

RU 2170918 C1. 20.07.2001

RU 2123377 A1, 20.09.2002

RU 2282174 C1. 20.08.2006

RU 2191377 C2, 12.09.2000 Стройпромсервис (совместный анализ в 3-х диапазонах)

RU 2193772 C1, 05.03.2001 Геотепрогресс (использование 5-ти диапазонов частот, определение эталонного угла разориентации)

RU 2217742 C2, 19.06.2001 ИГД (определение эталонной циклической трещиностойкости, определение взаимосвязи с питтингом: СМ и кавитацией: М.

RU 2267776 C1, 02.12.2003 Способ (определение коэффициента перехода через абразивное зерно, определение эквивалентного эталонного угла разориентации).

RU 2267121 - 13.05.2004 - Прочность (определение угла упругого стручивания)

RU 56620 U1, 21.09.2005 НТЦ (полезная модель, разработка анализа с БПФ)

RU 2338177 C1, 23.05.2007 НТЦ (устройство: разработка анализа с БВП, так как при вогнутой поверхности шпильки обеспечивается анализ вейвлет-преобразования Маллата с взвешиванием отцифрованных электрических колебаний и ограничением по времени и амплитуде его базисных функций преобразования с помощью модифицированной оконной функции Хемминга)

RU 2433397 C1-10.11.2011.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.

Фиг.1 - функциональная блок схема заявленного устройства;

Фиг.2 - виды резонансных амплитуд;

Фиг.3 - таблица перетекания энергии из самой оптимальной зоны в соседнюю высокодефектную зону (3 общий лист интерфейса)

(Будет разрушена 4-я зона. Перекачка энергии происходит из зоны 3 в 4 зону

Остаточный ресурс: ΔR_ЕМИО-2=(ΔT₃+0,5·Т_i)=1,405+0,5·4,606=3,708…;

Ресурс составит: R_ЕМИО-2=[1,405+1,5·4,606]=8,314 млн. циклов…)

(При $${\rho }_{мр-i}^{*}<{\rho }_{сд-i}^{*}$$ , ресурс составляет R_ЕМИО-2=ΔT_i+1,5·T_i;

остаточный ресурс равен ΔR_ЕМИО-2=(ΔТ_i+0,5·T_i)

Фиг.4 - Анализ технологического резрушения (отверстия, сварки).

(При наличии седла, когда последующая амплитуда ′А>(0,5·А) (А - амплитуда максимального резонанса) в эталонном диапазоне: f_мр-эт=300÷433,89 Гц;, а в третьем диапазоне: f_сд-о=1899,6÷2674,25 Гц. указанное подтверждается, то это технологическое разрушение, даже когда F_фс-мр=А_мр-i/А_мр-эт<1).

Фиг.5 - Сетчатая субструктура; Остаточный ресурс в данном случае равен:

R_ЕМИО-1=ΔT_i+2,0·T_i=4,5(ΔT_i)+0,00(ЕМИО-1)=4,5%.

Фиг.6 - Потенциально опасный дефект 1-ого типа: развившаяся раковина с холодной трещиной в процессе циклических нагружений, то есть в процессе реальной эксплуатации при низкотемпературном окислении, иначе малоцикловом нагружений с водородным насыщением с порами: «СМ+ВНП», к фиг.5.

Фиг.7 - Таблица физико-механических параметров дефекта к фиг.5 и фиг.6

Фиг.8 - Таблица потенциально опасных параметров дефекта к фиг.5 и фиг.6.

Фиг.9 - Сетчатая субструктура; Остаточный ресурс в данном случае равен:

ΔR_ЕМИО-1=(ΔT_i+1,0·T_i)=1,3(ΔT)+0,00(ЕМИО-1)=1,3%.

Фиг.10 - Потенциально опасный дефект 2 -го типа: развившаяся утяжина с холодной трещиной в процессе циклических нагружений, то есть при низкотемпературном окислении в процессе реальной эксплуатации, иначе малоцикловом нагружений с водородным насыщением с порами: «СМ+ВНП», к фиг.9.

Фиг.11 - Таблица физико-механических параметров дефекта к фиг.9 и фиг.10.

Фиг.12 - Таблица потенциально опасных параметров дефекта к фиг.9 и фиг.11.

Фиг.13 - Сетчатая субструктура; остаточный ресурс в данном случае равен:

ΔR_ЕМИО-1=(ΔT_i+1,0·T_i)=11,9(ΔT_i)+0,00(ЕМИО-1)=11,9%.

Фиг.14 - Потенциально опасный дефект 3-ого типа: развившаяся раковина с холодной трещиной в процессе циклических нагружений, то есть при низкотемпературном окислении в процессе реальной эксплуатации, иначе малоцикловом нагружений с водородным насыщением с порами: «СМ+ВНП», к фиг.13.

Фиг.15 - Таблица физико-механических параметров дефекта к фиг.13 и фиг.14.

Фиг.16 - Таблица потенциально опасных параметров дефекта к фиг.13 и фиг.15.

Фиг.17 - Сетчатая субструктура; остаточный ресурс в данном случае равен:

ΔR_ЕМИО-1=(ΔT_i+1,0·T_i)=29,94(ΔT_i)+0,00(ЕМИО-1)=29,94%

Фиг.18 - Потенциально опасный дефект 3-ого типа: развивающееся точечное наводораживание в процессе реальной циклической эксплуатации, в том числе, малоцикловой, то есть при низкотемпературном окислении, являющееся предвестником внезапного образования холодной трещины из утяжины, иначе малоцикловом нагружений с водородным насыщением «СМ», к фиг.17.

Фиг.19 - Таблица физико-механических параметров дефекта к фиг.17 и фиг.18.

Фиг.20 - Таблица потенциально опасных параметров дефекта к фиг.17 и фиг.18.

Фиг.21- Критерии по определению крупных потенциально опасных дефектов, возникающих из-за специфического структурного изменения формы в утяжинах в зоне термовлияния, отражаемых резонансом с несколькими седлами при величине текстуры деформации $$d_{тд-аз-i}^{*}$$ больше >279 мкм.

Дефект 1-го типа с развившейся внутренней холодной трещиной, резонанс с 2÷4 «седлами»-гребешками.

Дефект 2-го типа с развивающейся внутренней холодной трещиной, резонанс с несколькими «седлами», расположенными на средней высоте сбегающей ветви.

Дефект 3-го типа с развивающейся холодной трещиной, резонанс с несколькими «седлами», расположенными на нижнем уровне сбегающей ветви.

Дефект 4-го типа - начальная стадия развивития холодной трещины за счет точечного наводораживания, таким образом, крупные дефекты связаны с развитием холодных трещин в утяжинах в зонах термовлияния.

Фиг.22 - Белые светлые пленки Бельби, образующиеся под поверхностью контактирования бывшей зоны термовлияния с газовой раковиной при малоцикловом нагружений: «М».

Фиг.23 - «Усталостно-контактное разрушение» рельса в результате контактирования с колесами железнодорожного вагона поезда при малоцикловом нагружений: «М», определяемое как низкотемпературное окисление.

Фиг.24 - Коронка с геодинамическим профилем типа «Птичка» для бульдозеров типа D-375.A японской фирмы «Komatsu» и отечественных бульдозеров типа «Т-35.01» Чебоксарского завода, обеспеспечивающая предотвращение образования карбидных субструктурных сеток из ячеистых дислокационных субструктур металла в процессе эксплуатации, при данном конструктивном решении (фиг.25).

Фиг.25 - Акт сравнительных испытаний коронок рыхлителей бульдозеров типа Т-35.01 по золотоносным породам Хинганско-Бурейского нагорья.

Фиг.26 - Структурные спектры металла коронки с геодинамическим профилем типа «Птичка», момент начала «Пинч-эффекта» по механизму «ЕМИО-2», что предопределяет совокупное увеличение ресурса в 6 раз, несмотря на то, что в зоне термоослабления присутствует дефект: утяжина с развивающейся холодной трещиной на фоне сетчатой дислокационной субструктуры (фиг.24). (СПРАВКА: «М+АК+ВН» (M+N+H) малоцикловое нагружение при азотистокислой коррозии с водородным насыщением $${\rho }_{сд-о}^{*}>{\rho }_{мр}^{*}>{\rho }_{мс}^{*}$$ Из фиг.38 к фиг.26.)

ПОЯСНЕНИЕ к входному контролю, фиг.26

1. Так как плотность потока текущей колебательной энергии: А_мс-i только на 21,6% больше А_мр-эт, то это говорит о том, что после термообработки произошло незначительное изменение фазового состава, а монотонное смещение резонанса до угла разориентации 32,46° говорит о наличии ячеисто-сетчатой субструктуры. Язв и фокуса усталостного излома не наблюдается.

2. Второй диапазон говорит о наличии сетчатой субструктуры в локальной зоне термовлияния с развивающейся утяжиной в браковочную трещину, так как

F_ф.с.-мр=А_мр-i/А_мр-эт=1,29<8.

3. Так как $${\rho }_{сд-о-i}^{*}>{\rho }_{мр-i}^{*}$$ , то имеется «Пинч-эффект» по механизму ЕМИО-2, увеличивающий 100% ресурс в 1,5 раза. Наличие трех гофр говорит о двух последующих увеличениях ресурса по механизму ЕМИО-1, каждый из которых увеличивает ресурс в 2 раза, то есть в совокупности минимум до 600%. Подтверждение: АКТ на фиг.25.

4. Потенциальная энергия, тормозящая усталостные и силовые дефекты, пока развита слабо, А_сд-o-i>А_мр-i только на порядок, то есть действие «Линч-эффекта» по механизму ЕМИО-1 не началось.

Перед аварийной ситуацией А_сд-о-i станет больше A_мр-i в 45-55 раз.

Фиг.27 -Дефект в зоне термовлияния, обнаруженный после сравнительных испытаний при послойном фрезеровании, определяемый как «М+АК+ВН» (M+N+H) - малоцикловое нагружение при азотистокислой коррозии с водородным насыщением, фиг.26.

ПОЯСНЕНИЕ к фиг.27. Изменение фазового состава в зоне дефекта равно F_ф.с.-мр=1,29<8, то есть на 29% больше, фиг.27 отражаемое увеличением амплитуды, а изменение формы структуры за счет смещения резонанса до угла разориентации 39,67° говорит о наличии сетчатой субструктуры, что также подтверждается визуально видимым дефектом в зоне термовлияния на изношенной коронке. Анализ на растровом микроскопе «Tesia BS-300» говорит о наличии нижнего бейнита в структуре сорбита отпуска в виде серпов, обращенных друг к другу в зоне дефекта при уровне твердости 235÷245 НВ и балле зерна №10.

Фиг.28 - Газовая раковина с холодной трещиной в литой боковой раме после термообработке, обнаруженная прибором при входном контроле, возникшая из-за малоциклового нагружения при азотистокислой коррозии с водородным насыщением: «М+АК+ВН».

Фиг.29 - Разрушение литой надрессорной балки при циклических нагрузках в зоне термовлияния в процессе испытания на пульсаторе, определяемое как силовое малоцикловое нагружение при водородном насыщении с порами: «СМ+ВНП».

Фиг.30 - Шестерня полуоси заднего моста автомобиля с зоной схватывания 1-го рода, определяемой как малоцикловое нагружение: «М»

Фиг.31 - Внутренняя обойма подшипника с зоной схватывания 1-го рода, то есть при низкотемпературном окислении, где малоцикловое нагружение характеризуется водородном насыщении с порами: «СМ-ВНП»

Фиг.32 - Схватывание 1-ого рода на шевронном зацеплении колеса при низкотемпературном окислении, что характеризует малоцикловое нагружение: «М».

Фиг.33 - Схватывание 1-ого рода на конической шестерне при низкотемпературном окислении, что характеризует малоцикловое нагружение: «М».

Фиг.34 - Утяжина, образовавшаяся в зоне термовлияния при схлопывании газовой раковины с выходом молекулярного водорода через образовавшиеся поры, определяется развитой внутренней трещиной и, визуально, прогибом внешней поверхности, что характеризует малоцикловые нагрузки с сероводородной и азотистокислой коррозией: «М+СВ+АК»,

Фиг.35 - Окислительный износ наружного кольца подшипника, определяемый малоцикловыми нагрузками с азотистокислой коррозией: «М+АК».

Фиг.36 - Динамическое окисление шевронного зацепления, возникающее при малоцикловых нагрузках: «СМ»

Фиг.37 - Динамическое окисление - «ручейковая коррозия» в стилизованном разрезе трубы с обобществленными язвами кавитационной дорожкой, образовавшей зону фокуса излома, усталостное выкрашивание которого - питтинг привел к созданию продольной вдоль внутренней поверхности трубы на 6° в направлении движения потока за торцевым сварным швом «ручейковой коррозии».

Фиг.38 - Соотношения углов разориентации для определения причин деградации (повреждаемости) по Шаманиной А.Н., Камаевой С.С. и Берману Ал.Д. (Поры образуются при: «Ж+С»; «Ж+биС»; «M+N»; «M+S+N»; «M+N+H»;), например, к фиг.41.

Фиг.39 - Таблица соотношения габаритов дефектов с величинами углов разориентации и с величинами трех частотных диагностируемых диапазонов, а также диапазона УЗК, по Г.Н. Соболевой, Академику А.В. Шубникову и по Графоаналитическому аппарату: «ГАА» А.В. Бермана, базирующемуся на контуре известной диаграммы: «НАГРУЗКА-СМЕЩЕНИЕ», преобразованной из декартовых в полярные координаты.

Фиг.40 - Таблица с примерами совокупных дефектов с потенциально опасными параметрами в 5-ти зонах диагностированного объекта.

Фиг.41 - Сетчатая субструктура дефекта; остаточный ресурс:

ΔF_ЕМИО-1=(ΔT_i+1,0·T_i)=11,9(ΔТ)+0,00(ЕМИО-1)=11,9%

Фиг.42 - Потенциально опасный дефект: развившаяся раковина с холодной трещиной в процессе изготовления к фиг.41. Усадочный резонанс во 2-м диапазоне с одним протяженным седлом F_фс-мр=8,68>8.

Фиг.43 - Таблица физико-механических параметров дефекта, образовавшегося в процессе изготовления к фиг.41 фиг.42.

Фиг.44 Таблица потенциально опасных параметров дефекта к фиг.41 фиг.42

Фиг.45 - База, на основании которой были выбраны 3 частотных, структурных диапазона для диагностики прибором при неразрушающем контроле различного типа дефектов по «МАСИ».

Наложение субзерен и уплотнений из них произведено на номограмму для определения размера зерна в трех частотных, структурных диапазонах:

- габаритов уплотнений из субзерен $$d_{сз-вд}^{*}$$ в зоне винтовых дислокации,

- габаритов уплотнений из субзерен и оксидов железа: $$d_{сз-кд}^{*}$$ в зоне краевых дислокации

- габаритов текстуры деформации: $$d_{тд-аз}^{*}$$ уплотнений из субзерен и оксидов железа в зоне сопрягающихся винтовых дислокации кристаллитов.

Наложение трех частотных, структурных диапазона произведено на номограмму для определения размера зерна:

Фиг.46 - Пример соотношения основных параметров колебаний между зернами в винтовых дислокациях, краевых дислокациях и в текстуре деформации с уплотнениями из оговоренных зерен на различной стадии деградации металла и при различных углах разориентации кристаллитов.

Фиг.47 - Стилизация закачки энергии в поверхность диагностируемого объекта и дублированный съем информации с ленгмюровских пленок, охватывающих дефектные магнитные домены (А - вид в профиль, Б - вид в плане);

{ 1.0 - Молоток.

1.1 - Зонный экран, встроенный в молоток.

1.2 - Элемент руки диагноста, обеспечивающий импульсы ударной упругой деформации источника 1.

2.0 - Поверхность материала диагностируемого объекта 2.

2.1 - Толщина материала объекта 2.

2.2 - Максимальный дефект кристаллической решетки в диагностируемом объекте.

2.3 - Первая ленгмюровская пленка, обволакивавшая магнитный домен на момент изготовления диагностируемого объекта.

2.4 - Мембрана первой ленгмюровской пленки, хранящая память о структурных колебаниях магнитного домена на момент изготовления диагностируемого объекта.

2.5 - Последняя ленгмюровская пленка на момент диагностики, то есть мембраны, в которой отражается память о текущих структурных колебаниях плоскости скольжения дефектного кристаллита магнитного домена.

2.6 - Ядро повышенного давления Буссинесска, образующееся в монолите материала диагностируемого объекта 2 между его поверхностями на момент удара молотком с зонным фокусирующим экраном.

2.7 - Тороидальный резонатор несколько повышенной плотности, образующийся вокруг ядра повышенного давления: 2.6, трансформирующий импульс упругой ударной деформации в направленный поток из куперовских пар [е^→~Ф~е^←].

2.8 - Направленный поток из куперовских пар [е^→~Ф~е^←]: свободных электронов с различными по направлению импульсами, объединенных фононами.

2.9 - Ширина захватываемого потока из куперовских пар уплотнениями пьзоэлектрического датчика ускорений.

3.0 - Пьезоэлектрический датчик ускорений - акселерометр 3.

3.1 - Три пирамидки шпильки акселерометра, обеспечивающие дублирование туннелированнной информации.

3.2 - Диаметр шпильки пьезоэлектрического датчика ускорений, ограничивающий ширину захватываемого потока куперовских пар.

3.3 - Вытянутые уплотненные зоны по ширине поперечного сечения диагностируемого материала объекта, образованные в результате деформирования объемных ядер Буссинесска под тремя пирамидки шпильки датчика ускорений за счет вибрационных колебаний поверхности материала.

3.4 - Краевые эффекты, образуемые излучением отраженной энергии потока куперовских пар концами вытянутых уплотненных зон.

3.5 - Память о структурных колебаниях мембран ленгмюровской пленки, переносимая поперечными магнитогидродинамическими альвеновскими колебаниями на поверхность трех вытянутых уплотненных зон повышенного давления 3.3 для съема их датчиком ускорений.}

СТАТИКА

Устройство для прогнозирования

- остаточного ресурса, при неразрушающем контроле, возникающего в процессе циклических погружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками;

- определения крупных потенциально опасных дефектов, возникающих из-за специфического структурного изменения формы;

- выявления зон хрупкого разрушения из-за резкого возрастания циклической структурной жесткости выше допустимой, для предупреждения о наступающем хрупком разрушении изделия;

- определение изменения зон фазового состава после изготовления объекта или сварного шва, приводящих к потенциально опасным трещинам в усадочных раковинах, газовых раковинах, утяжинах, то есть при входном контроле (фиг.1), содержащее:

источник ударного воздействия 1, фиг.1, прикладываемый к исследуемому объекту, выполненный в виде молотка со встроенным зонным экраном Френеля, обеспечивающим фокусировку энергии удара в виде белого шума в материал исследуемого объекта 2 и, тем самым, обеспечивающим криогенные температуры в мембранах ленгмюровских пленок, обволакивающих магнитные домены в зоне материала исследуемого объекта 2 шириной до 0,3 м, толщиной до 3,5 м и длиной до 100 м при активированной энергетической зоне, без зачистки поверхности диагностируемого объекта,

акселерометр 3 со шпилькой, связанный с исследуемым объектом 2 и предназначенный для преобразования возникающих в материале акустических сигналов ударных импульсов механической деформации ядра повышенного давления в поток куперовских пар и далее, в электромагнитные колебания,

персональный компьютер 4 (фиг.1), связанный через соединительный кабель с акселерометром микрофонным входом и выполненный с возможностью отображения на экране полученных электрических колебаний в реальном масштабе времени и определения возмещения, на фоне экспоненциального затухания, местонахождения максимального дефекта на длине исследуемого объекта, регулирования источника ударного воздействия по уровню электрических колебаний, оцифровывания электрических колебаний посредством встроенного аналого-цифрового преобразователя 5 фиг.1 «звуковой карты», осуществления программного спектрального анализа оцифрованного акустического сигнала путем умножение базисной функции на модернизированную оконную функцию Хемминга с заменой коэффициента 0,5 на полученный методом подбора коэффициент В.В. Лаврова, с последующим быстрым вейвлет-преобразованием Маллатта, достигается максимальная локализация базисной функции по частоте, с максимально уменьшенным взаимовлиянием участков спектра друг на друга, в трех частотных диапазонах f_мс, f_мр и f_сд-о, соответственно регламентирующих развитие малоцикловой усталости на базе винтовых дислокации, расслоений и внутренних трещин без обезуглероживания на базе краевых дислокации, трещин с обезуглероживанием на базе когерентности потоков свободных вакансий, идущих на торможение винтовых и краевых дислокации «Пинч-эффектом», выведения на экран спектра оцифрованного акустического сигнала во всех трех диапазонах, а по вычисленным значениям максимальных резонансных амплитуд А_мс, А_мр, А_сд-о и А_мр-эт обеспечивается вычисление соответствующих им величин смещения максимальных резонансных частот: f_мс, f_мр, f_сд-о, а также f_мр-эт в частотном диапазоне эталонного поддиапазона, снимаемого с мембран первой ленгмюровской пленки, так как обеспечивается ее естественный повтор на мембранах всех ленгмюровских пленок с начала истории нагружения, фактически, это явление является открытием существования магнитной памяти металла, записываемой на мембранах ленгмюровских пленок, а с использованием табличных значений, фиг.39, вычисление соответствующих им значений углов разориентации $${\rho }_{мс}^{*}$$ , $${\rho }_{мр}^{*}$$ , $${\rho }_{сд-о}^{*}$$ и $${\rho }_{мр-эт}^{*}$$ , нахождение величины дефектов по вычисленным значениям смещения максимальных резонансных частот, а также с использованием табличных значений, фиг.39, и определения предположительных причин дефектов по фиг.38, итогового расчета остаточного ресурса и физико-механических параметров объекта, персональный компьютер выполнен с возможностью анализа отображения быстрого вейвлет-преобразования Маллата на мониторе персонального компьютера с взвешиванием оцифрованных электрических колебаний и ограничением по времени и амплитуде его базисных функций преобразования с помощью модифицированной оконной функции Хэмминга в частотных диапазонах: f_мс=17,825÷50,20 Гц, f_мр=81,67956÷433,89 Гц, f_сд-о=1899,66÷2674,25 Гц.

(Воробьев В.И., Грибунин В.Г. Теория и практика вейвлет-преобразований. ВУС, 1999.

Nick Ringsbury. «COMPLEKX WAVELETS FOR SIUFT INVARIANT ANALYASIS AND FILTERING OF SIGNALS». Signal Proceaaing Group, Dept. of Engineering, University of Cambridge, Cambridge CB2 1PZ, UK.)

Так как совокупность электрических колебаний, в которые преобразуется вибрация диагностируемого объекта 2.0 акселерометром 3.0, является аналоговым сигналом, то на момент неразрушающего контроля, когда обеспечивается закачка сфокусированной энергии источником ударного воздействия 1 в материал диагностируемого объекта 2.0, аналого-цифровой преобразователь 5 фиг.1 обеспечивает в первую очередь оцифровку аналогового сигнала, далее осуществляет спектральный анализ оцифрованного сигнала, а затем анализ амплитудно-частотных структурных колебаний в информативных частотных диапазонах, что отражает соответственно изменения фазового состава материала и изменение формы структуры в процессе деградации или омоложения материала объекта.

При сравнении оцифрованных спектров структурных колебаний памяти мембран предыдущей ленгмюровской пленки с оцифрованными спектрами структурных колебаний памяти мембран текущей ленгмюровской пленки оператор сравнения 6 персонального компьютера 4 при повторе оцифрованных спектров структурных колебаний последней ленгмюровской пленки прекращает закачку импульсов механической деформации источником ударного воздействия 1 в зону материала исследуемого объекта 2 путем подачи сигнала с радиоизлучателя на приемную встроенной антенну индикатора молотка 1, чем прекращается диагностика, то есть обеспечивается воздействие результатов функционирования на характер функционирования, в данном случае текущего оцифрованного массива на предыдущий,

отличающееся тем, что устройство:

1 - выполнено с возможностью параллельного съема сигнала с поверхности диагностируемой зоны объекта акселерометром со шпилькой, обеспечивающей адекватный анализ, так как торец шпильки снабжен тремя пирамидкам высотой 3 мм. Таким образом, обеспечивается повышение помехоустойчивости формы структуры отражаемой амплитудой, то есть адекватный анализ за счет параллельного съема сигнала с поверхности диагностируемой зоны объекта 2 пирамидками 3.1, расположенными на торце шпильки 3.2 акселерометра 3.0, так как тем самым обеспечивается дублирование туннелированной информации, устранение фоновых паразитных сигналов, иначе повышается помехоустойчивость формы структуры отражаемой резонансными амплитудами за счет снабжения торца шпильки 3.2 тремя пирамидками 3.1 высотой 3 мм, при этом обеспечиваются, как минимум, две контактирующие зоны от трех пирамидок шпильки, фиг.47, на момент диагностики при ручном контактировании, увеличивая чувствительность, помехоустойчивость, стабильность результатов и снижение тем самым ошибки диагностики до 1%,

2 - упрощает конструкцию за счет использования встроенной внутренней программы, обеспечивающей обратную связь оператором сравнения 6 по прекращению диагностики, что происходит после 10-кратной закачки импульса механической деформации источником ударного воздействия 1 в зону материала исследуемого объекта 2, то есть обеспечивается воздействие результатов функционирования на характер функционирования, в данном случае текущего оцифрованного массива на предыдущий.

3 - увеличивает количество фигурных объектов и объектов со сварными швами, фиг.22-37, так как возможен полный, адекватный критериальный анализ за счет расчета и выведения на экран монитора изменения фазовых составов: F_мс, F_мр, F_сд-о в трех указанных диапазонах.

4 - обеспечивает анализ, в том числе низкотемпературного окисления, со схватыванием 1-го рода, фиг.22-34 на базе определения причин деградации фиг.38.

Указанное позволяет производить:

Во-первых, прогнозирование остаточного ресурса, при неразрушающем контроле, возникающего в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками. Иначе определение ресурса при анализе сдвоенных зон объекта по Академику АН СССР С.Н. Журкову, где происходит перманентное перетекание энергии, а именно из малодефектной зоны в высокодефектную: R_ЕМИО-1=ΔT_i+2,0·T_i и остаточного ресурса: ΔR_ЕМИО-1=(ΔT_i+1,0·T_i) при условии $${\rho }_{мр-i}^{*}>{\rho }_{сд-i}^{*}$$ , А_сд-o-i>2,0·А_мр-эт, где потенциальная энергия ΔT_i берется из малодефектной зоны, а история нагружения на текущий момент отражается величиной T_i, с учетом анализа дополнительной живучести материала за счет наличия «Пинч-эффектов», или по ЕМИО-1, когда развитие белых пленок из твердого раствора кислорода по Бельби, фиг.22, фиг.23, скачкообразно увеличивает ресурс на 100%, или при ЕМИО-2,когда развитие местных естественных щелочных аккумуляторов в волосовинах проката или в усадочных раковинах литья по Е.Н. Соболеву, фиг.27, 28, скачкообразно увеличивает ресурс на 50%,при условии: $${\rho }_{сд-о-i}^{*}>{\rho }_{мр-i}^{*}$$ ресурс составляет: R_ЕМИО-2=ΔT_i+1,5·T_i, а остаточный ресурс: ΔR_ЕМИО-2=(ΔT_i+0,5·T_i), где сдвоенная малодефектная зона объекта определяется нормальными значениями: педела текучести: σ_т-i, сектральной плотностью энергии поглощения ω_i, цклической трещиностойкостью: K_1cf-i, эергоемкостью разрушения: H_w-i, вличиной поверхностной энергии: , цклической изгибной структурной жесткостью: $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ ,а сдвоенная высокодефектная зона определяется параметрами: σ_т-i, ω_i, K_1cf-i, H_w-i, , но со значениями выше исходных или ниже допустимых, а $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ выше допустимой;

во-вторых, определение крупных потенциально опасных дефектов, возникающих в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками, определяемых резонансами с последующими «седлами», отражающими потенциально опасные изменение формы структуры металла в утяжинах в зоне термовлияния, при текстуре деформации более 279 мкм:

Дефект 1-го типа с развившейся внутренней холодной трещиной, резонанс с 2÷4 «седлами»-гребешками, фиг.5, фиг.7, фиг.21;

Дефект 2-го типа с развивающейся внутренней холодной трещиной, резонанс с несколькими «седлами», расположенными на средней высоте сбегающей ветви, фиг.9, фиг.11, фиг.21;

Дефект 3-го типа с развивающейся холодной трещиной, резонанс с несколькими «седлами», расположенными на нижнем уровне сбегающей ветви, фиг.13, фиг.15, фиг.21;

Дефект 4-го типа в начальной стадии при точечном наводораживании в зоне утяжин, фиг.17, фиг.18, фиг.21.

Таким образом, крупные дефекты связаны с развитием холодных трещин утяжин фиг.21 в зонах термовлияния, при низкотемпературном схватывании, как изделия на фигурах 22÷34, в процессе эксплуатации;

в третьих, выявления зон хрупкого разрушения из-за резкого возрастания циклической структурной жесткости выше допустимой для предупреждения о наступающем хрупком разрушении изделия. Иначе анализ зон объектов, отражающих хрупкое разрушения металла в соответствии с энергетической теорией А.А. Гриффитса, с максимальными превышениями значений физико-механических параметров металла: σ_т-i, ω_i, K_1cf-i, H_w-i, над исходными и превышение значения: $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ над допустимыми, при наличии: угла разориентации, критерий которого равен $${\rho }_{мр-i}^{*}=45°$$ , величины изменения фазового состава: F_мр-i≥F_ф.с.-мр=0,1·[ω_{мах.исх.}/ω_min.д.]≥0,8. (Критерий F_мр-i определяется исходной спектральной плотностью энергии поглощения ω_{мах.исх.} и спектральной плотностью энергии поглощения на момент полной деградации ω_min.д), потенциальной энергией ΔT_i, критерий которой равен: 100%≤ΔT_i≤11%, в том числе с отрицательным знаком, в зонах диагностируемого объекта, в структурных частотных диапазонах путем снятия информации как с линейных участков, так и с криволинейных участков с разной толщиной металла, в совокупности критериальные параметры для снятия объекта с эксплуатации равны в одной из диагностированных зон:

F_мр-i≥0,8; $${\rho }_{мр-i}^{*}\ge \mathrm{42,7}°$$ ( $${\rho }_{мр-i}^{*}<\mathrm{42,7}°$$ но $${\rho }_{сд-о-i}^{*}>44°$$ ); $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}>C_{ц.с.ж.-i-доп}^{*}$$ и 100% ≤ΔT_i≤11%;

В-четверых, определения изменения зон фазового состава, после изготовления объекта или сварного шва, приводящих к потенциально опасным трещинам в усадочных раковинах, газовых раковинах, утяжинах, то есть при входном контроле. Иначе анализ при входном контроле потенциально опасных трещин в усадочных раковинах, газовых раковинах, утяжинах, за счет изменения фазового состава во втором диапазоне, критерием которого является или величина: F_мр>8; или 8>F_мр>4 при $$C_{цсж}^{*}>{С}_{цсждеград}^{*}$$ ; $${\rho }_{мр}^{*}>38°$$ , F_сд<170, $$\mathrm{22,4}<d_{суб.зер}^{*}<{\mathrm{11,3}}_{мкм}$$ .

По Ал.Д. Берману, величина F_мр>8 является отношением исходной спектральной плотности энергии поглощения - излучения, то есть при адсорбции - эмиссии, приводящим к структурным изменениям на малоцикловой частоте МЦЧ за счет накопления усталостных дефектов и их залечивания, на момент начала эксплуатации: ω_эт к аналогичному параметру, но на момент полной деградации материала: ω_д, в зоне внутренней трещины без науглероживания, что предопределяет высокую потенциальную опасность при эксплуатации, когда

F_ф.с.-мр=[ω_{мах.исх.}/ω_min.д.]≥8.

В ДИНАМИКЕ

Диагностика устройством:

- для прогнозирования остаточного ресурса при неразрушающем контроле, возникающего в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками;

- определения крупных потенциально опасных дефектов, возникающих из-за специфического структурного изменения формы;

- выявления зон хрупкого разрушения из-за резкого возрастания циклической структурной жесткости выше допустимой для предупреждения о наступающем хрупком разрушении изделия;

- определения изменения зон фазового состава после изготовления объекта или сварного шва, приводящего к потенциально опасным трещинам в усадочных раковинах, газовых раковинах, утяжинах, то есть при входном контроле;

зон объекта 2, фиг.47, по смещению максимальных частотных резонансов структурных колебаний, отражающих изменение формы структуры, и величине их амплитуд, отражающих изменение фазового состава, получаемых при анализе магнитной памяти с мембран ленгмюровских пленок, осуществляется путем закачки источником ударного воздействия 1, фиг.47, фокусирующего ударное излучение в поверхность материала объекта 2 импульсов упругой деформации при напряжении не менее 2 Па. Белый шум импульсов упругой деформации с напряжением более 2 Па обеспечивает их движение со сверхзвуковой скоростью, что образует в диагностируемом металле сплющенное ядро повышенного давления Буссинесска 2.6. (фиг.47), окруженное тороидальным резонатором 2.7, которое трансформирует упругую энергию удара в направленные потоки куперовских пар [е^→~Ф~е^←], представляющих связанные фононом два электрона с разно направленными импульсами, в перефирийном направлении 2.8.

Прохождение мембран ленгмюровской пленки, окружающих магнитные домены, особенно высокодефектные, 2.4 (фиг.47): 2.3, потоком вращающихся куперовских пар: [е^→~Ф~е^←] создает в мембранах, на мгновение, криогенную температуру. Так как мембрана это двумерная колебательная система с распределенными параметрами, то определенная индуктивность ее резонирующей полости модулирует спектром структурных колебаний трансмембранные токи поперечных магнитогидродинамических альфвеновских колебаний, вызываемых турбулентной деформацией на момент прохождения куперовских пар, что приводит последних к распаду. Снятая при этом магнитная память с мембран ленгмюровских пленок на момент изменения энергетических зон накладывается на поперечные магнитогидродинамические альфвеновские колебания 3.5 (фиг.47), частицы которых, двигаясь поперек силовых линий магнитного поля по винтовой траектории, выводят информацию на поверхность образующихся на момент диагностики уплотненных зон ядер повышенного давления Буссинесска 3.3, которые располагаются в вибрирующем металле диагностируемого объекта 2 под торцом шпильки 3.2 акселерометра 3.0, обеспечивая ошибку в прототипе, при ручном контактировании, на момент диагностики, до 6%. Далее спектр, модулированный памятью о структурных колебаниях, поступает на поверхность торца шпильки, 3.2 в датчик ускорений - акселерометр 3.0 (фиг.47), где преобразуется в совокупность электрических колебаний.

Прибор имеет аналого-цифровой преобразователь 5, «звуковую карту» со встроенной программой оператора сравнения обратной связи 6 в персональном компьютере 4, связанный через соединительный кабель с акселерометром 3 микрофонным входом персонального компьютера 4. Совокупность электрических колебаний, в которые преобразуется вибрация диагностируемой зоны объекта 2 (фиг.1) (2. фиг.47) акселерометром 3, обеспечивает возможность отображения на экране получаемых электрических колебаний в реальном масштабе времени и возмущения, на фоне экспоненциального затухания аналового сигнала, что определяет местонахождение максимального дефекта на длине исследуемого объекта, а также регулирует ударное воздействие по уровню электрических колебаний. На момент неразрушающего контроля, когда обеспечивается закачка сфокусированной энергии источником ударного воздействия 1 фиг.1 (1 фиг.47) в материал диагностируемого объекта 2, аналого-цифровой преобразователь 5 обеспечивает оцифровку аналогового сигнала и осуществляет спектральный анализ оцифрованного сигнала, а затем анализ амплитудно-частотных структурных колебаний в информативных частотных диапазонах, а это значит, отражает соответственно изменения фазового состава материала и изменение формы структуры в процессе деградации диагностируемого объекта. Таким образом, на момент открытия запрещенных энергетических зон при турбулентном движении куперовских пар 2.8 (фиг.47) в мембранах 2.4 ленгмюровских пленок 2.3 и 2.5, то есть на момент изменения электронной плотности до 4,7 или до 6,4 валентных электронов, приходящихся в среднем на атом, по Маттиасу Б.Т. в сплавах, компоненты которых сами по себе не являются сверхпроводниками, появляется сверхпроводимость, обеспечивающая съем с мембран 2.4 ленгмюровских пленок, например 2.3, обволакивающих магнитные домены, памяти о амплитудно-частотном спектре структурных колебаний (фиг.47), персональный компьютер обеспечивает выведение на экран спектра оцифрованного акустического сигнала во всех трех диапазонах, а по вычисленным значениям максимальных резонансных амплитуд А_мс, А_мр, А_сд-о и А_мр-эт, обеспечивается вычисление соответствующих им величин смещения максимальных резонансных частот: f_мс, f_мр, f_сд-о, а также f_мр-эт в частотном диапазоне эталонного поддиапазона, снимаемого с мембран первой ленгмюровской пленки, так как обеспечивается ее естественный повтор на мембранах всех ленгмюровских пленок с начала истории нагружения, фактически это явление является открытием существования магнитной памяти металла, записываемой на мембранах ленгмюровских пленок, а с использованием табличных значений, фиг.39, вычисление соответствующих им значений углов разориентации $${\rho }_{мс}^{*}$$ , $${\rho }_{мр}^{*}$$ , $${\rho }_{сд-о}^{*}$$ и $${\rho }_{мр-эт}^{*}$$ , нахождение величины дефектов по вычисленным значениям смещения максимальных резонансных частот с использованием табличных значений, фиг.39, и определения предположительных причин дефектов, фиг.38, итогового расчета остаточного ресурса и физико-механических параметров объекта, например, фиг.7, персональный компьютер 4 фиг.1 выполнен с возможностью анализа отображения быстрого вейвлет-преобразования Маллата на мониторе персонального компьютера с взвешиванием оцифрованных электрических колебаний и ограничением по времени и амплитуде его базисных функций преобразования с помощью модифицированной оконной функции Хэмминга в частотных диапазонах f_мс=17,825÷50,20 Гц, f_мр=81,67956÷433,89 Гц, f_сд.о=1899,66÷2674,25 Гц,

(Воробьев В.И., Грибунин В.Г. Теория и практика вейвлет-преобразований. ВУС, 1999.

Nick Ringsbury. «COMPLEKX WAVELETS FOR SIUFT INVARIANT ANALYASIS AND FILTERING OF SIGNALS». Signal Proceaaing Group, Dept.of Engineering, University of Cambridge, Cambridge CB2 1PZ, UK).

Так как совокупность электрических колебаний, в которые преобразуется вибрация диагностируемого объекта 2.0 акселерометром 3.0, является аналоговым сигналом, то на момент неразрушающего контроля, когда обеспечивается закачка сфокусированной энергии источником ударного воздействия 1 в материал диагностируемого объекта 2.0, аналого-цифровой преобразователь 5 фиг.1 обеспечивает в первую очередь оцифровку аналогового сигнала, далее осуществляет спектральный анализ оцифрованного сигнала, а затем анализ амплитудно-частотных структурных колебаний в информативных частотных диапазонах, что отражает соответственно изменения фазового состава материала и изменение формы структуры в процессе деградации или омоложения материала объекта.

При сравнении оцифрованных спектров структурных колебаний памяти мембран предыдущей ленгмюровской пленки с оцифрованными спектрами структурных колебаний памяти мембран текущей ленгмюровской пленки оператор сравнения 6 персонального компьютера 4 при повторе оцифрованных спектров структурных колебаний последней ленгмюровской пленки прекращает закачку импульсов механической деформации источником ударного воздействия 1 в зону материала исследуемого объекта 2 путем подачи сигнала с радиоизлучателя на приемную встроенной антенны индикатора молотка 1, чем прекращается диагностика, то есть обеспечивается воздействие результатов функционирования на характер функционирования, в данном случае, текущего оцифрованного массива на предыдущий,

устройство отличающееся тем, что

1 - выполнено с возможностью параллельного съема сигнала с поверхности диагностируемой зоны объекта акселерометром со шпилькой, обеспечивающей адекватный анализ, так как торец шпильки снабжен тремя пирамидкам высотой 3 мм. Итак, тем самым обеспечивается повышение помехоустойчивости формы структуры отражаемой амплитудой, то есть адекватный анализ, за счет параллельного съема сигнала с поверхности диагностируемой зоны объекта, 2, вершинами пирамидок, 3.1 торца шпильки, 3.2, акселерометра 3.0, так как тем самым обеспечивается дублирование туннелированной информации, устранение фоновых паразитных сигналов, иначе повышается помехоустойчивость формы структуры, отражаемой резонансными амплитудами, за счет снабжения торца шпильки 3.2 тремя пирамидками 3.1 высотой 3 мм, при этом обеспечивается, как минимум, две контактирующие зоны от трех пирамидок шпильки, фиг.47, на момент диагностики при ручном контактировании, увеличивая чувствительность, помехоустойчивость, стабильность результатов и снижение тем самым ошибки диагностики до 1%;

2 - упрощает конструкцию за счет использования встроенной внутренней программы, обеспечивающей обратную связь оператором сравнения 6 по прекращению диагностики, что происходит после 10-кратной закачки импульса механической деформации источником ударного воздействия 1 в зону материала исследуемого объекта 2, то есть обеспечивается воздействие результатов функционирования на характер функционирования, в данном случае текущего оцифрованного массива на предыдущий;

3 - увеличивает количество фигурных объектов и объектов со сварными швами, фиг.21-36, так как возможен полный адекватный, критериальный анализ за счет расчета и выведения на экран монитора изменения фазовых составов: F_мс, F_мр, F_сд-о в трех указанных диапазонах;

4 - обеспечивает анализ, в том числе низкотемпературного окисления, со схватыванием 1-го рода, фиг.21-33 на базе определения причин деградации фиг.38, то есть при этом персональный компьютер предназначен для анализа дополнительной живучести материала за счет отсутствия или наличия «Пинч-эффектов» по ЕМИО-1, когда развитие белых пленок из твердого раствора кислорода по Бельби скачкообразно увеличивает ресурс на 100% при условии: $${\rho }_{сд-о-i}^{*}<{\rho }_{мр-i}^{*}$$ и при А_сд-о-i>2,0·А_мр-эт или по ЕМИО-2, когда развитие местных естественных щелочных аккумуляторов в волосовинах проката или в усадочных раковинах литья по Е.Н. Соболеву скачкообразно увеличивает ресурс на 50% при условии: $${\rho }_{сд-о-i}^{*}>{\rho }_{мр-i}^{*}$$ .

Итак, считывание памяти о структурных информативных колебаниях с мембран ленгмюровских пленок на базе эффекта Джозефсона, на момент образования в них криогенных температур, осуществляющих тем самым связь с исследуемым объектом и предназначенных для преобразования возникающих в материале акустических сигналов в электрические колебания, персональный компьютер 4, связанный через соединительный кабель с акселерометром 3 микрофонным входом и выполненный с возможностью отображения на экране полученных электрических колебаний в реальном масштабе времени и определения возмущения, на фоне экспоненциального затухания аналогового сигнала, местонахождения максимального дефекта на длине исследуемого объекта, регулирования источника ударного воздействия по уровню электрических колебаний, оцифровывания электрических колебаний посредством встроенного аналого-цифрового преобразователя 5 «звуковой карты», осуществления программного спектрального анализа оцифрованного акустического сигнала путем умножение базисной функции на модернизированную оконную функцию Хемминга с заменой коэффициента 0,5 на полученный методом подбора коэффициент В.В. Лаврова, с последующим быстрым вейвлет-преобразованием Маллатта, достигается максимальная локализация базисной функции по частоте, с максимально уменьшенным взаимовлиянием участков спектра друг на друга, в трех частотных диапазонах f_мс, f_мр и f_сд-о

(Воробьев В.И., Грибунин В.Г. Теория и практика вейвлет-преобразований. ВУС, 1999.

Nick Ringsbury. «COMPLEKX WAVELETS FOR SIUFT INVARIANT ANALYASIS AND FILTERING OF SIGNALS». Signal Proceaaing Group, Dept. of Engineering, University of Cambridge, Cambridge CB2 1PZ, UK.),

соответственно регламентирующих развитие малоцикловой усталости на базе винтовых дислокации, расслоений и внутренних трещин без обезуглероживания, на базе краевых дислокации, трещин с обезуглероживанием, на базе когерентности потоков свободных вакансий, идущих на торможение винтовых и краевых дислокации «Пинч-эффектом», выведения на экран спектра оцифрованного акустического сигнала во всех трех диапазонах, а по вычисленным значениям максимальных резонансных дублированных амплитуд А_мс, А_мр, А_сд-о и А_мр-эт обеспечивается вычисление соответствующих им величин смещения максимальных резонансных частот: f_мс, f_мр, f_сд-о, f_мр-эт, а с использованием табличных значений, фиг.39, вычисление соответствующих им значений углов разориентации $${\rho }_{мс}^{*}$$ , $${\rho }_{мр}^{*}$$ , $${\rho }_{сд-о}^{*}$$ и $${\rho }_{мр-эт}^{*}$$ , а также расчета и выведения на экран монитора изменения фазовых составов: F_мс, F_мр, F_сд-о в трех указанных диапазонах для установления адекватных, критериальных результатов диагностики, нахождение величины дефектов по вычисленным значениям смещения максимальных резонансных частот с использованием табличных значений фиг.39 и, определения предположительных причин дефектов, фиг.38, итогового расчета остаточного ресурса и физико-механических параметров объекта, например, фиг.7, персональный компьютер выполнен с возможностью анализа отображения быстрого вейвлет-преобразования Маллата на мониторе персонального компьютера с взвешиванием оцифрованных электрических колебаний и ограничением по времени и амплитуде его базисных функций преобразования с помощью модифицированной оконной функции Хэмминга в частотных диапазонах f_мс=17,825÷50,20 Гц, f_мр=81,67956÷433,89 Гц, f_сд-о=1899,66÷2674,25 Гц, при сравнении оцифрованных спектров структурных колебаний магнитной памяти мембран предыдущей ленгмюровской пленки с оцифрованными спектрами структурных колебаний памяти мембран текущей ленгмюровской пленки, персональный компьютер при повторе оцифрованных спектров структурных колебаний последней ленгмюровской пленки, прекращает диагностику объекта, то есть обеспечивается воздействие результатов функционирования на характер функционирования в данном случае текущего оцифрованного массива на предыдущий, при этом персональный компьютер предназначен для анализа дополнительной живучести материала за счет отсутствия или наличия «Пинч-эффектов» по ЕМИО-1, когда развитие белых пленок из твердого раствора кислорода по Бельби скачкообразно увеличивает ресурс на 100% при условии: $${\rho }_{сд-о-i}^{*}<{\rho }_{мр-i}^{*}$$ и при А_сд-o-i>2,0·А_мр-эт или по ЕМИО-2, когда развитие местных естественных щелочных аккумуляторов в волосовинах проката или в усадочных раковинах литья по Е.Н. Соболеву скачкообразно увеличивает ресурс на 50% при условии: $${\rho }_{сд-о-i}^{*}>{\rho }_{мр-i}^{*}$$ ,

при этом персональный компьютер предназначен для анализа:

во-первых, остаточного ресурса, при перманентном перераспределении энергии по Академику АН СССР Серафиму Николаевичу Журкову, а именно высокодефектной зоной поглощающей энергию из соседней малодефектной зоны отдающей энергию, фиг.3 (фиг.47), таким образом при анализе ресурс составляет:

или R_ЕМИО-1=ΔT_i+2,0·T_i; а остаточный ресурс: при ΔR_ЕМИО-1=(ΔT_i+1,0·T_i),

или R_ЕМИО-2=ΔT_i+1,5·T_i; а остаточный ресурс: при ΔR_ЕМИО-2=(ΔT_i+0,5·T_i)

где ΔT_i берется из малодефектной зоны;

Т_i является значением на текущий момент;

ЕМИО - естественная магнитно-импульсная обработка «Пинч-эффектом»;

При ЕМИО-1 берется коэффициент: 2 при Т_i для R_ЕМИО-1.

При ЕМИО-2 берется коэффициент: 1,5 при Т_i для R_ЕМИО-2;

во-вторых, определения крупных потенциально опасных дефектов, возникающих в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками определяемых резонансами с последующими «седлами», отражающими потенциально опасные изменения формы структуры металла в утяжинах в зоне термовлияния, при текстуре деформации более 279 мкм:

Дефект 1-го типа с развившейся внутренней холодной трещиной, резонанс с 2÷4 «седлами»-гребешками, фиг.5 и фиг.7;

Дефект 2-го типа с развивающейся внутренней холодной трещиной, резонанс с несколькими «седлами», расположенными на средней высоте сбегающей ветви, фиг.9 и фиг.11;

Дефект 3-го типа с развивающейся холодной трещиной, резонанс с несколькими «седлами», расположенными на нижнем уровне сбегающей ветви, фиг.13 и фиг.15;

Дефект 4-го типа с протяженными цепочками точечного наводораживания, трансформирующимися в утяжины, фиг.17 и фиг.18, и фиг.21.4 (начальная стадия точечного наводораживании в зоне утяжин) и максимальные резонансные амплитуды с рядом седел: А_мс, А_мр, А_сд-о и А_мр-эт на моменты возникновения крупных потенциально опасных дефектов в процессе циклических нагружений, перемежающихся с малоцикловыми нагрузками, фиг.6, фиг.10, фиг.14, фиг.18; фиг.21 в зонах термовлияния с протяженными цепочками точечного наводораживания далее могут трансформироваться в утяжины с наклоном основной резонансной амплитуды вправо, в зонах термовлияния с внутренними газовыми раковинами с холодными трещинами наклон основной резонансной амплитуды обычно симметричен. (Справка: в зонах термоослабления с усадочной раковиной и горячей трещиной наклон основной резонансной амплитуды происходит влево, фиг.2, 3).

Таким образом, крупные дефекты связаны с развитием холодных трещин утяжин фиг.21 в зонах термовлияния, при низкотемпературном схватывании, как изделия на фигурах 22-34 в процессе эксплуатации;

в-третьих, для выявления зон хрупкого разрушения из-за резкого возрастания циклической структурной жесткости выше допустимой, для предупреждения о наступающем хрупком разрушении изделия, иначе зон объектов с максимальными превышениями физико-механических параметров: σ_т-i, ω_i; K_1cf-i; H_w-i; над исходными, а $$C_{ц.с.ж.-i}^{~}$$ над допустимыми, отражающих хрупкое разрушения металла в соответствии с энергетической теорией А.А. Гриффитса, обусловленных $${\rho }_{мр-i}^{*}\ge \mathrm{42,7}°$$ ; F_мр-i≥1,0; ΔT_i<11%, в том числе, с отрицательным знаком или >100%;

в-четвертых, для определения изменения зон фазового состава, в том числе, при входном контроле, из-за потенциально опасных усадочных раковин, газовых раковин, утяжин или при F_мр>8; или при 8>F_мр-i>4, $$C_{цсж-i}^{~}>C_{цсждеград}^{~}$$ , $${\rho }_{мр-i}^{*}>38°$$ , F_сд-i<170, $$\mathrm{22,4}<d_{суб.зер.-i}^{*}<{\mathrm{11,3}}_{мкм}$$ ;

указанное обеспечивается модуляцией поперечных магнитогидродинамических альвеновских волн спектром структурных колебаний записанных на мембранах в процессе обмена энергией и импульсом при отдаче кинетической энергии, то есть при съеме магнитной памяти с мембран и доставке картины модулированного спектра структурных колебаний поперечными магнитодинамическими альвеновскими волнами к вытянутым вглубь поверхности объекта двух-трех уплотнений из ядер повышенного давления Буссинесска, обеспечивая усиление ультразвука дрейфующими носителями заряда и возможность анализа внутреннего строения вещества. Стилизация закачки энергии в поверхность диагностируемого объекта и дублированный съем информации с ленгмюровских пленок, охватывающих дефектные магнитные домены, представлена на фиг.47. - Стилизация закачки энергии в поверхность диагностируемого объекта и дублированный съем информации с ленгмюровских пленок, охватывающих дефектные магнитные домены (А - вид в профиль, Б - вид в плане);

1.0 - Молоток.

1.1 - Зонный экран, встроенный в молоток.

1.2 - Элемент руки диагноста, обеспечивающий импульсы ударной упругой деформации источника 1.

2.0 - Поверхность материала диагностируемого объекта 2.

2.1 - Толщина материала объекта 2.

2.2 - Максимальный дефект кристаллической решетки в диагностируемом объекте.

2.3 - Первая ленгмюровская пленка, обволакивавшая магнитный домен на момент изготовления диагностируемого объекта.

2.4 - Мембрана первой ленгмюровской пленки, хранящая память о структурных колебаниях магнитного домена на момент изготовления диагностируемого объекта.

2.5 - Последняя ленгмюровская пленка на момент диагностики, то есть мембраны, в которой отражается память о текущих структурных колебаниях плоскости скольжения дефектного кристаллита магнитного домена.

2.6 - Ядро повышенного давления Буссинесска, образующееся в монолите материала диагностируемого объекта 2 между его поверхностями на момент удара молотком с зонным фокусирующим экраном.

2.7 - Тороидальный резонатор несколько повышенной плотности, образующийся вокруг ядра повышенного давления: 2.6, трансформирующий импульс упругой ударной деформации в направленный поток из куперовских пар [е^→~Ф~е^←].

2.8 - Направленный поток из куперовских пар [е^→~Ф~е^←], свободных электронов с различными по направлению импульсами, объединенных фононами.

2.9 - Ширина захватываемого потока из куперовских пар уплотнениями пьзоэлектрического датчика ускорений.

3.0 - Пьезоэлектрический датчик ускорений - акселерометр 3.

3.1 - Три пирамидки шпильки акселерометра, обеспечивающие дублирование туннелированнной информации.

3.2 - Диаметр шпильки пьезоэлектрического датчика ускорений, ограничивающий ширину захватываемого потока куперовских пар.

3.3 - Вытянутые уплотненные зоны по ширине поперечного сечения диагностируемого материала объекта, образованные в результате деформирования объемных ядер Буссинесска под тремя пирамидки шпильки датчика ускорений за счет вибрационных колебаний поверхности материала.

3.4 - Краевые эффекты, образуемые излучением отраженной энергии потока куперовских пар концами вытянутых уплотненных зон.

3.5 - Память о структурных колебаниях мембран ленгмюровской пленки, переносимая поперечными магнитогидродинамическими альвеновскими колебаниями на поверхность трех вытянутых уплотненных зон повышенного давления 3.3 для съема их датчиком ускорений.

Технический результат: обмен энергией и импульсом при отдаче кинетической энергии, обеспечивающий усиление ультразвука дрейфующими носителями заряда, что обеспечивает возможность анализа внутреннего строения вещества, впервые четко стало фиксироваться предлагаемым устройством при неразрушающем контроле за счет дублирования снимаемой информации тремя пирамидками 3.2. шпильки акселерометр, фиг.47.

Предлагаемое техническое решение подтверждается следующим:

- при наличии шпильки 3.2 акселерометра 3.0 без пирамидок 3.1 ошибка диагностики составляет до 6%,

- при наличии шпильки 3.2 акселерометра 3.0 с одной прирамидкой 3.1 ошибка диагностики составляет до 6%,

- при наличии шпильки 3.2 акселерометра 3.0 с двумя прирамидками 3.1 ошибка диагностики составляет до 5%,

- при наличии шпильки 3.2 акселерометра 3.0 с тремя прирамидками 3.1 ошибка диагностики составляет до 1%.

Таким образом, при наличии трех пирамидок 3.1 на шпильке акселерометра обеспечивается устойчивый съем дублированной информации с повторяющейся электронной плотностью в вытянутых уплотнениях 3.3, так как оно зависит от массы атомов, геометрии кристаллических решеток и упругости химических связей, а тем самым обеспечивается возможность анализа внутреннего строения вещества, то есть четырех оговоренных моментов неразрушающего контроля:

- прогнозирования остаточного ресурса;

- определения крупных потенциально опасных дефектов;

- выявления зон хрупкого разрушения;

- определения изменения зон фазового состава, в том числе при входном контроле.

Устройство для прогнозирования остаточного ресурса при неразрушающем контроле; определения крупных потенциально опасных дефектов; выявления зон хрупкого разрушения; определения изменения зон фазового состава;
содержащее источник ударного воздействия, прикладываемый к исследуемому объекту, выполненный в виде молотка со встроенным зонным экраном Френеля, обеспечивающим фокусировку энергии удара,
акселерометр со шпилькой, связанный с исследуемым объектом и предназначенный для преобразования возникающих в материале акустических сигналов в электрические колебания,
персональный компьютер, связанный через соединительный кабель с акселерометром микрофонным входом и выполненный с возможностью отображения на экране полученных электрических колебаний в реальном масштабе времени и определения на фоне экспоненциального затухания местонахождения максимального дефекта на длине исследуемого объекта, регулирования источника ударного воздействия по уровню электрических колебаний, оцифровывания электрических колебаний посредством встроенного аналого-цифрового преобразователя «звуковой карты», осуществления программного спектрального анализа оцифрованного акустического сигнала в трех частотных диапазонах f_мс, f_мр и f_сд-о и выведения на экран спектра оцифрованного акустического сигнала во всех трех диапазонах, персональный компьютер выполнен с возможностью анализа отображения быстрого вейвлет-преобразования Маллата на мониторе персонального компьютера с взвешиванием оцифрованных электрических колебаний и ограничением по времени и амплитуде его базисных функций преобразования с помощью модифицированной оконной функции Хэмминга в частотных диапазонах f_мс=17,825÷50,20 Гц, f_мр=81,67956÷433,89 Гц, f_сд-о=1899,66÷2674,25 Гц, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью параллельного съема сигнала с поверхности диагностируемой зоны объекта акселерометром со шпилькой, торец которой снабжен тремя пирамидками высотой 3 мм, обеспечивающими, как минимум, две контактирующие зоны от трех пирамидок шпильки на момент диагностики, причем устройство содержит встроенную внутреннюю программу, обеспечивающую обратную связь оператором сравнения по прекращению диагностики, что происходит после 10-кратной закачки импульса механической деформации источником ударного воздействия в зону материала исследуемого объекта.