Evident LogoOlympus Logo
洞见博客

Анализ потенциала инновационной технологии TFM-визуализации в оценке структурной целостности — Мнение клиента

作者  -
Женщина-инженер наблюдает за строительством моста

EWI — поставщик инженерных услуг, базирующийся в США. Специалисты EWI используют современные инструменты и методы для проверки (оценки) технического состояния в рамках анализа отказов и оптимизации проектирования. При оценке надежности критических конструкций, таких как мосты, самолеты и энергетические турбины, инженеры должны быть хорошо знакомы с фактором, существенно влияющим на срок службы структур — циклической нагрузкой. Циклическая нагрузка — это периодически повторяющееся приложение силовых воздействий в определенных местах. Например, в случае моста нагрузка исходит от транспортных средств, постоянно проезжающих по нему, а в случае крыльев самолета нагрузка возникает из-за колебаний давления воздуха.

Крупным планом: мостовые стальные балки — элементы конструкции, подвергающиеся воздействию циклического нагружения.

Фотография из окна приземляющегося самолета с циклически нагруженными выпущенными закрылками крыла для замедления полета.

Со временем, циклическое напряжение может вызвать усталостное разрушение конструкции.

Oleg Volf, Principal Engineer, NDE Technology Group, EWI (Edison Welding Institute)

EWI стремится оставаться в авангарде новых технологий, чтобы обеспечить своим инженерам самые эффективные и действенные инструменты оценки. Олег Вольф [Oleg Volf], главный инженер EWI, недавно возглавил группу специалистов по неразрушающему контролю (НК) для тестирования возможностей TFM-визуализации (метода общей фокусировки) дефектоскопа OmniScan™ X3.

Олег и его команда решили проверить, сможет ли TFM улучшить измерения усталостных трещин и каким образом. Повышение точности измерений, например, позволило бы лучше рассчитать скорость развития усталостных трещин и повысить точность прогнозирования отказов.

Одним из инструментов для надежного отслеживания роста трещин является экстензометр. Экстензометр вставляется в устье трещины, и показания напряжения используются для измерения деформируемости материала под действием нагрузки. Экстензометр использовался в качестве базового сравнения для данного эксперимента.

Результаты измерения роста трещин — сравнение методов УЗК ФР и TFM

Для испытания образца на стойкость к непрерывно возрастающему давлению и мониторинга роста усталостных трещин команда EWI установила в лаборатории гидравлическую систему нагружения, в соответствии со стандартом ASTM E1820 (Измерение вязкости разрушения). Для получения дополнительной информации об эксперименте, включая используемое оборудование, методологию и результаты, см. Анализ примера из практики.

ФР-преобразователь Olympus и призма Rexolite на стандарте ASTM E1820

ПФР, призма и образец, используемые EWI для испытания на вязкость разрушения и усталостную трещиностойкость

Для измерения скорости роста трещины был использован дефектоскоп OmniScan™ X3, затем результаты УЗК ФР были сопоставлены с данными TFM. Было использовано секторное сканирование ФР и режимы TFM TT (импульс-эхо), TT-T (самотандем). Измерения проводились через определенные промежутки времени и сравнивались с результатами, полученными с помощью экстензометра.

Отображение данных S-скан ФР на экране OmniScan X3: вершина надреза и угловой отражатель

Изображения, полученные методом общей фокусировки (TFM) в режимах TT и TTT с помощью дефектоскопа OmniScan X3 Olympus

Изображения S-скан ФР (вверху) и TFM (внизу), полученные с помощью дефектоскопа OmniScan™ X3

Улучшенное понимание природы трещин

По завершении эксперимента, Олег Вольф так резюмировал преимущества TFM для оценки роста усталостных трещин:

  • Упрощенный процесс сбора данных по сравнению с использованием экстензометров, камер и датчиков падения электрического потенциала (EPD), которые измеряют трещину по косвенным признакам и требуют тщательной настройки и калибровки.
  • Точные и достоверные измерения. Результаты TFM оказались более точными, по сравнению с УЗК ФР и экстензометром, с небольшим отрывом.
  • Легкая интерпретация и доступность данных. Метод визуализации TFM четко отображает ориентацию трещины (угол, степень разветвления и т.д.), предоставляя инженерам ценную информацию о природе распространения (даже тем, кто не является экспертом по анализу данных УЗК).

Олег подчеркнул, что «улучшенные разрешение и точность, достигаемые с помощью методов FMC/TFM при контроле чувствительных к усталости конструкций, представляют потенциал для повышения точности обнаружения и определения размеров усталостных трещин, что, соответственно, повысит точность инженерных методов оценки долговечности». 1

Инженеры EWI намерены провести дальнейшие испытания с использованием TFM для подтверждения данных результатов и, в частности, протестировать метод на других более сложных формах усталостных трещин. Данное предварительное исследование показывает, что информация, полученная с помощью TFM-визуализации, может способствовать повышению безопасности инфраструктуры и улучшению проектирования конструкций.

1Volf, Oleg. EWI Technical Insights. «Crack Growth Monitoring with Phased-Array Total Focusing Method (TFM).» July 2020.

См. также

Пример из практики: Оценка роста трещин в конструкциях при циклической нагрузке с использованием метода общей фокусировки (TFM)

Блог-пост: Контроль болтовых соединений мостов с использованием фазированной решетки

Вебинар: Основы метода общей фокусировки (TFM)

Executive Director, Global NDT Applications Engineering

Emilie Peloquin has been working in the welding/NDT industry since 2009. She holds an associate degree in applied science and is educated in a wide variety of NDT methods. She joined Evident in 2014 and has held positions ranging from technical support to product management, focusing on ultrasonic, phased array, and other advanced inspection technologies. In her current role, she supports a variety of applications across numerous industries. Emilie is also heavily involved in codes and standards development for ultrasonic techniques and was elected in 2022 to the board of directors for the American Society for Nondestructive Testing (ASNT).

二月 9, 2021
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country