Перспективы применения радиационно-акустического контроля для диагностики качества сварных соединений изделий ракетно-космической техники Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

compounds of naphtha). L. : Leningrad's University, 2007. 179 p.

3. Zakirova L. U., Volfson S. I., Hakimmulin U. N. Khimiya i khimicheskaya tehnologia (Chemistry and engineering chemistries), 2009. T. 47. № 4. P. 81-85.

4. Pechenyi B. G. Bitumy i bitumnye kompozicii (Bitumens and bituminous compositions). M. : Himiya. 2009, 255 p.

5. Hoyberg A. Dj. Bitumnye materialy (Aspfalt, smoly, peki) (Bituminous materials (Asphalt, resins, pitches). M. : Himiya. 2009, 241 p.

6. Kolbanovskaya A. S., Davydova A. R., Sabsai O. U. Fiziko-khimicheskaya mekhanika dispersionnykh sistem (Chemorheology of dispersible structures), M. : Nauka, 1966. P. 103-113.

© Богданов С. Г., Дроздов С. П., 2013

УДК 621.798.1-034

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ РАДИАЦИОННО-АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

В. В. Богданов1, М. А. Лубнин1, А. Ш. Герюков1, А. А. Измайлович2, Е. А. Клипов3

1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. Е-mail: [email protected]

2ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52. E-mail: [email protected]

3ОАО «Красноярский машиностроительный завод» Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29. E-mail: [email protected]

Рассмотрены особенности неразрушающего контроля качества сварных швов и основного материала изделий ракетно-космической техники. Предложен новый способ бесконтактного акустического неразрушающего контроля этих изделий. Описаны основные его преимущества.

Ключевые слова: ультразвуковой контроль, сварной шов, изделие, дефект, ракетно-космическая техника.

PROSPECTS OF APPLICATION OF RADIATION-ACOUSTIC CONTROL FOR DIAGNOSING THE QUALITY OF WELDED JOINTS OF ROCKET AND SPACE TECHNOLOGY PRODUCTS

V. V. Bogdanov1, M. A. Lubnin1, A. W. Geriukov1, A. A. Izmailovich2, E. A. Klipov3

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. Е-mail: asker. geryukov. [email protected] 2 JSC "Academician M. F. Reshetnev "Information Satellite Systems" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russia. E-mail: [email protected]

3JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: [email protected]

The peculiarities of non-destructive quality control of welded joints and base material for rocket and space technology are considered. A new method of contactless acoustic nondestructive testing of these products is offered and its main advantages are described.

Keywords: ultrasonic inspection, welded seam, product, defect, rocket and space technology.

Повышение требований, а также обеспечение высокого и стабильного качества изделий ракетно-космической техники (РКТ), увеличение скорости основных технологических операций при производстве, необходимость повышения информативности, достоверности методов контроля качества продукции обусловили развитие, практическое применение и реализацию в технологическом процессе изготовления изделий РКТ новых методов неразрушающего контроля (НК). Эффективность новых методов НК также во многом зависит от согласованности с технологическим процессом изготовления изделий. Произ-

водство изделий специального машиностроения, в том числе аэрокосмической техники, является в настоящее время одной из основных технологических проблем, на решение которой направлены усилия многих научно-исследовательских, конструкторских и технологических организаций.

Одним из главных факторов, влияющих на качество изделий, являются дефекты внутреннего строения основного металла и сварных соединений. Большая часть возникающих отказов при испытаниях и эксплуатации изделий связана именно с проявлением ранее не обнаруженных дефектов изготовления.

Решетневскуе чтения. 2013

Поэтому НК играет важную роль как в процессе производства, так и в процессе технологической отработки изделий. Форма конструкций, наличие большого числа недоступных и труднодоступных мест для традиционных средств НК при требовании максимальной чувствительности и высокой разрешающей способности, а также особые условия производства - все это предъявляет жесткие требования к используемым методам и средствам НК и зачастую ограничивает применение многих традиционных способов контроля. В связи с этим крайне актуально создание принципиально новых методов и средств неразрушающего контроля.

Одним из наиболее распространенных в промышленности методов контроля является дефектоскопия с помощью акустических волн. Необходимость создания акустического контакта в подавляющем большинстве ультразвуковых (УЗ) приборов делает практически невозможным проведение НК в условиях вакуума или контролируемой среды, при значительных уровнях радиации и высоких температурах, что характерно, в первую очередь, для пучковых технологий. Проблема стабилизации акустического контакта также сдерживает разработку и создание автоматизированных высокопроизводительных систем акустического контроля. Все это обусловило и стимулирует интенсивное развитие исследований новых бесконтактных способов акустического контроля, основанных на использовании опто-акустического и радиаци-онно-акустического (РА) методов генерации УЗ колебаний в материалах. Также широко известны методы бесконтактного ультразвукового контроля - емкостный и воздушно-акустический, за исключением электромагнитно-акустического (ЭМА). Они не нашли практического применения в машиностроении из-за своих низких производственно-эксплуатационных качеств. ЭМА-метод имеет достаточно полно разработанную теорию, значительный спектр технических средств и оборудования. Отличительной особенностью этого метода является возможность возбуждения и регистрации различных типов акустических волн: продольных, сдвиговых, поверхностных. Область применения электромагнитно-акустического метода в основном ограничена классом материалов с высокими электропроводностью и магнитной проницаемостью. Наиболее эффективно ЭМА-метод может применяться при контроле изделий из алюминия и его сплавов. К недостаткам ЭМА-метода следует отнести низкий коэффициент двойного преобразования. Сочетание критериев электромагнитно-акустического и метода генерации УЗ импульсными пучками электронов позволяет проводить неразрушающий контроль изделий из немагнитных сплавов [3].

Радиационно-акустического метод НК обладает следующими достоинствами;

- позволяет осуществлять бесконтактную дистанционную генерацию УЗ-колебаний практически в любых материалах;

- за счет управления омметрами пучка заряженных частиц получать акустические импульсы с заданными пространственно-временными и амплитудно-частотными характеристиками;

- получать дополнительную информацию о контролируемом изделии за счет регистрации рентгеновского излучения, генерируемого пучком заряженных частиц на поверхности контролируемого изделия;

- использование современных ускорителей зараженных частиц с высокой частотой следования импульсов обеспечивает необходимую производительность контроля;

- возможность применение РА метода контроля качества сварных соединений непосредственно во время или после сварки изделия;

6) реализация РА метода контроля в вакууме и камерах с контролируемой атмосферой при сварке разнородных и активных металлов.

Эти преимущества свидетельствуют о целесообразности и перспективности применения РА метода контроля в аэрокосмическом и специальном машиностроении с целью повышения достоверности, информативности и производительности НК. В работах [1; 2], посвященных радиационной генерации акустических колебаний, в материалах приведены в основном результаты экспериментальных и теоретических исследований по акустической дозиметрии, диагностике пучков высокоэнергетических зараженных частиц и элементам радиационно-акустического неразрушаю-щего контроля.

Приведенное выше указывает на то, что несмотря на теоретически и экспериментально доказанные преимущества РА метода неразрушающего контроля, в настоящее время отсутствуют практические результаты, позволяющие осуществить разработку данного метода н средств его реализации, пригодных для использования в аэрокосмическом и специальном машиностроении. Это подтверждает необходимость комплексного исследования радиационно-акустичес-кого метода контроля качества сварных швов с целью повышения чувствительности способа и точности измерения.

Библиографические ссылки

1. Жуков В. К. и др. ЭМА-преобразователи для радиационно-акустического контроля // Технология : науч.-техн. сб. / ЦНТИ «Поиск». 1990. Вып. 7. С. 83-88. ДСП.

2. Богданов В. В., Жуков В. К., Симанчук В. И. Особенности бесконтактной регистрации ультразвуковых колебаний, генерируемых импульсными пучками электронов в алюминиевых сплавах // Технология : науч.-техн. сб. / ЦНТИ «Поиск». 1990. Вып. 7. С. 79-83. ДСП.

3. Беспалько А. А., Симанчук В. И. О возможности использования сильноточных электронных ускорителей в ультразвуковой дефектоскопии // Дефектоскопия. 1982. № 1.

References

1. Zhukov V. K. i dr. JeMA-preobrazovateli dlja radiacionno-akusticheskogo kontrolja // Tehnologija : nauch.-tehn. sb. / CNTI «Poisk». 1990. Vyp. 7. S. 83-88, DSP.

2. Bogdanov V. V., Zhukov V. K., Simanchuk V. I. Osobennosti beskontaktnoj registracii ul'trazvukovyh kolebanij generiruemyh impul'snymi puchkami jelektronov v aljuminievyh splavah // Tehnologija : nauch.-tehn. sb. / CNTI «Poisk». 1990. Vyp. 7. S. 79-83. DSP.

3. Bespal'ko A. A., Simanchuk V. I. O vozmozhnosti ispol'zovanija sil'notochnyh jelektronnyh uskoritelej v ul'trazvukovoj defektoskopii // Defektoskopija. 1982. № 1.

© Богданов В. В., Лубнин М. А., Герюков А. Ш., Измайлович А. А., Клипов Е. А., 2013

УДК 621.6.09:534.01

УПРАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРАМИ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЛЕДЯЩЕГО ПРИВОДА ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

В. А. Будьков, А. В. Скрипка, Н. Л. Ручкина, Л. В. Ручкин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: [email protected]

Предложена микропроцессорная схема контроля силовых параметров следящих пневматических приводов в исполнительных системах технологического оборудования с описанием принципа работы устройств регулирования давления.

Ключевые слова: следящий пневмопривод, давление, микропроцессор.

CONTROL OF THE PARAMETERS OF THE ONE-WAY ELECTRO SERVO DRIVE

V. A. Bud'kov, A. V. Skripka, N. L. Ruchkina, L. V. Ruchkin

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: [email protected]

Microprocessor-based control scheme for servo pneumatic actuator system power parameters is proposed in the executive process equipment with a description of the operation principle of the pressure control system.

Keywords: servo actuator, the pressure, the microprocessor.

В настоящее время при использовании технологического оборудования различного назначения все чаще возникают вопросы усовершенствования системы управления приводами исполнительных механизмов, решение которых позволит обеспечить надежность устройства, повысить точность позиционирования приводов, а также создать условия для поддержания постоянного давления в рабочих камерах объемных пневмоприводов.

На рисунке представлена микропроцессорная схема управления электропневматическим следящим приводом, осуществляющая управление в автономном режиме.

Микропроцессорная схема

Схема состоит из следующих элементов: ПЦ - пневмоцилиндр; ДВ - датчик веса; ДД - датчик

давления; ЭПП - электропневматический преобразователь; Уь У2 - усилитель мостовой схемы датчиков; Уз - усилитель пневматического преобразователя; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; МК -микроконтроллер; ПИ - преобразователь интерфейсов; ПК - персональный компьютер.

В качестве датчика веса, предназначенного для регистрации усилия на штоке пневмоцилиндра, выбран мостовой тензодатчик SCAIME ZFA50 с номинальной нагрузкой 50 кг и рабочим коэффициентом передачи ЗмВ/В. В качестве датчика давления выбран датчик избыточного давления ДДИ-20, предназначенный для измерения быстропеременных давлений в пневматических и гидравлических системах. Нормирующий преобразователь датчика ДДИ-20 выполнен в виде полумоста, что позволяет применить схему преобразования малого сигнала тензорезисторов, схожую для обоих датчиков.

Для измерения пневматических параметров на основе мостовой схемы использован усилитель сигналов мостовых датчиков с нулевым дрейфом и цифровой регулировкой смещения и коэффициента усиления AD8555, разработанный для повышения точности и упрощения обработки сигналов мостовых датчиков давления фирмой Analog Devices. Усилитель имеет коэффициент усиления с цифровой регулировкой по последовательному однопроводному интерфейсу