RU2243586C1 - Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness - Google Patents

Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness Download PDF

Info

Publication number
RU2243586C1
RU2243586C1 RU2003109694/28A RU2003109694A RU2243586C1 RU 2243586 C1 RU2243586 C1 RU 2243586C1 RU 2003109694/28 A RU2003109694/28 A RU 2003109694/28A RU 2003109694 A RU2003109694 A RU 2003109694A RU 2243586 C1 RU2243586 C1 RU 2243586C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
defects
defect
product
dimensions
ref
Prior art date
Application number
RU2003109694/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003109694A (en
Inventor
Н.А. Махутов (RU)
Н.А. Махутов
А.А. Тутнов (RU)
А.А. Тутнов
А.Ф. Гетман (RU)
А.Ф. Гетман
В.Н. Ловчев (RU)
В.Н. Ловчев
Д.Ф. Гуцев (RU)
Д.Ф. Гуцев
А.С. Зубченко (RU)
А.С. Зубченко
В.А. Гетман (RU)
В.А. Гетман
Г.С. Васильченко (RU)
Г.С. Васильченко
А.В. Просвирин (RU)
А.В. Просвирин
Ю.Н. Конев (RU)
Ю.Н. Конев
М.В. Григорьев (RU)
М.В. Григорьев
Ю.Г. Драгунов (RU)
Ю.Г. Драгунов
И.В. Калиберда (RU)
И.В. Калиберда
Ю.А. Кураков (RU)
Ю.А. Кураков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Координационный центр по надежности, безопасности и ресурсу оборудования и трубопроводам атомных электростанций"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Координационный центр по надежности, безопасности и ресурсу оборудования и трубопроводам атомных электростанций" filed Critical Закрытое акционерное общество "Координационный центр по надежности, безопасности и ресурсу оборудования и трубопроводам атомных электростанций"
Priority to RU2003109694/28A priority Critical patent/RU2243586C1/en
Publication of RU2003109694A publication Critical patent/RU2003109694A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2243586C1 publication Critical patent/RU2243586C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: non-destructive control of irregularities.
SUBSTANCE: method includes measuring critical sizes of defects in operation mode, and also sizes allowed during operation and sizes allowed during manufacture. Control results are presented as bar graph. Possibility of detection of defect, source defectiveness and remaining defectiveness are determined. Remaining defectiveness is separated on reliable part and possible part. Received defects size is compared to critical size of defect, to operation-allowed defect and manufacture-allowed defect. On basis of comparison quality of product its possible use in operation are determined.
EFFECT: higher efficiency.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области неразрушающего контроля (далее НК) несплошностей, неоднородностей и других дефектов материала изделия или группы изделий (деталей, элементов конструкций и т.п.), в том числе ультразвукового, вихретокового, радиографического и других методов НК. Изобретение может применяться при оценке качества, надежности и безопасности изделия по результатам НК, оценке пригодности средств и методов НК, достаточности уровня квалификации операторов НК, организации контроля изделий во время эксплуатации и/или изготовления.The invention relates to the field of non-destructive testing (hereinafter referred to as NC) of discontinuities, inhomogeneities and other defects in the material of a product or a group of products (parts, structural elements, etc.), including ultrasonic, eddy current, radiographic and other methods of NC. The invention can be used in assessing the quality, reliability and safety of a product based on the results of a tax code, assessing the suitability of the means and methods of a tax code, the adequacy of the qualifications of the operators of a tax code, and organizing product control during operation and / or manufacture.

Известен также способ определения дефектности изделия (ГОСТ 14782-86), по которому изготавливают стандартный образец с дефектом малого размера, полученным сверлением или фрезерованием, по которому настраивается чувствительность, определяющая достоверность данного метода контроля (и средств контроля). Считается, что чем выше чувствительность, тем выше достоверность НК, но количественных характеристик этой взаимосвязи в указанном способе не установлено, т.е. способ не позволяет произвести оценку реальной дефектности после ремонта выявленных дефектов.There is also a method for determining the defectiveness of a product (GOST 14782-86), according to which a standard sample is manufactured with a small defect obtained by drilling or milling, according to which sensitivity is determined, which determines the reliability of this control method (and control means). It is believed that the higher the sensitivity, the higher the reliability of the NK, but the quantitative characteristics of this relationship in the specified method has not been established, i.e. the method does not allow to evaluate the real defectiveness after repair of the identified defects.

В соответствии с существующей практикой в современной технике проводится НК ответственных изделий после изготовления, перед началом эксплуатации и во время эксплуатации. При этом предполагается, что в результате НК выявляются все дефекты, доступные для выявления данным методом контроля. Все несплошности, неоднородности и тому подобные аномалии металла, если они превышают допустимые размеры, классифицируются как дефекты и устраняются ремонтом. Считают, что после НК и ремонта выявленных дефектов других дефектов в изделии нет (см., например, Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля, ПНАЭГ-7-010-89, Госатомнадзор России, Энергоатомиздат, 1991 г.). Такая же практика сложилась и за рубежом. Таким образом, считается, что исходно (до НК) в изделии были те дефекты, которые выявились в процессе контроля, а после контроля и ремонта выявленных дефектов в изделии не осталось.In accordance with existing practice in modern technology, NK of critical products is carried out after manufacture, before operation and during operation. At the same time, it is assumed that as a result of the NC, all defects that are available for detection by this control method are detected. All discontinuities, inhomogeneities and similar metal anomalies, if they exceed the permissible dimensions, are classified as defects and are repaired by repair. It is believed that after repair and repair of defects, there are no other defects in the product (see, for example, Equipment and pipelines of nuclear power plants. Welded joints and surfacing. Control rules, PNAEG-7-010-89, Gosatomnadzor of Russia, Energoatomizdat, 1991 .). The same practice has developed abroad. Thus, it is believed that initially (before the ND) in the product there were those defects that were revealed during the inspection, and after inspection and repair of the detected defects there were no more.

Недостаток описанного подхода заключается в том, что при оценке как исходной дефектности изделия, так и остаточной дефектности (т.е. дефектности, оставшейся в изделии после его контроля и ремонта выявленных дефектов) не учитывают реальную возможность пропуска дефектов использованными методами контроля операторами НК с определенным уровнем квалификации. Известно (например, Гурвич А.К. Надежность дефектоскопического контроля как надежность комплекса “Дефектоскоп - оператор - среда”, Дефектоскопия, 1992 г., №3, с.5-13), что практически во всех случаях НК имеется существенная вероятность пропуска дефекта больших размеров, превышающих допустимые размеры. На практике оказывается, что практически всегда после НК и ремонта выявленных дефектов в изделии еще остаются дефекты. Именно эти дефекты в конечном итоге и определяют надежность и работоспособность изделия.The drawback of the described approach is that when assessing both the initial defectiveness of the product and the residual defectiveness (i.e., the defect remaining in the product after it was inspected and the detected defects were repaired) they do not take into account the real possibility of skipping defects using the inspection methods used by NK operators with a certain skill level. It is known (for example, Gurvich AK, Reliability of flaw detection control as the reliability of the complex “Flaw detector - operator - medium”, Flaw detection, 1992, No. 3, pp. 5-13) that in almost all cases of NC there is a significant probability of missing a defect large sizes exceeding permissible sizes. In practice, it turns out that almost always after ND and repair of detected defects in the product, defects still remain. It is these defects that ultimately determine the reliability and performance of the product.

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в том, что оно позволяет произвести оценку реальной дефектности изделия после контроля и ремонта выявленных дефектов и установить границу между размерами дефектов, которые достоверно существуют в изделии (вероятность их существования равна 1), и размерами дефектов, которые могут быть, а могут и не быть в изделии (вероятность их существования меньше 1). Знание размеров дефектов, достоверно существующих в изделии (после контроля и ремонта выявленных дефектов) и позволит более точно оценить реальное состояние изделия, возможность надежной и безопасной его эксплуатации, приемлемость тех или иных методов НК, качество технологии изготовление изделия, а также при необходимости принять обоснованные меры для повышения качества и надежности изделия до приемлемого уровня.The technical result to which this invention is directed is that it allows you to evaluate the actual defectiveness of the product after checking and repairing the detected defects and to establish a boundary between the sizes of defects that reliably exist in the product (the probability of their existence is 1), and the sizes defects that may or may not be in the product (the probability of their existence is less than 1). Knowing the size of the defects that reliably exist in the product (after checking and repairing the detected defects) will allow us to more accurately assess the real state of the product, the possibility of reliable and safe operation, the acceptability of certain NK methods, the quality of the manufacturing technology of the product, and if necessary, accept reasonable measures to improve the quality and reliability of the product to an acceptable level.

Технический результат достигается тем, что в способе определения качества изделия, включающем определение дефектности изделия методом неразрушающего контроля, определяют критические размеры χ кр дефектов в режиме эксплуатации, допустимые в эксплуатации размеры [χ ]д.э дефектов и допустимые в изготовлении размеры [χ ]изг дефектов,Technical result is achieved by a method for determining the quality of products comprising defective products NDT determine critical dimensions χ cr defects during operation, operation permissible dimensions [χ] d.e defects in the manufacture and allowable dimensions [χ] mfd defects

результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (Nобн, χ ), где Nобн - число обнаруженных при контроле дефектов, χ - характеристический размер дефекта, определяют вероятность обнаружения дефекта Рвод, определяют исходную дефектность Nисх=f(χ ), определяют остаточную дефектность Nост=(χ ) как разность Nисх и Nобн, остаточную дефектность разразделяют на достоверную часть χ ≤ χ д и вероятностную часть χ >χ д, где χ -характеристический размер дефекта, χ д - размер дефектов на границе между достоверной и вероятностной частями, определяемый из:the control results are presented in the form of a histogram in the coordinates (N obn , χ), where N obn is the number of defects detected during the control, χ is the characteristic size of the defect, the probability of detecting a water defect P is determined, the initial defect is determined N ref = f (χ), determined residual defectiveness N ost = (χ) as the difference N ref and N obn , residual defectiveness is divided into the reliable part χ ≤ χ d and the probabilistic part χ> χ d , where χ is the characteristic size of the defect, χ d is the size of the defects on the border between the reliable and probabilistic parts, predelyaemy from:

Figure 00000002
Figure 00000002

где χ макс - максимально возможные размеры дефектов в данном изделии;where χ max - the maximum possible defect sizes in this product;

значение χ д сравнивают с χ кр,[χ ]д.э и[χ ]изг, и по результатам сравнения делают заключение о качестве изделия и возможности его эксплуатации.the value of χ d is compared with χ cr, [χ] d.e and [χ] ex , and the results of the comparison make a conclusion about the quality of the product and the possibility of its operation.

Как правило, в качестве характеристического размера χ дефекта выбирается линейный размер дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта.As a rule, the linear size of the defect, or a combination of the linear dimensions of the defect, or the area of the defect, or the volume of the defect, is chosen as the characteristic size χ of the defect.

В одном из вариантов аппроксимируют гистогоамму (Nобн, χ ) уравнениемIn one embodiment, the histogram is approximated (N obn, χ) by the equation

Nобн(χ )=Аχ -n{1-(1-η )exp[-α (χ -χ 0)]-η }, (2)N obn (χ) = Aχ -n {1- (1-η) exp [-α (χ -χ 0 )] - η}, (2)

где А, n, α , η - постоянные, которые определяют из условия максимального приближения уравнения Nобн (χ ) к результатам контроля, представленным в виде гистограммы,where A, n, α, η are constants, which are determined from the condition of approximation of the equation N obn (χ) to the control results presented in the form of a histogram,

χ 0 - минимально доступный для выявления размер дефекта,χ 0 is the minimum defect size available for detection,

исходную дефектность Nисх определяют по формуле:the initial defectiveness N ref is determined by the formula:

Nисх=Аχ -n, (3)N ref = Aχ -n , (3)

а вероятность обнаружения дефекта Рвод по формуле:and the probability of detecting a water defect P by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

В частном случае в качестве характеристического размера принимают малую полуось α эллипса, которым схематизируют дефект, при этом соотношение а/с принимают постоянным для всех а, определяемым из условия максимальной скорости развития дефекта в эксплуатационных условиях.In the particular case, the minor axis α of the ellipse is taken as the characteristic size, which schematizes the defect, while the a / c ratio is taken constant for all a, determined from the condition of the maximum defect development rate under operating conditions.

При этом χ кр, [χ ]д.э. и [χ ]изг, определяют для конкретного изделия или группы m однотипных изделий, причем при контроле m однотипных изделий все результаты контроля суммируют и представляют в виде одной гистограммы.Moreover, χ cr, [χ] doe and [χ] izg , determine for a particular product or group m of the same type of products, moreover, when controlling m of the same type of products, all the control results are summarized and presented in the form of a single histogram.

При этом остаточную дефектность

Figure 00000004
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров [χ ]кр в режиме эксплуатации изделия:In this case, residual defectiveness
Figure 00000004
in the field of defects important to safety, it is determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions [χ] cr in the operation mode of the product:

Figure 00000005
Figure 00000005

остаточную дефектность

Figure 00000006
в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χ ]д.э предельно допустимых в эксплуатации изделия:residual defectiveness
Figure 00000006
in the field of defects important for reliability, they are determined in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [χ] qe of the maximum permissible product operation:

Figure 00000007
Figure 00000007

остаточную дефектность

Figure 00000008
в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ ]изг допустимых при изготовлении несплошностей:residual defectiveness
Figure 00000008
defects in determining the quality of manufacture, as the number of defects that are larger than the dimensions of [χ] mfd permissible in the manufacture of discontinuities:

Figure 00000009
Figure 00000009

где χ пред - предельно возможный характеристический размер дефекта,where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect,

m - число однотипных изделий.m is the number of similar products.

При этом минимально доступный для выявления размер дефекта χ 0 определяют при настройке дефектоскопа, применяемого при контроле изделия, или как минимальный размер дефекта, который был выявлен при контроле.At the same time, the minimum defect size χ 0 that is available for detection is determined when setting up the flaw detector used to control the product, or as the minimum defect size that was detected during inspection.

Для упрощения вычислений постоянную η принимают равной 0.To simplify the calculations, the constant η is taken equal to 0.

В другом варианте изготавливают тест-образец, предназначенный для определения характеристик неразрушающего контроля несплошностей в материале изделия, осуществляют контроль этого тест-образца методом неразрушающего контроля, и контроль изделия, который производится тем же методом, что и контроль тест-образца, при этом тест-образец изготавливают в форме изделия или его наиболее ответственной части из того же материала и по той же технологии, что и изделие, с расположенными случайным образом дефектами с различными характеристическими размерами χ , определяют вероятность обнаружения дефектов Рвод (χ ):In another embodiment, a test sample is manufactured to determine the characteristics of non-destructive testing of discontinuities in the product material, this test sample is tested by the non-destructive testing method, and the product is controlled using the same method as the test sample, and the test the sample is made in the form of the product or its most critical part from the same material and according to the same technology as the product, with defects located at random with different characteristic p χ measures, determine the probability of detecting defects P water (χ):

Рвод(χ )=Nобн то(χ )/Nзал то(χ ), (8)P water (χ) = N obn. (Χ) / N closed (χ), (8)

где nобн то - число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,where n obn is the number of defects detected during the control of the test sample,

Nзал то - число заложенных при изготовлении тест-образца дефектов, исходную дефектность определяют как;N Hall then - the number of defects in the manufacture of the test sample, the initial defect is determined as;

Nисх=N обн издвод(χ ) (9)N ref = N obd ed / R water (χ) (9)

гистограмму (Nисх,χ ) апроксимируют уравнением Nисх=f(χ ) или Nисх=f(а,c), где а,с - линейные размеры дефектов, а при определении остаточной дефектности Nост величину Nобн изд определяют из аналитического выражения Nобн изд=Nисх· Рвод (χ ).the histogram (N ref , χ) is approximated by the equation N ref = f (χ) or N ref = f (a, c), where a, c are the linear dimensions of the defects, and when determining the residual defect N rest, the value of N obn ed is determined from the analytical expression N obn ed = N ref · R waters (χ).

При этом тест-образец содержит три группы дефектов: дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров дефектов, допустимых при эксплуатации, до размеров, критических для изделия в режиме эксплуатации; дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров, допустимых при изготовлении изделия, до размеров дефектов, допустимых при эксплуатации; дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров минимально доступных для выявления дефектов, до размеров дефектов, допустимых при изготовлении, при этом первые два типа дефектов имитируют дефекты эксплуатационной природы, а третьего типа - технологической, остаточную дефектность

Figure 00000010
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ кр в режиме эксплуатации изделия:At the same time, the test sample contains three groups of defects: defects whose sizes lie in the range from the sizes of defects admissible during operation to the dimensions critical for the product in operation; defects, the sizes of which lie in the range from the dimensions allowed during the manufacture of the product, to the sizes of defects permitted during operation; defects, the sizes of which lie in the range from the minimum dimensions available for detecting defects to the sizes of defects acceptable during manufacture, while the first two types of defects mimic defects of an operational nature, and the third type mimic technological defects, residual defects
Figure 00000010
in the field of defects important to safety, they are determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ cr in the operation mode of the product:

Figure 00000011
Figure 00000011

остаточную дефектность

Figure 00000012
в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов χ д.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:residual defectiveness
Figure 00000012
in the field of defects important for reliability, they are determined in the form of the number of defects, the sizes of which exceed the dimensions of the defects χ doe, the maximum permissible in the operation of the product:

Figure 00000013
Figure 00000013

остаточную дефектность

Figure 00000014
в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры χ изг допустимых при изготовлении несплошностей:residual defectiveness
Figure 00000014
defects in determining the workmanship, as the number of defects that are larger than the dimensions χ mfd permissible in the manufacture of discontinuities:

Figure 00000015
Figure 00000015

где χ пред - предельно возможный характеристический размер дефекта.where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect.

При этом гистограмму (Nисх,χ ) апроксимируют уравнением типаIn this case, the histogram (N ref , χ) is approximated by an equation of the type

Nисхх ехр(-nχ χ ), или Nисхаехр (-nаа), или Nисха,сехр[-nа,с,2/с)], или NисхF ехр(-nF), или Nисх=Аχ χ -nx, или Nисха

Figure 00000016
, или Nисха,с2
Figure 00000017
, или
Figure 00000018
N ref = A x exp (-nχ χ), or N ref = A a exp (-n a ), or N ref = A a, c exp [-n a, s, (a 2 / s)], or N ref = A F exp (-nF), or N ref = Ax χ -nx , or N ref = A a
Figure 00000016
, or N ref = A a, s (a 2 / s
Figure 00000017
, or
Figure 00000018

где а, с - линейные размеры дефекта,where a, c are the linear dimensions of the defect,

F - площадь дефекта,F is the area of the defect,

n, А - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным.n, A are the coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data.

На фиг.1 изображена схематизация дефекта в трубопроводе эллипсом с полуосями а и с, на фиг.2 изображена совокупность дефектов критических размеров, допустимых в эксплуатации размеров и допустимых размеры несплошностей при изготовлении (соответствующие нормы на изготовление приведены в таблице НТД ПНАЭГ-7 010-89)), на фиг.3 - характеристика достоверности НК в виде зависимости вероятности выявления дефектов Pвод от их размера а, на фиг.4 - гистограмма выявленных в изделии дефектов, на фиг.5 - диаграмма остаточной дефектности.Figure 1 shows a schematic diagram of a defect in a pipeline with an ellipse with half shafts a and c, figure 2 shows a set of defects of critical sizes, dimensions acceptable for operation and sizes of discontinuities during fabrication (the corresponding fabrication standards are given in table NTD PNAEG-7 010- 89)), in Fig. 3, a characteristic of the reliability of the ND in the form of the dependence of the probability of detecting defects P water on their size a, in Fig. 4 is a histogram of defects detected in the product, and in Fig. 5 is a diagram of residual defectiveness.

Способ может применяться для конкретного изделия или группы однотипных изделий, качество изготовления, надежность и безопасность которого необходимо обеспечить с применением известного метода ПК при проведении контроля оператором известной квалификации.The method can be applied to a specific product or group of similar products, the quality of manufacture, the reliability and safety of which must be ensured using the well-known PC method during monitoring by an operator of known skill.

Методами механики разрушения определяют критические размеры дефектов в режиме эксплуатации для данного изделия χ кр, предельно допустимые в эксплуатации дефекты [χ ]д.э. допустимые в изготовлении размеры дефектов [χ ]изг (нормы дефектов изделия), определяемые по действующим нормативным документам и/или ТУ на изготовление (χ - характеристический размер дефекта, например, выбирается линейный размер дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта). Надо отметить, что дефекты, определяющие качество - это дефекты, размеры которых находятся в интервале от размеров минимальных, доступных для выявления дефектов (поискового) до размеров дефектов, допустимых при изготовлении и выше; дефекты, определяющие надежность, - это дефекты, размеры которых находятся в интервале от браковочного при изготовлении до допустимого при эксплуатации и выше; дефекты, определяющие безопасность, - от допустимых при эксплуатации до критических размеров и выше.The methods of fracture mechanics determine the critical sizes of defects in the operating mode for a given product χ cr , the maximum permissible defects [χ] doe in operation allowable manufacturing sizes of defects [χ] izg (product defect standards), determined by the applicable regulatory documents and / or technical specifications for manufacturing (χ - characteristic defect size, for example, the linear size of the defect, or a combination of the linear dimensions of the defect, or the area of the defect, or defect volume). It should be noted that defects that determine quality are defects whose sizes are in the range from the minimum sizes available for detecting defects (search) to the sizes of defects acceptable during manufacture and higher; defects that determine reliability are defects whose sizes are in the range from defective during manufacture to acceptable during operation and above; defects defining safety - from acceptable during operation to critical sizes and above.

Совокупность дефектов критических размеров (кривая 3), допустимых в эксплуатации размеров (кривая 2), а также допустимые размеры несплошностей при изготовлении (кривая 1) изображены на фиг.2.The set of defects of critical dimensions (curve 3), allowable for operation dimensions (curve 2), as well as the allowable sizes of discontinuities in the manufacture (curve 1) are shown in Fig.2.

Проводят неразрушающий контроль изделия (НК) выбранным методом (ультразвуковым, вихретоковым, радиографическим и другими методами НК) и техническими средствами контроля операторами определенной квалификации.Non-destructive testing of the product (ND) is carried out by the selected method (ultrasonic, eddy current, radiographic and other ND methods) and technical means of control by operators of a certain qualification.

Результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах “характеристический размер дефекта χ - количество выявленных дефектов данного размера Nобн изд”.The control results are presented in the form of a histogram in the coordinates “characteristic defect size χ is the number of detected defects of a given size N ed .”

Далее определяют вероятность обнаружения дефекта Рвод, исходную дефектность Nисх=f(χ ) и остаточную дефектность Noст=φ (χ ) как разность Nисх и Nобн.Next, determine the probability of detecting a defect P water , the initial defect N ref = f (χ) and residual defect N est = φ (χ) as the difference N ref and N obn .

Указанные зависимости можно определять различными методами.These dependencies can be determined by various methods.

Согласно одному из вариантов результаты НК представляют в виде аналитических выражений.According to one of the options, the results of NK are presented in the form of analytical expressions.

Структура уравнения, которое может описать результаты НК, представленные на гистограмме, следующая:The structure of the equation that can describe the results of NK presented on the histogram is as follows:

Nобн(χ )=Nисх(χ )Рвод(χ ) (14)N obn (χ) = N ref (χ) P water (χ) (14)

где Nисх - число обнаруженных при контроле дефектов на единицу характеристического размера. Если в качестве характеристического размера выбрана малая полуось эллипса, которым схематизируют дефект, то размерность Nобн - мм-1;where N ref is the number of defects detected during inspection per unit of characteristic size. If the semimajor axis of the ellipse with which the defect is schematized is selected as the characteristic size, then the dimension N obn - mm -1 ;

Nисх - функция исходной (до НК) дефектности с той же размерностью, что и Nобн;N ref is the function of the initial (to the NC) defectiveness with the same dimension as N obn ;

Рвод - вероятность обнаружения дефекта данного размера χ .P water - the probability of detecting a defect of a given size χ.

Вид функций Nисх и Рвод определяется, исходя из условия наибольшей простоты выражения, минимального числа констант и соответствия физически обусловленной зависимости Nисх и Рвод от χ . В первом приближении могут быть использованы следующие уравнения:The form of the functions N ref and P water is determined on the basis of the condition of the greatest simplicity of expression, the minimum number of constants and the correspondence of the physically determined dependence of N ref and P water on χ. In a first approximation, the following equations can be used:

Nисх=Аχ -n, (14)N ref = Aχ -n , (14)

Figure 00000019
Figure 00000019

Nобн(χ )=Аχ -n{1-(1-η )exp[-α (χ -χ 0)]-η }, (16)N obn (χ) = Аχ -n {1- (1-η) exp [-α (χ -χ 0 )] - η}, (16)

где А, n, α , η , χ 0 - постоянные.where A, n, α, η, χ 0 are constants.

Определяют численные значения постоянных А, n, α , η из условия максимального приближения уравнения Nобн(χ ) к результатам НК, представленным в виде гистограммы.The numerical values of the constants A, n, α, η are determined from the condition that the equation N obn (χ) is as close as possible to the results of the NC presented in the form of a histogram.

При этом χ 0 - минимально доступный для выявления размер дефекта -определяют при настройке дефектоскопа, применяемого при контроле изделия, или как минимальный размер дефекта, который был выявлен при контроле; η в первом приближении можно принять равной 0. В результате остается три неизвестных, что существенно облегчает задачу их определения.In this case, χ 0 is the minimum defect size that is available for detection — it is determined when setting up the flaw detector used to control the product, or as the minimum defect size that was detected during the inspection; As a first approximation, η can be taken equal to 0. As a result, three unknowns remain, which greatly simplifies the task of determining them.

Определить постоянные A, n, α можно, либо решая систему трех уравнений относительно А, n и α , которые получают, если взять три точки на гистограмме, либо их определяют с использованием метода наименьших квадратов.The constants A, n, α can be determined either by solving a system of three equations for A, n, and α, which are obtained by taking three points on the histogram, or they are determined using the least squares method.

Остаточную дефектность Nост определяют как разность Nисх и Nобн:Residual defectiveness N ost is defined as the difference N ref and N obn :

Nост(χ )=Nисх(χ )-Nобн(χ ). (17)N ost (χ) = N ref (χ) -N obn (χ). (17)

При этом число оставшихся дефектов в изделии определяют в трех диапазонах: остаточную дефектность

Figure 00000020
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ кр в режиме эксплуатации изделия:The number of remaining defects in the product is determined in three ranges: residual defectiveness
Figure 00000020
in the field of defects important to safety, they are determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ cr in the operation mode of the product:

Figure 00000021
Figure 00000021

остаточную дефектность

Figure 00000022
в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χ ]д.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:residual defectiveness
Figure 00000022
in the field of defects important for reliability, they are determined in the form of the number of defects, the sizes of which exceed the dimensions of the defects [χ] doe, maximum permissible in the operation of the product:

Figure 00000023
Figure 00000023

остаточную дефектность

Figure 00000024
в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ ]изг допустимых при изготовлении несплошностей:residual defectiveness
Figure 00000024
defects in determining the quality of manufacture, as the number of defects that are larger than the dimensions of [χ] mfd permissible in the manufacture of discontinuities:

Figure 00000025
Figure 00000025

где χ пред - предельно возможный характеристический размер дефекта в данной конструкции с данной геометрией (например, в направлении толщины стенки сосуда давления предельный размер дефекта равен толщине стенки),where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect in this design with a given geometry (e.g., in the direction of the pressure vessel wall thickness equal to the maximum size of the defect wall thickness)

m - число однотипных изделий.m is the number of similar products.

При построении гистограммы горизонтальная ось χ должна включать критический размер дефекта, даже если в результате контроля все выявленные дефекты не достигали критических размеров.When constructing a histogram, the horizontal axis χ must include the critical size of the defect, even if, as a result of the control, all detected defects did not reach critical sizes.

В случае контроля нескольких однотипных изделий все результаты контроля суммируют и представляют в виде одной гистограммы. Чем большее количество изделий было проконтролировано, тем достовернее получаемый окончательный результат.In the case of control of several products of the same type, all control results are summarized and presented in the form of a single histogram. The more products were monitored, the more reliable the final result.

Согласно другому варианту для определения зависимостей Рвод (вероятность обнаружения дефекта), Nисх=f(χ ) (исходная дефектность) и Nост=φ (χ ) (остаточнаю дефектность) изготавливают тест-образец.According to another embodiment, to determine the dependences P water (probability of detecting a defect), N ref = f (χ) (initial defectiveness) and N ost = φ (χ) (residual defectiveness), a test sample is made.

С учетом реальных эксплуатационных нагрузок и условий определяют для изделия (например, трубопровода, фиг.1) методами механики разрушения (с учетом коэффициентов безопасности) дефекты (несплошности):Taking into account real operational loads and conditions, defects (discontinuities) are determined for the product (for example, the pipeline, Fig. 1) by the methods of fracture mechanics (taking into account safety factors):

Совокупность дефектов критических размеров (кривая 3), допустимых в эксплуатации размеров (кривая 2), а также допустимые размеры несплошностей при изготовлении (кривая 1) изображены на фиг.2The set of defects of critical dimensions (curve 3), allowable for operation dimensions (curve 2), as well as the allowable sizes of discontinuities in the manufacture (curve 1) are shown in figure 2

Тест-образец изготавливается по форме изделия и в масштабе примерно 1:1 к изделию или его наиболее ответственной части. Наиболее ответственная часть изделия - это та часть изделия, в которой наиболее вероятно возникновение дефектов (сварные швы, места максимальных эксплуатационных воздействий и т.п.) или разрушение которых представляет опасность. Тест-образец выполняют из того же материала и по той же технологии, что и изделие. В тест-образцы закладывают искусственные дефекты трех типов:The test sample is made in the shape of the product and on a scale of about 1: 1 to the product or its most critical part. The most critical part of the product is that part of the product in which the most likely occurrence of defects (welds, places of maximum operational influences, etc.) or the destruction of which is dangerous. The test sample is made of the same material and using the same technology as the product. Three types of artificial defects are laid in test samples:

- дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров дефектов, допустимых при эксплуатации, до размеров, критических для изделия в режиме эксплуатации,- defects, the sizes of which lie in the range from the sizes of defects admissible during operation, to sizes critical for the product in operation,

- дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров, допустимых при изготовлении, до размеров дефектов, допустимых при эксплуатации,- defects, the sizes of which lie in the range from the dimensions allowed during manufacture, to the sizes of defects acceptable during operation,

- дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров минимальных, доступных для выявления дефектов до размеров дефектов, допустимых при изготовлении (при этом допустимо, чтобы верхняя граница интервала превышала размеры дефектов, допустимых при изготовлении).- defects, the sizes of which lie in the range from the minimum sizes available for detecting defects to the sizes of defects admissible in the manufacture (it is also permissible that the upper boundary of the interval exceed the dimensions of the defects admissible in the manufacture).

При этом первые два типа дефектов (несплошностей) должны имитировать дефекты эксплуатационной природы, а третьего типа - технологической Эксплуатационные дефекты - дефекты, которые могут развиться от технологических дефектов или зародиться и развиться под действием эксплуатационных нагрузок (трещины усталости, трещины коррозионного растрескивания под напряжением и т.п.), технологические дефекты - это дефекты, возникновение которых связано с особенностями технологии изготовления или монтажа (непровары, несплавления, поры и т.п.). При этом возможна закладка различного сочетания типов дефектов (одного, любых двух, трех), при необходимости, возможно также изготовление различного числа образцов, в каждом из которых будет заложен один тип дефектов или их различное сочетание.In this case, the first two types of defects (discontinuities) should simulate defects of an operational nature, and the third type of technology defects. Operational defects - defects that can develop from technological defects or arise and develop under the action of operational loads (fatigue cracks, stress corrosion cracking cracks, etc.) .p.) technological defects are defects whose occurrence is associated with the peculiarities of the manufacturing or installation technology (lack of fusion, non-fusion, pores, etc.). In this case, it is possible to bookmark a different combination of types of defects (one, any two, three), if necessary, it is also possible to produce a different number of samples, in each of which one type of defects or their different combination will be laid.

Все заложенные дефекты должны быть скрытыми от операторов НК, т.е. быть внутренними (подповерхностными) или, если дефект поверхностный, располагаться в месте, недоступном для визуального обнаружения (или иметь размеры, которые невозможно зафиксировать визуально).All embedded defects must be hidden from the operators of the tax code, i.e. be internal (subsurface) or, if the defect is superficial, be located in a place inaccessible to visual detection (or have dimensions that cannot be visually fixed).

Также следует отметить, что дефекты располагают в образце случайным образом, например, с использованием таблиц случайных чисел.It should also be noted that defects are placed randomly in the sample, for example, using random number tables.

Минимальное допустимое расстояние между дефектами определяют исходя из условия существования одиночных дефектов (если закладываются одиночные дефекты) или меньше - для групповых трещин (условия взаимного влияния известны, например Методические рекомендации МР 108.7-86, М.: ЦНИИТМАШ, 1986).The minimum permissible distance between defects is determined on the basis of the condition for the existence of single defects (if single defects are laid) or less for group cracks (the conditions of mutual influence are known, for example, Methodological Recommendations MR 108.7-86, M .: TSNIITMASH, 1986).

Число дефектов каждого типа должно быть достаточным для статистической обработки результатов, например не менее 9шт. (При меньшем количестве результаты менее достоверны).The number of defects of each type should be sufficient for statistical processing of the results, for example, at least 9 pieces. (With less results are less reliable).

Любой дефект консервативно можно смоделировать трещиной, а любую трещину можно описать эллипсом с полуосями: короткой а и длинной с.Any defect can be conservatively modeled by a crack, and any crack can be described by an ellipse with semi-axes: short a and long c.

Возможны различные варианты закладки дефектов в тест-образец.There are various options for bookmarking defects in the test sample.

В тест-образец закладывают дефекты в виде эллипсов, а соотношение осей эллипса принимают исходя из условия максимальной скорости роста дефекта в эксплуатационном поле напряжений;Defects in the form of ellipses are laid in the test sample, and the ratio of the axes of the ellipse is taken on the basis of the condition for the maximum growth rate of the defect in the operational stress field;

В тест-образец закладывают дефекты в виде эллипсов, при этом соотношение осей эллипса принимают произвольное, а в качестве характеризующей размер дефекта величины принимают площадь плоскостного дефекта или площадь проекции объемного дефекта на плоскость вероятного развития дефекта;Defects in the form of ellipses are laid in the test sample, while the ratio of the axes of the ellipse is arbitrary, and the area of the plane defect or the projection area of the volume defect on the plane of the probable development of the defect is taken as characterizing the size of the defect;

В тест-образец закладывают дефекты в виде эллипсов, при этом количество дефектов и соотношение осей эллипса выбирают с использованием математических методов планирования эксперимента, исходя из условия минимизации числа закладываемых дефектов (К.Дэниел, Применение статистики в промышленном эксперименте. М.: Мир, 1979);Defects in the form of ellipses are placed in the test sample, while the number of defects and the ratio of the axes of the ellipse are selected using mathematical methods for planning the experiment, based on the condition of minimizing the number of defects to be laid (K. Daniel, Application of statistics in an industrial experiment. M .: Mir, 1979 );

В случае, если закладываемые в тест-образец дефекты не имеют форму эллипса, то их схематизируют эллипсами.If the defects to be inserted into the test sample do not have the shape of an ellipse, then they are schematized by ellipses.

После изготовления тест-образца производят его контроль с использованием тех же средств и методов контроля и операторами той же квалификации, которые затем будут применяться при контроле изделия, результаты контроля сравниваются с реальными дефектами, заложенными в тест-образец.After the manufacture of the test sample, it is controlled using the same means and methods of control and by operators of the same qualifications, which will then be used to control the product, the results of the monitoring are compared with real defects embedded in the test sample.

Для каждого характеристического размера дефекта определяется достоверность в виде функции вероятности обнаружения дефектов Рвод (χ ):For each characteristic size of the defect, reliability is determined as a function of the probability of detection of defects P water (χ):

Рвод(χ )=Nобн то(χ )/Nзал то(χ ), (8)P water (χ) = N obn. (Χ) / N closed (χ), (8)

где Nобн то - число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,where N obn is the number of defects detected during the control of the test sample,

Nзал то - число заложенных при изготовлении тест-образца дефектов,N Hall then - the number of defects in the manufacture of the test sample,

По результатам контроля строят кривую вероятности выявляемости дефектов для данной детали данным методом ПК в зависимости от характеристического размера дефектов. Кривую вероятности выявления дефектов от размеров дефектов "а" и "с" (любой дефект в материале консервативно можно описать эллипсом с полуосями а и с) можно аппроксимировать наиболее близко описывающим экспериментальные результаты контроля уравнением, напримерBased on the control results, a probability curve for detecting defects for a given part is constructed using this PC method, depending on the characteristic size of the defects. The probability curve for detecting defects from the dimensions of defects “a” and “c” (any defect in the material can be conservatively described by an ellipse with half axes a and c) can be approximated by the equation that most closely describes the experimental results of control, for example

Рвод=1-(1-ε )exp[-α НК(а-а0)(с-с0)]-ε , или (18)P water = 1- (1-ε) exp [-α NK (a-a 0 ) (s-s 0 )] - ε, or (18)

Figure 00000026
Figure 00000026

Рвод=1-(1-ε )exp[-α НК(χ -χ 0)]-ε (20)P water = 1- (1-ε) exp [-α NK (χ -χ 0 )] - ε (20)

где α нк - коэффициент достоверности НК, характеризует увеличение выявляемости дефектов в зависимости от его размера;where α nk - confidence factor NC, characterizes the increase detectability of defects depending on its size;

ε - постоянная, характеризующая предельную выявляемость контроля данным методом при сколь угодно большом размере дефекта; если размеры детали небольшие, то данной величиной можно пренебречь, введя соответствующую корректировку величины α нк.ε is a constant characterizing the ultimate detectability of the control by this method for an arbitrarily large defect size; if the dimensions of the part are small, then this value can be neglected by introducing an appropriate adjustment of α nk .

χ - характеристический размер дефекта, например его площадь;χ is the characteristic size of the defect, for example, its area;

χ 0 - минимальный характеристический размер дефекта;χ 0 is the minimum characteristic size of the defect;

ао, cо - минимальные размеры дефектов, доступные для выявления НК.and o , c o are the minimum defect sizes available for detecting ND.

Далее проводят контроль изделия, а результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах “характеристический размер дефекта χ - количество выявленных дефектов данного размера Nобн изд”.Next, the product is inspected, and the inspection results are presented in the form of a histogram in the coordinates “characteristic defect size χ is the number of detected defects of a given size N obn ed .”

Исходную дефектность Nисх определяют как отношение Nобн издвод (χ ); полученную гистограмму аппроксимируют уравнением типа Nисх=Аχ exp(-nχ χ ), или

Figure 00000027
или
Figure 00000028
или
Figure 00000029
The initial defectiveness N ref is defined as the ratio of N obn ed / P water (χ); the resulting histogram is approximated by an equation of the type N ref = Ax exp (-nχ χ), or
Figure 00000027
or
Figure 00000028
or
Figure 00000029

или

Figure 00000030
or
Figure 00000030

или

Figure 00000031
илиor
Figure 00000031
or

Figure 00000032
Figure 00000032

где а, с - линейные размеры дефекта,ρ c - функция распределения величины с, например нормальный закон распределения,where a, c are linear dimensions of the defect, ρ c is the distribution function of c, for example, the normal distribution law,

F - площадь дефекта,F is the area of the defect,

n, A, D,

Figure 00000033
- коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным, при этом
Figure 00000034
- среднее значение с, а D - дисперсия.n, A, D,
Figure 00000033
- coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data, while
Figure 00000034
is the average value of c, and D is the variance.

В качестве характеристического размера можно принять малую полуось а эллипса, которым схематизируют дефект, при этом соотношение а/с принимают постоянным для всех а, исходя из условия максимальной скорости роста дефекта в условиях эксплуатации; при этомAs the characteristic size, we can take the semi-minor axis a of the ellipse, which schematize the defect, while the ratio a / c is taken constant for all a, based on the condition for the maximum growth rate of the defect under operating conditions; wherein

Figure 00000035
например, в случае нормального закона, однородного поля напряжений а/с=2, D=a/2, получаем
Figure 00000035
for example, in the case of a normal law, a uniform stress field a / c = 2, D = a / 2, we obtain

Figure 00000036
Figure 00000036

Остаточную дефектность получают как разность между Nисх и Nобн изд. При этом Nобн изд определяют из аналитического выражения Nисх· Рвод (χ ), т.е. остаточную дефектность Nост можно представить в виде уравненияResidual defectiveness is obtained as the difference between N ref and N ed. At the same time, N obd ed is determined from the analytical expression N ex · P water (χ), i.e. residual defectiveness N ost can be represented as the equation

Остаточную

Figure 00000038
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ кр в режиме эксплуатации изделия:Residual
Figure 00000038
in the field of defects important to safety, they are determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ cr in the operation mode of the product:

Figure 00000039
Figure 00000039

остаточную дефектность

Figure 00000040
в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов χ д.э, предельно допустимых в эксплуатации изделия:residual defectiveness
Figure 00000040
in the field of defects important for reliability, they are determined in the form of the number of defects, the sizes of which exceed the dimensions of the defects χ doe , the maximum permissible in the operation of the product:

Figure 00000041
Figure 00000041

остаточную дефектность

Figure 00000042
в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры χ изг допустимых при изготовлении несплошностей:residual defectiveness
Figure 00000042
defects in determining the workmanship, as the number of defects that are larger than the dimensions χ mfd permissible in the manufacture of discontinuities:

Figure 00000043
Figure 00000043

где χ пред - предельно возможный характеристический размер дефекта.where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect.

Далее остаточную дефектность разделяют на достоверную часть χ ≤ χ д в которой дефекты с размерами χ ≤ χ д существуют достоверно, и вероятностную часть χ >χ д, в которой дефекты с размерами χ >χ д могут быть, а могут и не быть.Further, residual defects are divided into a reliable part χ ≤ χ d in which defects with dimensions χ ≤ χ d exist reliably, and the probabilistic part χ> χ d , in which defects with sizes χ> χ d may or may not exist.

Границу между достоверной и вероятностной частями остаточной дефектности определяют из условия:The border between the reliable and probabilistic parts of the residual defect is determined from the condition:

Figure 00000044
Figure 00000044

где χ макс - максимально возможные размеры дефектов в данном изделии.where χ max - the maximum possible defect sizes in this product.

Значение χ д сравнивают χ кр [χ ]д.э [χ ]изг, и по результатам сравнения делают выводы о качестве, надежности и безопасности изделия.The value of χ d is compared χ cr [χ] d.e [χ] out , and the results of the comparison make conclusions about the quality, reliability and safety of the product.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

Необходимо обеспечить качество двух трубопроводов внутренним диаметром D=800 мм толщиной стенки S=34 мм из перлитной стали. Критические размеры дефектов в поперечных сварных швах представлены на фиг.2 (кривая 1). Допустимые в эксплуатации дефекты определили с использованием уравнений механики разрушения и коэффициентов запаса прочности (кривая 2 на фиг.2). Нормы дефектов в эксплуатации представлены на фиг.2 кривой 3.It is necessary to ensure the quality of two pipelines with an inner diameter of D = 800 mm and a wall thickness of S = 34 mm made of pearlite steel. The critical dimensions of the defects in the transverse welds are shown in figure 2 (curve 1). Permissible defects in operation were determined using the equations of fracture mechanics and safety factors (curve 2 in FIG. 2). Norms of defects in operation are presented in figure 2 of curve 3.

В результате НК штатным методом и средствами до начала эксплуатации (после монтажа) было обнаружено 47 несплошностей.As a result, the NC using the standard method and means before the start of operation (after installation), 47 discontinuities were discovered.

Все выявленные несплошности (дефекты) представлены в виде гистограммы на фиг.3.All identified discontinuities (defects) are presented in the form of a histogram in figure 3.

При этом в качестве характеристического размера дефекта выбрана ширина дефекта в направлении толщины стенки, а точнее - малая полуось эллипса, которыми схематизировали все выявленные дефекты.In this case, the defect width in the direction of the wall thickness, or rather, the semi-minor axis of the ellipse, with which all the identified defects were schematized, was chosen as the characteristic size of the defect.

При соотношении а/с≈ 0,5 критическому размеру дефекта соответствует α =15 мм, [α ]д.э=6 мм, [α ]изг=1,15 мм (фиг.2).When the ratio a / 0.5 s≈ critical size defect corresponds to α = 15 mm, [α] d.e = 6 mm, [α] mfd = 1.15 mm (Figure 2).

Несмотря на то, что максимальный размер выявленного дефекта составил α макс=13 мм, ось абсцисс содержит критический размер α =15 мм.Despite the fact that the maximum size of the detected defect was α max = 13 mm, the abscissa axis contains a critical size of α = 15 mm.

Уравнение, описывающее число выявленных дефектов Nобн в зависимости от размеров а:The equation describing the number of detected defects N OB depending on the size of a:

Figure 00000045
Figure 00000045

По результатам контроля минимальный выявленный дефект имел a=0,6 мм.According to the results of the control, the minimum detected defect had a = 0.6 mm.

Для определения постоянных А, n, α решают систему из трех уравнений относительно этих постоянных:To determine the constants A, n, α solve a system of three equations with respect to these constants:

1-е уравнение получают для точки с координатами (а=1 мм, Nобн=20) по фиг.3:The 1st equation is obtained for a point with coordinates (a = 1 mm, N obn = 20) of FIG. 3:

20=A· 1-n[1-exp[-α (1-0,6)]]; (26)20 = A · 1 -n [1-exp [-α (1-0.6)]]; (26)

2-е уравнение получают для точки с координатами (а=5 мм, nобн=4) по фиг.3:The 2nd equation is obtained for a point with coordinates (a = 5 mm, n obn = 4) of FIG. 3:

4=А· 5-n[1-exp[-α (5-0,6)]]; (27)4 = A · 5 -n [1-exp [-α (5-0.6)]]; (27)

3-е уравнение получают для точки с координатами (а=13 мм, nобн=0,66 по фиг.3:The 3rd equation is obtained for a point with coordinates (a = 13 mm, n obn = 0.66 in FIG. 3:

0,66=А· 13-n[1-exp[-α (13-0,6)]]. (28)0.66 = A · 13 -n [1-exp [-α (13-0.6)]]. (28)

Для 3-го уравнения nобн=0,66 получено как осреднение числа выявленных дефектов в интервале от 11 до 13 мм, что составило 2/3, где 2 - число выявленных дефектов, 3 - число интервалов.For the 3rd equation, n obn = 0.66 was obtained as an averaging of the number of detected defects in the range from 11 to 13 mm, which was 2/3, where 2 is the number of detected defects, 3 is the number of intervals.

Окончательно система уравнений имеет вид:Finally, the system of equations has the form:

20=A· [1-exp(-0,4α )]20 = A · [1-exp (-0,4α)]

4=A· 5-n[1-exp(-4,4α )] (29)4 = A · 5 -n [1-exp (-4,4α)] (29)

0,66=A· 13-n[1-exp(-12,4α )]0.66 = A · 13 -n [1-exp (-12,4α)]

Решение системы уравнений относительно А, n, α дало следующие результаты:The solution of the system of equations for A, n, α gave the following results:

A=1000 мм, n=2,56, α =0,05 мм-1 A = 1000 mm, n = 2.56, α = 0.05 mm -1

Подставляя постоянные А, n, α в соответствующие уравнения, получают: уравнение исходной дефектности:Substituting the constants A, n, α in the corresponding equations, we obtain: the equation of the initial defectiveness:

Nисх=1000а-2,56; (30)N ref = 1000a -2.56 ; (thirty)

уравнение вероятностей обнаружения дефекта:defect detection probability equation:

Рвод=1-exp[-0,05(a-0,6)]; (31)P water = 1-exp [-0.05 (a-0.6)]; (31)

уравнение остаточной дефектностиresidual defectiveness equation

Nост(χ )=Nисх(χ )-Nобн(χ ). (17)N ost (χ) = N ref (χ) -N obn (χ). (17)

Полученные уравнения представлены на рис.4.The obtained equations are presented in Fig. 4.

Решают уравнениеSolve the equation

Figure 00000046
Figure 00000046

относительно α д. При этом α макс=S, где S - толщина стенки трубопровода. Результаты решения представлены на фиг.5 в виде кривой 2.relative to α d . Moreover, α max = S, where S is the thickness of the pipeline wall. The results of the solution are presented in figure 5 in the form of a curve 2.

Определенная таким образом величина ад=14 мм.The value thus determined is a d = 14 mm.

Для заданных условий эксплуатации наиболее быстрый рост площади дефекта будет обеспечен при а/с≅ 0,5. Критический размер дефекта при этом будет иметь значение акр=15,5 мм, что близко к значению ад=14 мм. Учитывая, что в эксплуатации дефект с ад=14 мм может быстро дорасти до критического значения 15,4 мм, эксплуатацию изделия следует запретить, несмотря на то, что все выявленные дефекты отремонтированы и после ремонта изделие соответствует по качеству требованиям действующего НТД, например ПНАЭС-7-010-89.For the given operating conditions, the fastest increase in the defect area will be ensured at a / s ≅ 0.5. The critical size of the defect will have a cr = 15.5 mm, which is close to a d = 14 mm. Given that in operation a defect with a d = 14 mm can quickly grow to a critical value of 15.4 mm, the operation of the product should be prohibited, despite the fact that all identified defects are repaired and after repair the product meets the quality requirements of the current technical documentation, for example PNAES -7-010-89.

Claims (11)

1. Способ определения качества изделия, включающий определение дефектности изделия методом неразрушающего контроля, отличающийся тем, что определяют критические размеры χ кр дефектов в режиме эксплуатации, допустимые в эксплуатации размеры [χ ]д.э. дефектов и допустимые в изготовлении размеры [χ ]изг дефектов, результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (Nобн, χ ), где Nобн - число обнаруженных при контроле дефектов, χ - характеристический размер дефекта, определяют вероятность обнаружения дефекта Рвод, определяют исходную дефектность Nисх=f(χ ), определяют остаточную дефектность Nост=φ (χ ) как разность Nисх и Nобн, остаточную дефектность разделяют на достоверную часть χ ≤ χ д и вероятностную часть χ >χ д, где χ - характеристический размер дефекта, χ д - размер дефектов на границе между достоверной и вероятностной частями, определяемый из1. The method of determining the quality of the product, including determining the defectiveness of the product by non-destructive testing, characterized in that they determine the critical dimensions χ cr defects in the operating mode, the allowable dimensions [χ] doe defects and the dimensions [χ] of defects allowed in the manufacture, the control results are presented in the form of a histogram in the coordinates (N obn , χ), where N obn is the number of defects detected during the inspection, χ is the characteristic defect size, determine the probability of detection of water defect P, determine the initial defect N ref = f (χ), determine the residual defect N rem = φ (χ) as the difference N ref and N obn , residual defect is divided into the reliable part χ ≤ χ d and the probabilistic part χ> χ d , where χ - the characteristic size of the defect, x d - size of de OBJECTS at the boundary between the parts reliable and probability determined from
Figure 00000047
Figure 00000047
где χ макс - максимально возможные размеры дефектов в данном изделии;where χ max - the maximum possible defect sizes in this product; значение χ д сравнивают с χ кр, [χ ]д.э. и [χ ]изг и по результатам сравнения делают заключение о качестве изделий и возможности его эксплуатации.the value of χ d compared with χ cr , [χ] BC and [χ] izg and according to the results of comparison make a conclusion about the quality of products and the possibility of its operation.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве характеристического размера χ дефекта выбирается линейный размер дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта.2. The method according to claim 1, characterized in that the linear size of the defect, or a combination of the linear dimensions of the defect, or the area of the defect, or the volume of the defect, is selected as the characteristic size χ of the defect. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что апроксимируют гистограмму (Nобн, χ ) уравнением3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that approximate the histogram (N obn , χ) by the equation Nобн(χ )=Аχ -n{1-(1-η )ехр[-α (χ -χ 0)]-η },N obn (χ) = Ax- n {1- (1-η) exp [-α (χ-χ 0 )] - η}, где А, n, α , η - постоянные, которые определяют из условия максимального приближения уравнения Nобн(χ ) к результатам контроля, представленным в виде гистограммы,where A, n, α, η are constants, which are determined from the condition of approximation of the equation N obn (χ) to the control results presented in the form of a histogram, χ 0 - минимально доступный для выявления размер дефекта,χ 0 is the minimum defect size available for detection, исходную дефектность Nисх определяют по формуле:the initial defectiveness N ref is determined by the formula: Nисх=Аχ -n,N ref = Aχ -n , а вероятность обнаружения дефекта Рвод по формуле:and the probability of detecting a water defect P by the formula: Рвод=1-(1-η )ехр[-α (χ -χ 0)]-η .P water = 1- (1-η) exp [-α (χ -χ 0 )] - η. 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что в качестве характеристического размера принимают малую полуось а эллипса, которым схематизируют дефект, при этом соотношение а/с принимают постоянным для всех а, определяемым из условия максимальной скорости развития дефекта в эксплуатационных условиях.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the characteristic axis is the semi-axis a of the ellipse by which the defect is schematized, and the a / c ratio is assumed to be constant for all a, determined from the condition of the maximum defect development rate under operating conditions . 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что χ кр, [χ ]д.э. и [χ ]изг определяют для конкретного изделия или группы m однотипных изделий, причем при контроле m однотипных изделий все результаты контроля суммируют и представляют в виде одной гистограммы.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that χ cr , [χ] doe and [χ] exg is determined for a particular product or a group of m of the same type of products, and when monitoring m of the same type of products, all the control results are summarized and presented in the form of a single histogram. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что Nост определяют в трех диапазонах: остаточную дефектность
Figure 00000048
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ кр в режиме эксплуатации изделия:
6. The method according to claim 5, characterized in that N OST is determined in three ranges: residual defectiveness
Figure 00000048
in the field of defects important to safety, they are determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ cr in the operation mode of the product:
Figure 00000049
Figure 00000049
остаточную дефектность
Figure 00000050
в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χ ]д.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:
residual defectiveness
Figure 00000050
in the region of defects important for reliability, it is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [χ] doe maximum permissible in the operation of the product:
Figure 00000051
Figure 00000051
остаточную дефектность
Figure 00000052
в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ ]изг допустимых при изготовлении несплошностей:
residual defectiveness
Figure 00000052
defects in determining the quality of manufacture, as the number of defects that are larger than the dimensions of [χ] mfd permissible in the manufacture of discontinuities:
Figure 00000053
Figure 00000053
где χ пред. - предельно возможный характеристический размер дефекта,where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect, m - число однотипных изделий.m is the number of similar products.
7. Способ по любому из пп.3-6, отличающийся тем, что минимально доступный для выявления размер дефекта χ 0 определяют при настройке дефектоскопа, применяемого при контроле изделия, или как минимальный размер дефекта, который был выявлен при контроле.7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the minimum defect size χ 0 , which is available for detection, is determined when setting up the flaw detector used to control the product, or as the minimum defect size that was detected during the control. 8. Способ по любому из пп.3-7, отличающийся тем, что постоянную η принимают равной 0.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the constant η is taken equal to 0. 9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что изготавливают тест-образец, предназначенный для определения характеристик неразрушающего контроля несплошностей в материале изделия, осуществляют контроль этого тест-образца методом неразрушающего контроля, и контроль изделия, который производится тем же методом, что и контроль тест-образца, при этом тест-образец изготавливают в форме изделия или его наиболее ответственной части из того же материала и по той же технологии, что и изделие, с расположенными случайным образом дефектами с различными характеристическими размерами χ , определяют вероятность обнаружения дефектов Рвод(χ ):9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that they produce a test sample designed to determine the characteristics of non-destructive testing of discontinuities in the product material, control this test sample by the method of non-destructive testing, and control the product, which is performed by the same method, as the control of the test sample, while the test sample is made in the form of the product or its most critical part from the same material and according to the same technology as the product, with randomly located defects with different characteristic dimensions χ, determine the probability of detecting defects waters P (χ): Рвод(χ )=Nобн. то(χ )/Nзал то(χ ),P water (χ) = N obn. then (χ) / N hall then (χ), где Nобн. то - число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов;where N obn. then - the number of defects detected during the control of the test sample; Nзал. то - число заложенных при изготовлении образца дефектов, исходную дефектность определяют какN Hall then - the number of defects in the manufacture of the sample, the initial defect is determined as Nисх=Nобн. издвод(χ ),N ref = N obn. ed / R water (χ), гистограмму (Nисх, χ ) апроксимируют уравнением Nисх=f(χ ) или Nисх=f(а, с), где а, с - линейные размеры дефектов, а при определении остаточной дефектности Nост величину Nобн. изд определяют из аналитического выраженияhistogram (N ref, χ) is approximated by the equation N ref = f (χ) or N ref = f (a, c) where a, c - the linear dimensions of the defects, and in the determination of residual defectiveness N ost value N upd. ed determined from the analytical expression Nобн. изд=Nисх · Рвод(χ ).N obn. ed = N ref · R of water (χ). 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что тест-образец содержит три группы дефектов: дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров дефектов, допустимых при эксплуатации, до размеров, критических для изделия в режиме эксплуатации; дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров допустимых при изготовлении изделия до размеров дефектов, допустимых при эксплуатации; дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров минимально доступных для выявления дефектов, до размеров дефектов, допустимых при изготовлении, при этом первые два типа дефектов имитируют дефекты эксплуатационной природы, а третьего типа - технологической, остаточную дефектность
Figure 00000054
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ кр в режиме эксплуатации изделия:
10. The method according to claim 9, characterized in that the test sample contains three groups of defects: defects, the sizes of which lie in the range from the sizes of defects acceptable during operation, to sizes critical for the product in operation; defects, the sizes of which lie in the range from the sizes allowed during the manufacture of the product to the sizes of defects allowed during operation; defects, the sizes of which lie in the range from the minimum dimensions available for detecting defects to the sizes of defects acceptable during manufacture, while the first two types of defects mimic defects of an operational nature, and the third type mimic technological defects, residual defects
Figure 00000054
in the field of defects important to safety, they are determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ cr in the operation mode of the product:
Figure 00000055
Figure 00000055
остаточную дефектность
Figure 00000056
в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов χ д.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:
residual defectiveness
Figure 00000056
in the area of defects important for reliability, they are determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects χ doe maximum permissible in the operation of the product:
Figure 00000057
Figure 00000057
остаточную дефектность
Figure 00000058
в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры χ изг допустимых при изготовлении несплошностей:
residual defectiveness
Figure 00000058
defects in determining the workmanship, as the number of defects that are larger than the dimensions χ mfd permissible in the manufacture of discontinuities:
Figure 00000059
Figure 00000059
где χ пред. - предельно возможный характеристический размер дефекта.where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect.
11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что гистограмму (Nисх, χ ) апроксимируют уравнением типа11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the histogram (N ref , χ) is approximated by an equation of the type Nисхх ехр(-n),N ref = A x exp (-n ), или Nисхаехр (-nаа),or N ref = A a exp (-n a a), или Nисха,сехр[-nа,с,2/с)],or N ref = A a, s exp [-n a, s, (a 2 / s)], или NисхF ехр(-nF),or N ref = A F exp (-nF), или
Figure 00000060
or
Figure 00000060
или Nисха
Figure 00000061
,
or N ref = A a
Figure 00000061
,
или
Figure 00000062
or
Figure 00000062
или
Figure 00000063
or
Figure 00000063
где а, с - линейные размеры дефекта;where a, c are linear dimensions of the defect; F - площадь дефекта;F is the area of the defect; n, А - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным.n, A are the coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data.
RU2003109694/28A 2003-04-08 2003-04-08 Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness RU2243586C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003109694/28A RU2243586C1 (en) 2003-04-08 2003-04-08 Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003109694/28A RU2243586C1 (en) 2003-04-08 2003-04-08 Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003109694A RU2003109694A (en) 2004-12-20
RU2243586C1 true RU2243586C1 (en) 2004-12-27

Family

ID=34387839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003109694/28A RU2243586C1 (en) 2003-04-08 2003-04-08 Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2243586C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8069708B2 (en) 2007-07-02 2011-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining the lifecycle of a power station component
RU2518413C1 (en) * 2013-05-31 2014-06-10 ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС) Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results
RU2518409C1 (en) * 2013-05-31 2014-06-10 ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС) Method for evaluating gamma-percentile life of product by results of nondestructive check using test samples with hidden defects
RU2531428C1 (en) * 2013-09-30 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС) Method to ensure specified level of item reliability based on continuous monitoring of operational loads and non-destructive check by its readings
RU2542683C1 (en) * 2013-12-25 2015-02-20 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (АО "ВНИИАЭС") Method to increase efficiency of item operation
RU2558238C2 (en) * 2013-04-25 2015-07-27 Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" Method and device for selection of preferably data protection means
RU2667119C2 (en) * 2016-03-09 2018-09-14 Константин Николаевич Маловик Products residual defectiveness monitoring method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8069708B2 (en) 2007-07-02 2011-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining the lifecycle of a power station component
RU2558238C2 (en) * 2013-04-25 2015-07-27 Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" Method and device for selection of preferably data protection means
RU2518413C1 (en) * 2013-05-31 2014-06-10 ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС) Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results
RU2518409C1 (en) * 2013-05-31 2014-06-10 ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС) Method for evaluating gamma-percentile life of product by results of nondestructive check using test samples with hidden defects
RU2531428C1 (en) * 2013-09-30 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС) Method to ensure specified level of item reliability based on continuous monitoring of operational loads and non-destructive check by its readings
RU2542683C1 (en) * 2013-12-25 2015-02-20 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (АО "ВНИИАЭС") Method to increase efficiency of item operation
RU2667119C2 (en) * 2016-03-09 2018-09-14 Константин Николаевич Маловик Products residual defectiveness monitoring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111033211B (en) Method for evaluating remaining life and method for maintenance management
CN111033212B (en) Crack evaluation criterion establishing method, crack evaluation method based on internal flaw detection, and maintenance management method
RU2243586C1 (en) Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness
RU2518407C1 (en) Method for nondestructive inspection of product in course of its operation
US10690546B2 (en) System and method for non-destructive, in-situ, positive material identification of a pipe
CN111656182B (en) Method for inspecting plant equipment
RU2265237C1 (en) Method for estimating reliability and safety of product on basis of non-destructive control
RU2518409C1 (en) Method for evaluating gamma-percentile life of product by results of nondestructive check using test samples with hidden defects
RU2518413C1 (en) Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results
RU2254562C2 (en) Method of determining presence of initial and residual defects
RU2529096C1 (en) Method to increase gamma-percentage resource of product
RU2243565C2 (en) Method of determining reliability of nondestructive testing
RU2296986C2 (en) Method for achieving desired quality degree, reliability and safety of article taking into account quality control procedure (variants)
RU2243585C1 (en) Method for determining possibility of detection of defects, source and remaining defectiveness with use of non-destructive control results
Idroas et al. Imaging of pipeline irregularities using a PIG system based on reflection mode ultrasonic sensors
RU2243548C2 (en) Test-sample for nondestructive testing
RU2243549C1 (en) Method of assessing qualification of operator of nondestructive testing
RU2243566C1 (en) Method of determining sufficient number of nondestructive testing runs of article
Anastasopoulos et al. Acoustic emission inspection of spherical metallic pressure vessels
Zou et al. A risk-informed decision support tool for holistic management of fatigue design, inspection and maintenance
RU2243547C2 (en) Nondestructive testing of maximum detection of defects
Gomera et al. Testing pressure vessels operating in the HF acid environment by acoustic emission method
Kolokolnikov et al. Physical basics, practical capabilities and purposes of the metal magnetic memory method application for technical diagnostic of critical industrial equipment
Nosov Estimation of the strength and lifetime of welded constructions using the acoustic-emission method
WO2006022568A1 (en) Method for determining a product initial and residual defectiveness, a defect detection probability and a product quality according to certainty and probability components of a residual defectiveness

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080409