Вихретоковый контроль качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Коротеев, Михаил Юрьевич

• Коротеев, Михаил Юрьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Коротеев, Михаил Юрьевич

Оглавление

Введение

Глава 1 Анализ современного состояния методов и средств контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

1.1 Объект контроля, контролируемые параметры, мешающие параметры

1.2 Анализ современного состояния применяемых методов контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

1.3 Анализ технических средств контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

1.4 Постановка задачи исследования

Глава 2 Теоретическое обоснование применения вихретокового вида неразрушающего контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

2.1 Взаимодействие электромагнитного поля с материалами токоведущих соединений

2.2 Выбор метода вихретокового контроля и обоснование выбора типа преобразователей

2.3 Выбор информативных параметров и принципов оптимизации характеристик преобразователей

2.4 Мешающие параметры и компенсация (уменьшение) их влияния

2.5 Алгоритм, реализующий способ подавления геометрических мешающих параметров взаимного расположения визретокового преобразователя и объекта контроля

2.6 Выводы по главе 2

Глава 3 Научно-методические принципы неразрушающего контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

3.1 Метрологическое обеспечение средств контроля неразрушающего контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

3.2 Требования к методике неразрушающего контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

3.3 Требования к методике калибровке средства неразрушающего контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

3.4 Требования к контрольным образцам

3.4.1 Разработка контрольных образцов и расчет погрешности измерения, определяемой погрешностью изготовления контрольных образцов

3.4.2 Разработка методики калибровки контрольных образцов

3.4.3 Практическая реализация контрольных образцов

3.5 Разработка методики неразрушающего контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

3.5.1 Процедура подготовки к использованию

3.5.2 Процедура калибровки средства неразрушающего контроля

3.5.3 Процедура проведения контроля паяного соединения

3.6 Определение критериев приемки

3.7 Выводы по главе 3

Глава 4 Разработка прибора контроля качества неразрушающего контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

4.1 Структурная схема вихретокового дефектоскопа

4.2 Функциональная схема вихретокового дефектоскопа

4.3 Построение векторной диаграммы двухобмоточного абсолютного трансформаторного первичного измерительного вихретокового преобразователя

4.4 Детектирование сигнала двухобмоточного абсолютного трансформаторного первичного измерительного преобразователя

4.5 Разработка конструкции вихретокового преобразователя. Исходные требования к конструкции вихретокового преобразователя

4.6 Принципы оптимизации вихретоковых первичных измерительных преобразователей

4.7 Выводы по главе 4

Глава 5 Экспериментальные исследования характеристик прибора контроля качества паяных соединений

5.1 Экспериментальные исследования с целью определения характеристик прибора при наличии дефектов в различных частях объекта контроля

5.2 Экспериментальные исследования с целью определения характеристик прибора при наличии различных мешающих параметров

5.3 Возможности развития и области применения результатов работы

5.3.1 Принципы оптимизации конструкции вихретокового преобразователя

5.3.2 Принципы оптимизации электронной схемы вихретокового преобразователя

5.4 Выводы по главе 5

Заключение

Список сокращений и условных обозначений Список литературы

125

126

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Вихретоковый контроль качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов»

Введение

На современном этапе развития промышленного производства получение электроэнергии средней и большой мощности невозможно без использования турбогенераторов. Особое внимание к качеству производства турбогенераторов уделяют на предприятиях, производящих оборудование для электростанций всех типов. Выход из строя турбогенератора может приводить не только к отключению от энергоснабжения потребителей и финансовым потерям, но и в некоторых случаях к выходу из строя дорогостоящего оборудования. Одной из составляющих турбогенератора является статор, обмотка которого состоит из стержней, имеющих паяные соединения. Ухудшение электрического контакта в соединении, относительно нормируемого, в соединении стержней статора, приводит к существенному увеличению его сопротивления. Это ведет к локальному увеличению плотности тока, что в свою очередь приводит к существенному увеличению температуры контакта и выходу его из строя. Для предотвращения подобных ситуаций проводят контроль паяных соединений как в процессе производства турбогенератора, так и во время плановых ремонтов. Наиболее перспективными и широко применяемыми методами контроля качества паяных соединений, безусловно, являются вихретоковые методы. К достоинствам вихретокового вида контроля следует отнести отсутствие необходимости обеспечения контакта преобразователя с поверхностью объекта контроля, высокая производительность, нечувствительность к таким параметрам окружающей среды, как влажность, давление, загрязненность, и др. Однако в реальных условиях проведения контроля присутствуют мешающие параметры, которые снижают достоверность контроля. Целью работы является повышение производительности и достоверности контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов путем применения вихретокового вида НК.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— провести анализ современного состояния методов и приборов неразрушающего контроля (НК) паяных соединений турбогенераторов;

— провести теоретическое обоснование применимости методов вихретокового вида НК для решения рассматриваемых задач и проведение анализа контролируемых и мешающих параметров;

— разработать модели вихретокового первичного измерительного преобразователя и объекта контроля (ОК) с дефектами, имитирующими реальные;

— разработать способ выделения информативного параметра сигнала вихретокового преобразователя (ВТП) на фоне влияния мешающих параметров, позволяющего измерять степень пропаянности паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов;

— изготовить и испытать разработанные средства НК паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов;

— внедрить результаты работы на промышленном предприятии.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

— разработана совокупность средств неразрушающего контроля, предназначенная для оценки качества паянных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов;

— разработан алгоритм обработки сигнала первичного измерительного преобразователя на фоне воздействия мешающих параметров при проведении контроля качества паяных соединений вихретоковым видом НК;

— разработаны контрольные образцы паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов;

— обеспечено серийное производство вихретоковых средств НК паяных соединений.

Научная новизна работы:

— разработана модель вихретокового первичного измерительного преобразователя и ОК с дефектами, имитирующими реальные, позволяющая рассчитать чувствительность, а также оценить влияние основных мешающих параметров и погрешность измерения при контроле паяных соединений;

— разработан способ контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток электрических машин, отличающийся от известных тем, что в качестве информативного параметра сигнала вихретокового преобразователя (ВТП) используется его амплитуда, вычисленная относительно точки на комплексной плоскости, координаты которой определяются установленной закономерностью, обеспечивающей измерение степени пропаянности с заданной погрешностью в заданных диапазонах девиации мешающих параметров;

— выполнен теоретический и экспериментальный анализ влияния расположения дефекта пайки внутри паяного соединения на достоверность НК паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов, выявлена закономерность замкнутости соответствующего годографа, доказана возможность применения вихретокового первичного измерительного преобразователя при любых изменениях расположения дефекта пайки внутри ОК;

— разработана методика контроля паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенератора с применением ВТП экранного типа, использующая в качестве контрольных образцов изделия рассчитанной формы, не содержащие элементарных проводников.

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулирована идея диссертационной работы, на основании которой поставлены цель и основные задачи исследования, а также определены научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В главе 1 проведен анализ характеристик и параметров ОК и характерных дефектов, возникающих при производстве и эксплуатации турбогенераторов. Проведен обзор и анализ современного состояния видов и методов контроля качества паяных соединений. Рассмотрены контролируемые и мешающие параметры в случае применения различных видов и методов НК. Произведен анализ технических средств НК вихретоковыми методами контроля. Сформулированы задачи исследования.

В главе 2 проведен анализ взаимодействия магнитного поля ВТП и ОК, обоснован выбор метода вихретокового контроля (ВТК), обоснован выбор экранного первичного измерительного преобразователя, содержащего экранированные обмотки, предложены расчетно-теоретические аналитическая и конечно-элементная модели взаимодействия вихретокового первичного измерительного преобразователя с ОК. Определен перечень и диапазон девиации мешающих параметров, характерных для контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов, а также степень их влияния на результаты контроля. Выбран информативный параметр сигнала ВТП, предложен алгоритм обработки сигнала ВТП, обеспечивающий измерение степени пропаянности в широком диапазоне девиации мешающих параметров.

В главе 3 предъявлены требования к метрологическому обеспечению измерения степени пропаянности стержней статорных обмоток турбогенераторов, предложена конструкция и технология изготовления контрольных образцов, разработана методика контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов.

В главе 4 предложен способ реализации вторичного преобразователя, позволяющего выделить требуемый информативный параметр сигнала первичного преобразователя, позволяющий добиться требуемой погрешности измерения степени пропаянности ОК.

В главе 5 представлены результаты экспериментальных исследований разработанного ВТП на контрольных образцах, приведены перспективы развития и области применения результатов работы.

В заключении представлены обобщенные выводы по результатам исследований в соответствии с целью и решенными задачами.

Научные положения выносимые на защиту:

— разработана модель вихретокового экранного первичного измерительного преобразователя, содержащего экранированные обмотки, и объект контроля, которая учитывает влияние контролируемого и мешающих параметров, позволяет рассчитать чувствительность и достигаемую погрешность измерения монолитности паяного соединения, а также определить условие исключения недобраковки при заданном браковочном уровне;

— установлена закономерность местоположения точки на комплексной плоскости, относительно которой вычисляется амплитуда сигнала вихретокового экранного преобразователя, обеспечивающая подавление мешающих параметров и обеспечение измерения степени пропаянности с рассчитанной погрешностью в заданных диапазонах девиации мешающих параметров;

— разработаны методика калибровки, контрольный образец со степенью монолитности 0 % в виде хомута без элементарных проводников и контрольный образец со степенью монолитности 100 % в виде цельного медного образца рассчитанной формы, обеспечивающие заданную погрешность измерения.

Глава 1 Анализ современного состояния методов и средств контроля качества паяных соединений стержней статорных

обмоток турбогенераторов

1.1 Объект контроля, контролируемые параметры, мешающие параметры

Статор турбогенератора состоит из следующих частей:

1) Корпус;

2) Наружные (торцевые) щиты;

3) Элементы системы охлаждения (газоохладители или воздухоохладители);

4) Сердечник с обмоткой в пазах;

5) Система трубопроводов, обеспечивающая газ-, водо- и маслоснабжение;

6) Противопожарный трубопровод (у турбогенераторов с воздушным охлаждением).

Статорная обмотка турбогенератора состоит из двух слоев петлей обмотки. Слои состоят из стержней, каждый из которых состоит из нескольких параллельных столбиков элементарных проводников. Обмотки могут иметь разные способы охлаждения. Обмотки с косвенным охлаждением изготавливают из сплошных проводников марки ПДА и ПДС, соответственно с асбестовой или стеклянной изоляцией. В случае применения стержней обмоток с непосредственным охлаждением сплошные проводники чередуют с полыми проводниками, изготовленными из меди или изолированными трубками из нержавеющей стали [31].

Соединение проводников стержней статорной обмотки производится в лобовых частях турбогенератора [6]. На рисунке 1.1 изображен внешний вид лобовой части турбогенератора с соединениями стержней статорной обмотки.

Рисунок 1.1- Соединения стержней статора турбогенератора при сборке

Все проводники спаиваются вместе и зажимаются хомутом как показано на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Стержни обмотки статора турбогенератора с хомутами

Наибольшее распространение при производстве и ремонте обмоток статоров получили электропайка и газопламенная пайка [41]. Электропайка

применяется для соединения головок стержней турбогенераторов серии ТВВ. В качестве припоя используется мягкий припой [53] марки ГЮС-40 [56]. Газопламенная пайка применяется для присоединения головок стержней, штуцеров с наконечниками стержней, выводных и соединительных шин к выводным стержням (турбогенераторы серии ТГВ). Для этих соединений применяются твердые припои.

Пайка головок стержней турбогенераторов Т2, ТВ, ТВФ мощностью до 120 МВт включительно производится газопламенной пайкой или электропайкой угольными электродами [50, 51, 69]. Используется припой ПСр-15 с применением раствора буры [54]. Раствор приготавливают, добавляя постепенно буры в кипящую воду, размешивая его до полного растворения.

На рисунке 1.3, {а) указано соединение головок стержней 1 при помощи хомута 2; в сечении А-А виден зазор между слоями элементарных проводников, в который подается припой во время пайки. Такое соединение встречается на некоторых турбогенераторах мощностью менее 100 МВт. Головку стягивают струбциной. Концы стыков опиливают и подгоняют, после чего устанавливают хомутик. В стыках проводников допускается местный зазор не более 2 мм. Хомутик головки обжимают и лобовые части стержня в местах сгиба головки раздвигают в обе стороны, чтобы припой зашел во внутреннюю масть головки. Во избежание повреждения изоляции стержней пламенем газовой горелки головку покрывают мокрым асбестом, а изоляцию -стеклополотном [32].

Соединение стержней с наконечниками, применяемое в серийном турбогенераторе ТВФ-100-2, показано на рисунке 1.3, (б). Наконечники 3, 4 соединяют до пайки болтом 5 и пропаивают припоем ПСр-15.

б)

1 - головка стержня;

2 - хомутик;

3,4- спаиваемые полуголовки;

5 - болт.

Рисунок 1.3 - Узлы соединений статорной обмотки: а -соединение головок при помощи хомутика; б - соединение головок стержней, оснащенных

наконечниками

Соединение головок стержней обмотки статора турбогенераторов серии ГВВ делается по другой технологии [31]. Для пайки головок стержней с водяным охлаждением применяется электропайка угольными электродами по описанной ниже технологии.

Перед пайкой хвостовики наконечников головок, клинья и хомутих лудят, их поверхности обезжиривают чистой салфеткой, смоченной в бензине Б-70. Перед сборкой головки места панки смачивают флюсом КЭ. На головке устанавливают хомутик с отверстием для подачи припоя в крайнее верхнее положение. В хомутик забивают (не до конца) медные клинья и обжимают его специальным приспособлением.

После обжатия встречные медные клинья окончательно забивают; при этом приспособления для обжатия не снимаются. Иногда торцы контактных приливов наконечников стержней не совпадают и в хомутиках образуются

пустоты, заполняемые медными лужеными вставками.

Подачу припоя ПОС-40 [56] начинают, заполняя внутреннюю часть головки через технологическое отверстие в хомутике до появления припоя на его периферии. Затем припой подают во все замеченные не пропаянные места до заполнения им всех зазоров и отверстия в хомутике. Прожоги хомутика от электрода не допускаются. После излишки припоя и наплывов зачищают.

Все загрязнения и углубления на поверхности паек проверяют тонкой проволокой, определяя, является ли этот дефект наружным или отверстие проходит через всю пайку. Рекомендуется разрубить две-три пайки и проверить их монолитность, отсутствие пережогов и плотность прилегания хомутика к наконечникам. Возможные причины плохой пайки:

— плотная пригонка головки (зазор менее ОД мм), препятствующая затеканию припоя;

— загрязнение стыкующихся поверхностей шва;

— недостаточный прогрев места спая и быстрое затвердевание припоя;

— неудачное расположение технологического отверстия в хомутике, что препятствует затеканию припоя: следует изменить расположение отверстия в хомутике.

В приведенном выше описании соединения головок стержней по возможности было опущено указание применения изоляционных материалов. Однако необходимо понимать, что они присутствуют при окончательной сборке обмотки. При проведении планового ремонта турбогенератора перед проведением контроля паяных соединений необходимо снимать изоляцию, если применяемая методика контроля этого требует.

Кроме особенностей соединения головок стержней необходимо рассмотреть соединение элементарных проводников стержней обмоток турбогенераторов в головках, т.к. оба этих типа соединений являются составными частями рассматриваемого нами паяного соединения.

У турбогенераторов серии ТГВ соединение элементарных проводников стержней в головках выполняется газопламенной пайкой. Для обеспечения

номинальных размеров запаянной головки витки стягивают по сухарю струбцины до размеров 77 мм (ТГВ-200) и 70 мм (ТГВ-300) и по вентиляционным трубкам до размеров, соответственно, 254 и 275 мм. Превышение указанных размеров не позволит надеть на головку изолирующий резиновый колпак. При пайке проводников выводных шин турбогенераторов ТГВ-200 устанавливают гильзу, которую запаивают припоем ПСр-25. Качество пайки здесь контролируется через отверстие в гильзе.

Для соединения головок стержней турбогенераторов мощностью до 120 МВт включительно ремонтные предприятия широко применяют циркониевый припой марки ПМФОЦр 6-4-0,03 ТУ-48-21-503-79 [57]. Пайка производится с помощью хомутика из отожженной меди по следующей технологии (упрощенное описание) [31].

Головку стягивают струбциной. После опиловки и подгонки концов стыков устанавливают хомутик, отгибая вверх его крышку (Рисунок 1.4).

б^

а — высота неизолированной меди;

б - ширина неизолированной меди.

Рисунок 1.4 - Установка хомутика

Укороченные проводники, не доходящие до хомутика, подпаивают припоем ПСр-45 к соседним проводникам. Число таких проводников не должно превышать 10% их общего количества во избежание ухудшения проводимости головки. Головки нагревают горелкой типа Г-3, перемещая все время ее пламя для равномерного нагрева стыка.

Место стыка головок стержней прогревают до температуры 550 °С (до светло-вишневого цвета), после чего пламя убирают и стык посыпают флюсом марки ПВ 209. Затем продолжают нагрев до температуры 720-750 °С, при которой жидкий флюс полностью обволакивает поверхности стыка. Пламя убирают, место пайки промазывают палочкой припоя, который, растекаясь, заполняет зазоры. После проверки заполнения стыка хомутик подогревают и загибают, затем обжимают его кузнечными клещами. После загибки и обжима хомутик пропаивают по периметру.

Таким образом, к контролируемому параметру следует отнести монолитность паяного соединения. Минимально допустимая величина монолитности определяется в [47] и зависит от метода контроля.

К мешающим параметрам следует отнести следующие:

— грубая поверхность контроля и наличие загрязнений;

— различные геометрические размеры паяных соединений, в зависимости от типа турбогенератора;

— наличие близко находящихся друг от друга паяных соединений;

— сложность структуры объекта контроля, из-за которой возможно маскирование дефектов;

— важность расположения дефекта внутри пропаянного соединения для принятия решения о пригодности соединения;

— разнородность материалов, составляющих паяное соединение;

— возможность наличия дефектов в виде тонких зон строго ориентированных в пространстве относительно геометрии паяного соединения.

1.2 Анализ современного состояния применяемых методов контроля качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов

Для определения состояния качества паяных соединений возможно применение как разрушающего, так и неразрушающего (НК) контроля.

Применение разрушающего контроля [31] состоит в том, что рекомендуется разрубить две-три пайки и проверить их качество. Очевидно,

что этот метод приводит к серьезным материальным потерям. Он недопустим при ремонте оборудования и возможен только при его производстве в момент отладки технологии пайки.

Целесообразнее применять неразрушающие методы контроля. Анализ современного состояния методов НК начнем с рассмотрения возможности применения всех видов контроля в соответствии с [ГОСТ 18353], это:

- магнитный;

- электрический;

- вихретоковый;

- радиоволновый;

- тепловой;

- оптический;

- радиационный;

- акустический;

- проникающими веществами.

Рассмотрим каждый вид по отдельности.

Магнитный вид контроля не применим из-за того, что все применяемые в паяных соединениях материалы не магнитные (медь, различные типы припев).

Радиоволновый вид контроля не применим из-за невозможности прохождения радиоволн внутрь объекта контроля для обнаружения непропая.

Контроль проникающими веществами также не применим из-за невозможности проникновения внутрь паяного соединения соответствующих веществ.

Радиационный вид контроля можно применить с технической точки зрения. Чаще всего рассматривается возможность применения рентгеновского контроля. Распространенность рентгеновского оборудования облегчает задачу контроля, однако, данный вид контроля не получил широкого распространения для контроля паяных соединений обмоток статоров турбогенераторов по

следующим причинам. Первой причиной является громоздкость оборудования и невозможность расположить его непосредственно вокруг паяного соединения. Второй причиной является невозможность обнаружения тонких обширных по площади не пропаянных зон. Причем их не возможно обнаружить под любым углом расположения рентгеновской аппаратуры, а такие зоны в некоторых случаях очень опасны и пропуск таких дефектов не допустим.

Оптический вид контроля применим только в варианте визуально-оптическом. В [31] рекомендовано проводить следующие операции: все загрязнения и углубления на поверхности паек проверяют тонкой проволокой, определяя, является ли этот дефект наружным или отверстие проходит через всю пайку.

Тепловой вид контроля применяют в следующем варианте [31]. Для проверки нагрева паек через обмотку пропускают постоянный ток в течение 1015 мин, контролируя температуру паек термопарами или (и) тепловизионными приборами. Плотность тока выбирают в пределах 80-100 % номинального значения. Качественные пайки нагреваются практически одинаково. Температура плохо пропаянного соединения превышает среднюю температуру качественных паек не менее, чем на 4-5 °С. Для выявления дефектных паек можно использовать термокраски с температурой срабатывания (изменения цвета) в диапазоне от 45 до 50 °С. Эти методы контроля применяются на практике, однако, они вызывают существенные затруднения при контроле турбогенераторов большой мощности, т.к. через обмотки требуется пропускать слишком большие токи, а при уменьшении этих токов не хватает чувствительности измерительной аппаратуры.

Электрический вид контроля применяется по следующей методике. Сравнение измеренных сопротивлений обмотки постоянному току, выявление фаз и параллельных ветвей с повышенными сопротивления позволяет обнаружить значительные дефекты: обрывы параллельных ветвей или элементарных проводников, неполную пайку отдельных элементарных

д л

проводников, наличие значительных пустот под хомутом [73]. Местный сосредоточенный дефект пайки на участке минимальной длины обычно не отражается на величине сопротивления постоянному току. Для выявления дефектов необходимо разизолировать пайку, разделяющую фазу обмотки на две равные половины, пропустить по обмотке постоянный ток (не превышающий 20% номинального тока обмотки), вольтметром при неизменном токе измерить падение напряжения на обеих половинах. С дефектной половиной фазной группы (с большим значением сопротивления) поступают аналогично до нахождения стержня с дефектной пайкой. Если участок разделяют на две неравные части, то при отсутствии дефектов в паяных соединениях сопротивление их должно быть пропорционально количеству стержней в частях. После обнаружения дефектной пайки осмотром проверяют количество припайки отдельных проводников стержней, измеряя падение напряжения (Рисунок 1.5) между отдельными проводниками (1) и хомутом пайки (2) непосредственно у места соединения.

1 - проводники;

2 - хомут;

3 - милливольтметр.

Рисунок 1.5 - Проверка припайки элементарных проводников

Если элементарный проводник не припаян, показания милливольтметра (3) близки к значению падения напряжения на стержне; если проводник припаян, показания милливольтметра близки к нулю.

Акустический вид контроля [58] рекомендован для применения как справочниками по ремонту [31], так и руководящими документами по испытаниям электрооборудования [47]. Указывается необходимость проведения ультразвукового контроля только полностью спаянного соединения. При пайке каждой пары элементарных проводников в отдельности необходимо проводить только визуальный осмотр. Для ультразвукового контроля введено понятие монолитности паяного соединения. Монолитность -это степень пропаянности соединения, выраженная в процентах. За 100 % монолитности принимают монолитность специально изготавливаемых эталонов. Это могут быть специально изготовленные соединения, качество пайки которых гарантируется. Нормируется среднее значение монолитности четырех или шести измерений, которое должно быть не менее 15 % монолитности эталона при использовании оловянистого припоя и не менее 20 % при использовании серебряного припоя. В то же время ни одно значение измеренной монолитности не должно быть меньше 10 % значения монолитности эталона при использовании оловянистого припоя и 15 % при использовании твердого припоя.

Ультразвуковой контроль достаточно хорошо развит и применяется во всех отраслях промышленности. Существует несколько методов ультразвукового контроля, но в рассматриваемом нами случае используется метод прошедшего излучения [52]. При отсутствии дефекта на пути ультразвуковых колебаний (Рисунок 1.6) некоторая их часть отражается от нижнего края прозвучиваемого соединения и рассеивается, а остальная часть попадает в приемный преобразователь.

1 - генератор с излучателем;

2 - контактная жидкость;

3 - объект контроля;

4 - приемник и измеритель амплитуды.

Рисунок 1.6- Схема прозвучивания паянного соединения при отсутствии

дефекта

В случае наличия дефекта пайки (Рисунок 1.7) еще одна часть проходящих к приемному преобразователю колебаний рассеивается на нем.

2 - контактная жидкость;

3 - объект контроля;

4 - приемник и измеритель амплитуды;

5 - дефект.

Рисунок 1.7 - Схема прозвучивания паянного соединения при наличии дефекта

Количество энергии ультразвуковых колебаний становится меньшим по сравнению с предыдущим рассмотренным вариантом, принимаемым за эталонный.

Изделия из меди являются сложными для ультразвукового контроля объектами. Из-за сильного затухания ультразвуковых волн в меди для контроля не применяют частоты выше 1 МГц. Более низкие частоты часто неудобно использовать из-за низкой разрешающей способности, связанной с увеличением длины волны ультразвуковых колебаний. Структура паяных соединений такова, что большая часть энергии ультразвуковая волна отражается от первого перехода хомут-припой. Дальнейшее прохождение ультразвуковой волны через множественные переходы медь-припой и припой-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Коротеев, Михаил Юрьевич, 2014 год

Список литературы

1. Андреева Е.Г., Шамец С.П., Колмогоров Д.В. Конечно-элементный анализ стационарных магнитных полей с помощью программного пакета ANSYS [Книга] - Омск: ОмГТУ, 2002. - 92 с.

2. Артемьев Б.Г., Лукашов Ю.Е. Поверка и калибровка средств измерений [Книга] - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2006. - 408 с.

3. Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Чернышев Э.П., Белянин А.Н. Основы теоретической электротехники: учеб. пособие [Книга] - СПБ: Издательство «Лань», 2008. - 592 с.

4. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии [Книга] - М.: Изд-во стандартов, 1985. -256 с.

5. Вишняков С.В., Гордюхина Н.М., Федорова Е.М. Расчет электромагнитных полей с помощью программного комплекса ANSYS [Книга] - М.: МЭИ (ТУ) Кафедра электрофизики, 2003.

6. Вольдек А.И. Электрические машины [Книга] -Л.:Энергия, 1978. - 832 с.

7. Герасимов В.Г. Электромагнитный контроль однослойных и многослойных изделий [Книга] - М.: Энергия, 1972. - 160 с.

8. Герасимов В.Г., Клюев В.В., Шатерников В.Е. Методы и приборы электромагнитного контроля [Книга] -М.: Спектр, 2010. -256 с.

9. Герасимов В.Г., Останин Ю.Я., Покровский А.Д. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами [Книга] - М.: Энергия, 1978.-216 с.

10. Герасимов В.Г., Покровский А.Д., Сухоруков В.В. Неразрушающий контроль. Кн. 3. Электромагнитный контроль [Книга] - М.: Высшая школа, 1992.-320 с.

11. Дорофеев А.Л. и др. Теория и промышленное применение метода вихревых токов [Книга] - М.: Машиностроение, 1969. - 96 с.

12. Дорофеев A.JT. и др. Расчет параметров однообмоточного и двухобмоточных датчиков [Раздел книги] // Промышленное применение электромагнитных методов контроля - М.: МДНТП, 1974. - с. 93-99.

13. Дорофеев A.JI. Электроиндуктивная дефектоскопия [Книга] - М.: Машиностроение, 1967. -230 с.

14. Дорофеев A.JL, Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия. [Книга] - М.: Машиностроение, 1980. - 232 с.

15. Дорофеев А.Л., Никитин А.И., Рубин А.Л. Индукционная толщинометрия [Книга] - М.: Энергия, 1978. - 184 с.

16. Дякин В.В. Теория и расчет накладных вихретоковых преобразователей [Книга]. - Москва: Энергоатомиздат, 1981. - 135 с.

17. Заявка 2014100835 Российская Федерация, мпк G 01 N 27/90. Способ оценки качества паяного соединения обмоток электрических машин [Заявка на изобретение] / Потапов. А.И., Сясько В.А., Коротеев М.Ю., Соломенчук П.В; заявитель Закрытое Акционерное Общество «КОНСТАНТА». - 12 е.: ил.

18. Каневский И.Н., Сальникова E.H. Неразрушающие методы контроля: учеб. пособие [Книга] - Владивосток: ДВГТУ, 2007. - 243 с.

19. Коротеев М.Ю. Расчет параметров вихретоковых преобразователей для контроля качества пайки стержней статорной обмотки турбогенераторов [Статья] // Естественные и технические науки. - 2014 г. - №2. - С. 195204.

20. Коротеев М.Ю., Соломенчук П.В. Вихретоковый контроль резьбы оборудования нефтегазовой отрасли [Статья] // Экспозиция Нефть Газ.: Экспозиция. - 2011 г. - 4/н (16). - С. 4-8.

21. Коротеев М.Ю., Соломенчук П.В. Вихретоковый контроль резьбы бурового оборудования [Статья] // Экспозиция Нефть Газ.: Экспозиция. -2012 г.-5 (23).-С. 130-133.

22. Курбатов П.А., Аринчин С.А. Численный расчет электромагнитных полей [Книга] -М.: Энергоатомиздат, 1984. - 166 с.

23. Неразрушающий контроль: Справочник в 8 т. Вихретоковый контроль [Книга] / ред. Клюев В.В. - М.: Машиностроение, 2003. - Т.2., кн.2: 688 с.

24. Пат. 2384839 Российская Федерация, мпк G 01 N 27/90. Вихретоковый измеритель [Патент] / Сясько В.А., Булатов A.C., Коротеев М.Ю.; заявитель и патентообладатель Закрытое Акционерное Общество "КОНСТАНТА". - №2011110982/28, заявл. 13.10.2008, опубл. 20.03.2010, Бюл. №8. - 7 е.: ил.

25. Потапов А.И., Соломенчук П.В., Сясько В.А. Обеспечение достоверности при неразрушающем вихретоковом контроле резьбы с использованием тангенциальных преобразователей [Статья] // Известия высших учебных заведений. - 2012 г. - № 9. - С. 58-64.

26. Потапов А.И., Сясько В.А. Неразрушающие методы и средства контроля толщины покрытий и изделий. /Научное, методическое, справочное пособие. [Книга]. - СПб: Гуманистика, 2009. - 903 с.

27. Потапов А.И., Сясько В.А, Ивкин А.Е., Сясько A.B. К вопросу о калибровке вихретоковых фазовых преобразователей на примере толщиномеров цинковых покрытий [Статья] // Дефектоскопия. - 2013 г. — №9.-С. 17-22.

28. Потапов А.И., Сясько В.А., Коротеев М.Ю., Соломенчук П.В. Конечно-элементное моделирование преобразователя вихретокового контроля качества паяных соединений обмоток турбогенераторов [Статья] // Дефектоскопия. - 2014 г. - № 5. - С. 21-30.

29. Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество и магнетизм [Книга] - М.: Астрель ACT, 2006. - 333 с.

30. Соболев B.C., Шкарлет Ю.М. Накладные и экранные датчики [Книга] -Новосибирск: Наука, 1967. - 141 с.

31. Справочник по ремонту турбогенераторов / Под ред. Бекова Х.А., Барило В .В. [Книга] - М.: ИПКгосслужбы, ВИПКэнерго, 2006. - 724 с.

32. Справочник по ремонту турбогенераторов. / Под ред. П.И.Устинова. -М.: Энергия, 1978. - 480 с.

33. Сухоруков В.В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах [Книга] - М.: Энергия, 1975. - 152 с.

34. Сясько В.А. Сканирование при вихрегоковом контроле [Статья] // В мире неразрушающего контроля. - 2010 г. - № 3. - С. 24-26.

35. Сясько В.А., Ивкин А.Е. Обеспечение достоверности результатов измерений толщины металлических покрытий магнитными и вихретоковыми методами в условиях машиностроительных производств [Статья] // Метрология. - 2011. - №2. - С. 10-13.

36. Сясько В.А., Ройтгарц М.Б., Коротеев М.Ю., Соломенчук П.В. Контроль качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов на заводе «Электросила» [Статья] // Технология машиностроения. - 2010 г. - №2 (48). - С. 40-43.

37. Сясько В.А., Ройтгарц М.Б., Коротеев М.Ю., Соломенчук П.В. Контроль качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов на заводе «Электросила» [Статья] // В мире неразрушающего контроля. - 2011 г. - №10. - С. 53-55.

38. Сясько В.А., Соломенчук П.В. Количественная оценка характеристик металлических изделий с использованием вихретоковых методов НК [Статья] // В мире неразрушающего контроля. - 2010 г. - № 4. - С. 26-29.

39. Сясько В.А., Соломенчук П.В., Коротеев М.Ю. Вихретоковый неразрушающий контроль резьбы насосно-компрессорных труб [Статья] // Контроль. Диагностика. - 2012. - №10. - стр. 17-22.

40. Сясько В.А., Соломенчук П.В., Пивоваров И.С. Электромагнитная толщинометрия защитных покрытий металлических изделий [Статья] // В мире неразрушающего контроля. - 2008 г. - № 2. - С. 32-36.

41. Хромченко Г. Е. Соединение и оконцевание медных и алюминиевых проводов и кабелей. [Книга] - М.-Л.:Госэнергоиздат, 1962. - 48 с.

42. Шумиловский H.H., Ярмольчук Г.Г., Грабовецкий В.П., Прусов М.А. Методы вихревых токов для контроля производственных параметров. Основы теории и расчетов [Книга] - Фрунзе, Илим, 1964. - 295 с.

43. Комплект мер моделей дефектов КММД-21. Описание типа средства измерения // Приложение к свидетельству № 42267 об утверждении типа средств измерений. - Москва: ВНИИОФИ, 2011.

44. РД 153-34.1-30.608-2000 Методические указания по использованию экспертной оценки эксплуатационно-ремонтного обслуживания турбогенераторов [Книга]: утв. РАО «ЕЭС России», ввод в действие с 01.01.2001.-13 с.

45. РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. [Книга]. Рекомендации по межгосударственной стандартизации: утв. Госстандартом России, ввод в действие с 01.01.2001 - М.: Издательство стандартов, 2001. - 62 с.

46. РД 13-03-2006 Методические рекомендации о порядке проведения вихретокового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах [Книга]: утв. Ростехнадзором, ввод в действие с 25.12.2006. -М.:НТЦ "Промышленная безопасность", 2007. - 40 с.

47. РД 34.45-51.300-97 Объем и нормы испытаний электрооборудования [Книга], утв. РАО «ЕЭС России», ввод в действие с 08.05.1997 -М.:НЦ ЭНАС, 2002. - 390 с.

48. ГОСТ 1535-06 Прутки медные. Технические условия [Книга]. - Взамен ГОСТ 1535-91; введ. 2008-01-01. - М.: Издательство стандартов, 2006. -15 с.

49. ГОСТ 15471-77 Полосы и ленты из бескислородной меди для электронной техники. Технические условия [Книга]. - Взамен ГОСТ 15471-70; введ. 1978-01-01. -М.: Издательство стандартов, 1999. - 11 с.

50. ГОСТ 17325-79 Пайка и лужение. Основные термины и определения [Книга]. - Введ. 1981-01-01. -М.: Издательство стандартов, 1988. -22 с.

51. ГОСТ 17349-79 Пайка. Классификация способов [Книга]. - Введ. 198101-01. - М.: Издательство стандартов, 1981. - 4 с.

52. ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов [Книга]. - Введ. 1980-07-01. - М.: Издательство стандартов, 2004.- 12 с.

53. ГОСТ 19248-90 (ИСО 3677-76) Припои. Классификация и обозначения [Книга]. - Введ. 1991-07-01. -М.: Издательство стандартов, 1996. -4 с.

54. ГОСТ 19738-74 Припои серебряные. Марки [Книга]. - Введ. 1975-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 5 с.

55. ГОСТ 20485-75 Пайка. Метод определения затекания припоя в зазор [Книга]. - Введ. 1976-01-01. - М.: Издательство стандартов, 2000. - 7 с.

56. ГОСТ 21931-76 Припои оловянно-свиицовые в изделиях. Технические условия [Книга]. - Введ. 1978-01-01. -М.: Издательство стандартов, 1995. -9 с.

57. ГОСТ 23137-78 Припои медно-цинковые. Марки [Книга]. - Введ. 198001-01. - М.: Издательство стандартов, 2000. - 7 с.

58. ГОСТ 23829-85 Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения [Книга]. - Введ. 1987-01-01 - М.: Издательство стандартов, 1986.- 19 с.

59. ГОСТ 24289-80 Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения [Книга]. - Введ. 1981-07-01 - М.: Издательство стандартов, 1980.-55 с.

60. ГОСТ 27333-87 Контроль неразрушающий. Измерение удельной электрической проводимости цветных металлов вихретоковм методом [Книга]. - Введ. 1988-07-01 - М.: Издательство стандартов, 2004. - 6 с.

61. ГОСТ 4.177-85 Система показателей качества продукции. Приборы неразрушающего контроля качества материалов и изделий. Номенклатура показателей [Книга]. Введ. 1987-01-01 - М.: Издательство стандартов, 1994.-54 с.

62. ГОСТ 7229-76 Кабели, провода и шнуры. Метод определения электрического сопротивления токопроводящих жил и проводников [Книга]. Введ. 1978-01-01 - М.: Издательство стандартов, 2003. - 6 с.

63. ГОСТ 8.009-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений [Книга]. - Введен с 1986-01-01 -М.: Издательство стандартов, 2003.-28 с.

64. ГОСТ 8.315-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения [Книга]. - Введ. 1998-07-01 -Минск: Издательство стандартов, 1997. - 45 с.

65. ГОСТ 859-2001 Медь. Марки [Книга]. - Минск: Межгосударственный технический комитет по стандартизации МТК 503 «Медь», 2001.

66. ГОСТ Р 53697-2009 Контроль неразрушающий. Основные термины и определения [Книга]. - Введ. 2011-01-01. - М.: Издательство стандартов, 2009. - 12 с.

67. ГОСТ Р ИСО 12718-2009 Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Термины и определения [Книга]. - Введ. 2010-12-01. -М.: Издательство стандартов, 2011. - 36 с.

68. ГОСТ Р ИСО 15549-2009 Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Основные положения [Книга]. - Введ. 2011-01-01. - М.: Издательство стандартов, 2011. - 12 с.

69. ГОСТ Р ИСО 857-2-2009 Сварка и родственные процессы. Процессы пайки. Термины и определения [Книга]. - Введ. 2010-07-01. - М.: Издательство стандартов, 2009. - 23 с.

70. Ana Alonso Rodrigues, Alberto Valli, Eddy current approximation of Maxwell equation/ Theory, algorithm and application [Книга] Italia Verlag: Springer, 2010.-361c.

71. Ansoft Maxwell 3D Field Simulator vll User's Guide [Книга] USA Pittsburg PA: Suite 200, Ansoft corporation, 2006. - 675c.

72. Bailey D.M. Shielded Eddy Current Probes [Статья] // Material Evaluation. -1983.-№ 7: Vol. 41.-pp. 776-778.

73. Blitz J. Electrical and Magnetic Methods of Nondestructive Testing [Книга]. -London: Chapman and Hall, 1997.

74. Davis J.M. and M. King. Mathematic Formulas and Refferences for Nondestructive Tasting - Eddy Current. [Книга]. - Las Vegas: NV: Art Room Corporation, 2001.

75. Electromagnetic testing. Nondestructive testing handbook. Third edition, Volume 5. / Satish S. Udpa, Patrick O. Moore // 2004, ACNDT.

76. Garcia-Martin J., Gomez-Gil J., Vazquez-Sanchez E. Non-destructive techniques based on eddy current testing [Статья] // Sensors. - 2011. - vol. 11. -pp. 2525-2565.

77. Hagemaier D.J. Eddy Current Standard Depth of Penetration [Статья] // Material Evaluation. - 1985. -№ 11 : Vol. 43. - pp. 1438-1442.

78. Hoshicawa H, R.M. Li and N.Ida Finite Element Analysis of Eddy current surface probes. Review of Progress in Quantative Nondestructive Evaluation [Книга]. - 1984. - Vol. ЗА : pp. 675 - 682.

79. Non-magnetic coatings on metallic basis materials - Measurement of coating thickness - Phase-sensitive eddy-current method. [Книга]. Geneva: Case postale CH-1211,2005.- 19 c.

Eddy Currents. Detector de Falhas em Soldaduras. [Отчет] : Master's Degree Dissertation in Electronics Engineering. - Lisbon, Portugal: [б.н.], 2009. - 110 P-

81. Rosado Luis S. Non-Destructive Testing Based on Eddy Currents [Статья]. -2009.- Юр.