Градиентный метод идентификации структурных неоднородностей в электрическом контроле оборудования, изделий и материалов

Разработан градиентный метод идентификации структурных неоднородностей в объектах контроля промышленного оборудования и изделий на основе анализа распределения электрического потенциала внутри одиночного рефлекса. Расчетно-графический метод был применен для анализа результатов электрического контроля оборудования АЭС при его изготовлении. Рассматриваемая цель исследования заключалась в определении степени воспроизводимости результатов электрического контроля и разработке для этого универсального цифрового идентификатора структурных неоднородностей. Одиночные рефлексы характеризуются внутренним давлением и распределением электрического потенциала, который имеет градиент. На потенциограммах одиночные рефлексы выделяли методом электрофизической хроматографии с помощью двойной амплитудной дискриминации по разработанным программным кодам. Возникновение картин распределения потенциалов на поверхности контролируемого изделия связано с наличием в нем неоднородных полей внутренних напряжений и деформаций. Для определения локального значения внутреннего давления в структурных неоднородностях оценивали значение плотности энергии. Эту оценку для одиночных рефлексов получали, используя значение плотности электронов в металлах и сплавах. Величина градиента соответствует напряженности электрического поля вокруг рефлекса. На поверхности одиночный рефлекс представляет собой фигуру из концентрических шестиугольников или других геометрических фигур. В объемном изображении рефлекс имеет вид пирамиды, в основании которой заключена определенная фигура. Шестиугольная форма рефлекса связана с квазиравновесным распределением нормальных и касательных напряжений вокруг точечной неоднородности. Для уровня фиксации в интервале (0 £ SLS < 1) значение внутреннего давления в сталях близко к пределу прочности, для интервала отрицательных значений (-0,7 £ SLS < -0,4) – к пределу текучести.

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. Москва: Наука, 1988. 512 c. Режим доступа: https://djvu.online/file/7yKdiaQMEUkVZ?ysclid=m1ozwi9qqu4986992 (дата обращения: 10.09.2024).

2. Сурин В.И., Иваний М.Б., Волкова З.С., Щербаков А.А. Конструирование приборов и установок электрического неразрушающего контроля. Часть 1. Теоретические основы контактной потенциометрии. Москва: НИЯУ МИФИ, 2024. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=iknlas (дата обращения: 07.09.2024).

3. Сурин В.И., Польский В.И., Осинцев А.В., Джумаев П.С. Применение метода сканирующей контактной потенциометрии для регистрации образования зародышевой трещины в сталях. Дефектоскопия. 2019;1:53–60. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37057859 (дата обращения: 07.09.2024).

4. Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous electron gas. Physical Review. 1964;136:B864–B871. https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B864

5. Kohn W., Sham L.J. Self-consistent equations including exchange and correlation effects. Physical Review. 1965;140:A1133–A1138. https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133

6. Kohn W., Lang N.D., Lundqvist S., March N.H., Vashishta P., Bart U., Williams A.R. Theory of the inhomogeneous electron gas. New York: Plenum Press, 1983. Available at: https://archive.org/details/theoryofinhomoge0000unse/page/n7/mode/2up (accessed 05.09.2024).

7. Kittel Ch. Introduction to solid state physics. 8th ed. New Jersey: John Wiley & Sons, 2005. Available at: http://metal.elte.hu/~groma/Anyagtudomany/kittel.pdf (accessed: 10.09.2024).

8. Баранов В.М., Евстюхин Н.А., Сурин В.И. К теории ЭДС, наведенной деформацией металлов и сплавов. Сборник научных трудов. Научная сессия МИФИ-2003. 2003;9:122–124. Режим доступа: http://library.mephi.ru/data/scientific-sessions/2003/9/122.html (дата обращения: 07.09.2024).

9. Alwaheba A.I., Surin V.I., Ivanova T.E., Ivanov O.V., Beketov V.G., Goshkoderov V.A. Detection of defects in а welded joint by scanning contact potentiometry. Nondestructive testing and evaluation. 2021;36(3):261–277. https://doi.org/10.1080/10589759.2020.1740702

10. Surin V.I., Alwaheba A.I., Beketov V.G., Abu Gazal A.A. Alternative method of non-destructive testing for nuclear power plant. International conference on physics of reactors: Transition to a scalable nuclear future. PHYSOR 2020. EPJ Web of Conferences. 2021;247:11002. https://doi.org/10.1051/epjconf/202124711002

11. Щербань А.С., Михайлевский Д.А., Павличенко А.В., Томилин С.А. Технологические особенности ультразвукового контроля сварных соединений из стали аустенитного класса марки 10Х15Н9С361-Ш (ЭП302-Ш). Современные технологии и автоматизация в технике, управлении и образовании: сборник трудов VI Международной научно-практической конференции. Том 1. Балаково, 2024. С. 194–201. Режим доступа: https://biti.mephi.ru/wp-content/uploads/2024/07/ТОМ-I.pdf (дата обращения: : 07.09.2024).

12. Сурин В.И., Щербань А.С., Щербаков А.А., Иваний М.Б., Жидков М.Е., Томилин С.А., Козлов А.В. Представление результатов электрического контроля методом электрофизической хроматографии. Глобальная ядерная безопасность. 2023;2(47):39–49. EDN: TFDGAT. https://doi.org/10.26583/gns-2023-02-05

13. Сурин В.И., Щербань А.С., Щербаков А.А., Жидков М.Е., Томилин С.А., Иваний М.Б. Обоснование применимости метода сканирующей контактной потенциометрии для контроля оборудования АЭС при его изготовлении. Глобальная ядерная безопасность. 2023;13(1):36–53. https://doi.org/10.26583/gns-2023-01-04