Лазерно-ультразвуковой метод и средство дефектоскопии паяных соединений
Диссертация
В настоящее время при производстве изделий РКТ используются специальные материалы, а также различные технологии создания сложных соединений, таких как вакуумно-компрессионная пайка, сварка трением с перемешиванием и др. При этом широко применяемые сегодня в РКТ традиционные методы и средства неразрушающего контроля (НК) не обеспечивают требуемый уровень достоверности данных о наличии дефектов… Читать ещё >
Содержание
- 1. Анализ существующих методов контроля качества изготовления паяных соединений
- 1. 1. Особенности конструкции при изготовлении паяных соединений камер жидкостных ракетных двигателей
- 1. 2. Анализ различных дефектов, возникающих в тонкостенных паяных соединениях камер жидкостных ракетных двигателей
- 1. 3. Обоснование пути решения задачи контроля качества изготовления паяных соединений на основе результатов сравнения различных методов контроля
- Выводы по 1 разделу
- 2. Разработка комплексной модели термооптического возбуждения и распространения ультразвуковых волн в геометрически сложных конструкциях паяных соединений жидкостных ракетных двигателей
- 2. 1. Анализ распространения ультразвуковых волн в оребренных конструкциях
- 2. 2. Модель ближней зоны возбуждения и оптоакустической трансформации лазерного импульса
- 2. 2. 1. Термооптическое возбуждение ультразвука и его передаточная функция
- 2. 2. 2. Анализ изменения профилей оптоакустических сигналов при распространении
- 2. 3. Модель распространения ультразвуковых импульсов в дальней зоне
- Выводы по 2 разделу
- 3. Разработка методического аппарата и средства контроля качества изготовления паяных соединений на основе лазерно-ультразвуковой дефектоскопии
- 3. 1. Анализ прочностных характеристик паяных соединений
- 3. 2. Результаты экспериментальных исследований прочности паяных соединений сопла верхнего ЖРД 14Д
- 3. 3. Разработка оптоакустического преобразователя
- 3. 3. 1. Иммерсионный метод термооптического возбуждения ультразвуковых колебаний
- 3. 3. 2. Принципиальная схема оптоакустического преобразователя
- 3. 3. 3. Анализ диаграммы направленности термооптических источников ультразвуковых волн
- 3. 3. 4. Анализ влияния волновых явлений на изменение акустического тракта
- 3. 4. Разработка способов интерпретации акустических сигналов и анализ оптоакустических изображений для различных зон контроля камер жидкостных ракетных двигателей
- 3. 4. 1. Характеристика оптикоакустических изображений в зоне подколлекторного кольца сопла верхнего
- 3. 4. 2. Сущность способа глубинных маркеров
- 3. 4. 3. Критерии оценки дефектности паяных соединений сопел камер жидкостных ракетных двигателей
- 4. 1. Методика контроля качества изготовления паяных соединений сопел камер ЖРД 14Д23 и РД0124А
- 4. 2. Подтверждение достоверности результатов контроля с применением способа глубинных маркеров
- 4. 3. Способ определения частичного непропая сопел камер жидкостных ракетных двигателей
- 4. 4. Результаты экспериментальной апробации методики контроля качества изготовления паяных соединений на основе лазерно-ультразвуковой диагностики сопел камер ЖРД 14Д23 и
Список литературы
- Петрунин И.Е., Лоцманов С. Н., Николаев Г. А. Пайка металлов 2-е изд. М.: Металлургия, 1973.
- Справочник по пайке. / Под ред. С. Н. Лоцманова, И. Е. Петрунина, В. П. Фролова. М.: Машиностроение, 1975.
- Потак Я.М. Хрупкое разрушение стали и стальных деталей. М.: Оборонгиз, 1955.
- Золоторевский B.C. Механические испытания и свойства металлов. -М.: Металлургия, 1974.
- Парфенова Л.В., Парфенов А. Н. и др. Прочность соединений при пайке двухфазными припоями // Сварочное производство. 1976. № 1.
- Николаев Г. А., Киселев А. И. Работа мягкой прослойки паяных соединений // Сварочное производство. 1960. № 12.
- Кузнецов O.A., Погалов А. И. Прочность паяных соединений. М.: Машиностроение, 1987.
- Парфенов А.Н. Низкотемпературные припои и флюсы. Справочник по пайке / Под ред. И. Е. Петрунина. Изд. 3-е. М.: Машиностроение, 2003.
- Парфенов А.Н. Проблема черной контактной площадки и иммерсионного золочения // Практическая силовая электроника. 2003. № 12.
- Давиденков H.H. Динамические испытания металлов. М.: ОНТИ, 1936.
- Фридман Я.Б. Единая теория прочности. М: Оборонгиз, 1943.
- Неровный В.М., Ямпольский В. М. Сварочные дуговые процессы в вакууме. М: Машиностроение, 2002.
- Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 3: И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. Ультразвуковой контроль. 2-е изд., испр. — М.: Машиностроение, 2006.
- Карабутов А.А., Матросов М. П., Подымова Н. Б., Пыж В.А. Импульсная акустическая спектроскопия с лазерным источником звука. // Акустический журнал. 1991 .Т.37(2). С. 311.
- Карабутов А.А., Матросов М. П., Подымова Н. Б. Термооптический генератор широкополосных импульсов сдвиговых волн. // Акустический журнал. 1993.Т.39(2). С. 373.
- Гусев В.Э., Карабутов А. А. Лазерная оптоакустика. М.: Наука, 1991.
- Бахвалов Н.С., Жилейкин Я. М., Заболоцкая Е. А. Нелинейная теория звуковых пучков. М.: Наука, 1982.
- Виноградова М.Б., Руденко О. В., Сухоруков А. П. Теория волн. М.: Наука, 1990.
- Karabutov A.A., Podymova N.B., Letokhov V.S. Time-resolved laser optoacoustic tomography of inhomogeneous media. // Appl. Phys. B. 1996. Vol.63. P.545.
- Кузьмин В.Л., Романов В. П. Характерные эффекты при рассеянии света в неупорядоченных системах. // УФН. 1996.Т. 166. С. 247.
- Karabutov А.А., Pelivanov I.M., Podymova N.B., Skipetrov S.E. Direct measurement of the spatial distribution of light intensity in a scattering medium. // JETF Lett. 1999. Vol.70(3). P. 183.
- Карабутов A.A., Пеливанов И. М., Подымова Н. Б., Скипетров С. Е. Измерение оптических характеристик рассеивающих сред оптико-акустическим методом. // Квантовая электроника. 1999. Т.29. № 3. С. 215.
- Физические величины. Справочник. М.:Энергоатомиздат. 1991.
- Scott W.R., Gordon P.F. Ultrasonic analysis for nondestructive testing of layered composite materials. // J. Acoust. Soc. Am. 1977. Vol.62(1). P. 108.
- Карабутов А.А., Керштейн И. М., Пеливанов И. М., Подымова Н. Б. Распространение продольных и сдвиговых акустических видеоимпульсов в однонаправленных графито-эпоксидных композитах. // Акустический журнал. 1999. Т.45(1). С. 105.
- Карабутов A.A., Кожушко В. В., Пеливанов И. М., Подымова Н. Б. Исследование оптико-акустическим методом прохождения широкополосных ультразвуковых импульсов через периодические одномерные структуры. // Акустический журнал. 2000. Т.46. № 4. С. 510.
- Bal G., Keller J.B., Papanicolaou G., Ryzhik L. Transport theory for acoustic waves with reflection and transmission at interfaces. // Wave Motion. 1999.Vol.30(4). P.303.
- Лепендин Л.Ф. Акустика. M.: Высшая школа, 1978.
- Скучик Е. Основы акустики. М.: Мир, 1976.
- Vary A. Ultrasonic measurements of material properties. // Resonans techniques in nondestructive testing. 1980. Vol.4. P. 160.
- Труэлл P., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Мир, 1972.
- Дьелесан Э., Руайе Д. Упругие волны в твердых телах. М.: Наука, 1982.
- Карабутов A.A., Керштейн И. М., Пеливанов И. М., Подымова Н. Б. Диагностика дефектов структуры композитов лазерным оптико-акустическим методом. // Тезисы конф. «Современные проблемы механики». 1999. С. 229.
- Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. Т.1. М.: Мир, 1983.
- Гузь А.Н., Махорт Ф. Г., Гуща О. И. Введение в акустоупрогость. -К.: Наукова думка, 1977.
- Овсеенко А.Н., Серебряков В. И., Гаек М. Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения. М: НТЛ, 2003.
- Никитина Н.Е. Акустоупругость. Опыт практического применения. Н. Новгород: ТАЛАМ, 2005.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Т.7. Теория упругости. М.: Наука, 1987.
- Дьелесан Э., Руайе Д. Упругие волны в твердых телах. М.:Наука, 1982.
- Карабутов А. А, Кожушко В. В., Пеливанов И. М., Митюрич Г. С. Интерференция встречных продольных акустических волн в изотропной поглощающей пластинке и периодической структуре с дефектами // Акустический журнал. 2001. том 47. № 6. С. 816.
- Экспериментальная механика. / Под. ред. Кобаяси А. М: Мир, 1990.
- Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966.
- Физическая акустика. / Под ред. У. Мэзона. Том 1 Методы и приборы ультразвуковых исследований. М.: Мир, 1966.
- Abraham О. et al. The use of surface waves for non-destructive testing of concrete structures // Insight. 2000. V. 42. № 7. P. 444−446.
- Викторов И. А, Зубова O.M. Нормальные волны в твердом цилиндрическом слое. // Акустический журнал. 1963. том 9. № 1. С. 19−22.
- Zemanek J. An experimental and theoretical investigation of elastic wave propagation in a cylinder// J. Acoust. Soc. Amer. 1972. V. 51. P. 265−283.
- Mindlin R.D., Fox E.A. Vibration and waves in elastic bars of rectangular cross-section // Trans. ASME, J. Appl. Mech. 1960. V. 27. P. 152−158.
- Ashley S. Nondestructive evaluation with laser ultrasound // Mechanical Engineering. 1994. October. P. 63−66.
- Чабанов B.E. Лазерный ультразвуковой контроль материалов. Л. Изд-во ЛГУ, 1986.
- Щербаков А.А., Данилов В. Н. Определение эффективной частоты эхоимпульса ультразвуковых преобразователей // Дефектоскопия, 1998. № 4. С. 23−31.
- ГОСТ 17 325–79 Пайка и лужение. Основные термины и определения.
- ГОСТ 19 249–73 Соединения паяные. Основные типы и параметры.
- ГОСТ 23 479–79 Контроль неразрушающий. Методы оптического вида. Общие требования.
- ГОСТ 18 442–80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования.
- ГОСТ 24 715–81 Соединения паяные. Методы контроля качества.
- ГОСТ 26 126–84 Контроль неразрушающий. Соединения паяные. Ультразвуковые методы контроля качества.
- ГОСТ 20 426–82 Контроль неразрушающий. Методы дефектоскопии радиационные. Область применения.
- ОСТ 92−1190−88 Соединения паяные металлические и керамические. Типовые технологические процессы пайки.
- ГОСТ 14 782–86 Контроль неразрушающий соединения сварные. Методы ультразвуковые.
- ГОСТ 21 105–87 Контроль неразрушающий магнитопорошковый метод.
- ГОСТ 26 790–85 Техника течеискания. Термины и определения.
- ГОСТ 28 517–90 Контроль неразрушающий. Масс-спектрометрический метод течеискания. Общие требования.
- Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 1: В 2 кн. Кн. 1: Ф. Р. Соснин. Визуальный и измерительный контроль. Кн. 2: Ф. Р. Соснин. Радиационный контроль. 2-е изд., испр. — М.: Машиностроение, 2006.
- РД 03−606−03 Инструкция по визуальному и измерительному контролю.
- Еремин Н.И. Магнитная порошковая дефектоскопия. Л.: Машгиз, 1947.
- Шелихов Г. С. Магнитопорошковая дефектоскопия в рисунках и фотографиях: Практическое пособие. М.: Диагностич. науч.-техн. центр «Дефектоскопия», 2002.
- Зацепин Н.И. Неразрушающий контроль (избранные вопросы теории поля). М.: Наука и техника, 1979.
- Щербинский В.Г., Алешин Н. П. Ультразвуковой контроль сварных соединений. М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 2000.
- Ультразвуковые преобразователи. / Под ред. Е. Кикучи. М.: Мир, 1972.
- Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля. / Под ред. И. Н. Ермолова. М.: Машиностроение, 1986.
- Парфенов А.Н. Введение в теорию прочности паяных соединений // Технологии в электронной промышленности. 2008. № 2.
- Долгов Ю.С., Сидохин Ю. Ф. Вопросы формирования паяного шва. -М.: Машиностроение, 1973.
- Лашко Н.Ф., Лашко C.B. Пайка металлов. М.: Машиностроение, 1977.
- Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость. -М.: Машиностроение, 1974с.
- Писаренко Г. С., Можаровский Н. С., Антипов Е. А. Сопротивление жаропрочных материалов нестационарным силовым и температурным воздействиям. Киев: Наукова думка, 1974.
- Проектирование технологий пайки металлических изделий: Справочник. Лашко C.B., Лашко Н. Ф., Нагапетян Н. Г. и др. М.: Металлургия, 1983.
- Болышаков А.П., Новиков С. А., Синицын В. А. и др. Прочность сварных и клеевых соединений при динамическом растяжении. // Проблемы прочности. 1980. № 11. С. 85−86.
- Семенов В.Н., Чулков Ю. П., Комаров Л. Н. Определение допустимых напряжений в процессе пайки. // Сварочное производство. 1981. № 3. С. 11−13.
- Стеклов О.И., Лапшин Л. Н. Коррозионно-механическая стойкость паяных соединений. М.: Машиностроение, 1981.
- Хряпин В.Е. Справочник паяльщика. М.: Машиностроение, 1981.
- Алешин Н.П. Физические методы неразрушающего контроля сварных соединений. Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2006.
- Алешин Н.П., Белый В. Е., Вопилкин А. Х., Вощанов А. К., Ермолов В. П., Гурвич А. К. Методы акустического контроля металлов. / Под ред. Н П. Алешин. М.: Машиностроение, 1989.
- Алешин Н.П., Лупачев В. Г. Ультразвуковая дефектоскопия: справочное пособие. Минск: Высш. шк., 1987.
- Балдев Радж, Раджендран В., Паламичани П. Применение ультразвука. М.: Техносфера, 2006.
- Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия, 1985.
- Гурвич А. К. Кузьмна Л.И. Справочные диаграммы направленности искателей ультразвуковых дефектоскопов. Киев: Техшка, 1980.
- Домаркас В.П., Кажис Р. Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи. Вильнюс: Минтис, 1974.
- Домаркас В.П., Пилецкас И. Л. Ультразвуковая эхоскопия. Л.: Машиностроение, 1988.
- Ермолов И.Н., Гитис М. Б., Королев М. В., Карпельсон А. Е., Мельканович А. Ф., Вопилкин А. Х. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 1986.
- Ермолов И.Н., Ермолов М. И. Ультразвуковой контроль. Учебник для специалистов первого и второго уровней квалификации. Изд. 5-е стереотипное. М. 2006.
- Ермолов И.Н., Вопилкин А. Х., Бадалян В. Г. Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии (краткий справочник). М.: ООО НПЦ «ЭХО+», 2004.
- Королев М.В. Эхо-импульсные толщиномеры. М.: Машиностроение, 1980.
- Крауткремер И, Крауткремер Й. Ультразвуковой контроль материалов. Справочник. М.: Металлургия, 1991.
- Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении. Учебное пособие. СПб: Радиовионика, 1995.
- Муравьев В.В., Зуев Л. Б., Комаров К. Л. Скорость звука и структура металлов и сплавов. Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 1996.
- Щербинский В.Г. Технология ультразвукового контроля сварных соединений. Изд. 2-е. М.: Тиссо, 2005.
- J.C. Drury. Ultrasomic Flaw detection For Technicians. 3-d ed. Imex Gr., 2004.
- Прохоров С.О. Оценка точности измерения при ультразвуковом контроле // Дефектоскопия. 1985. № 7. С. 3−11.
- Hosten В., Deschamps М. Inhomogeneous wave generation and propagation in lossy anisotropic solids. Application to the characterisation of viscoelastic composite materials. // J. Acoust. Soc. Am. 1987. Vol.82(5). P. 1763
- Пеливанов И.М. Лазерная оптико-акустическая диагностика гетерогенных сред: Дис.. канд. физ.-мат. наук: 01.04.21. М.: МГУ, 2000.
- Карабутов A.A., Керштейн И. М., Пеливанов И. М., Подымова Н. Б. Распространение широкополосных акустических сигналов в однонаправленных волокнистых композитах. // Вестник МУ. Серия 3. Физика, Астрономия. 1997. № 5. С. 47.