RU2518413C1 - Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results - Google Patents

Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results Download PDF

Info

Publication number
RU2518413C1
RU2518413C1 RU2013125295/11A RU2013125295A RU2518413C1 RU 2518413 C1 RU2518413 C1 RU 2518413C1 RU 2013125295/11 A RU2013125295/11 A RU 2013125295/11A RU 2013125295 A RU2013125295 A RU 2013125295A RU 2518413 C1 RU2518413 C1 RU 2518413C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
defect
defects
product
residual
determined
Prior art date
Application number
RU2013125295/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Викторович Аркадов
Александр Федорович Гетман
Александр Васильевич Михальчук
Владимир Александрович Пиминов
Александр Георгиевич Казанцев
Original Assignee
ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС)
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 ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС) filed Critical ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО ВНИИАЭС)
Priority to RU2013125295/11A priority Critical patent/RU2518413C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518413C1 publication Critical patent/RU2518413C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation.
SUBSTANCE: gamma-percentile life of a product is defined basing on the results of ultrasound, eddy current, radiographic and other methods of nondestructive check of material defects of a product or of group of products. The method is based on the evaluation of residual defectiveness.
EFFECT: possibility to evaluate the actual defectiveness of a product after check and repair of the revealed defects and definition of the actual level of gamma-percentile life of a product before it is destructed or damaged in operation.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к способам испытаний, в частности для оценки показателей долговечности изделия, точнее - гамма-процентного ресурса изделия. Изобретение может применяться в транспорте, атомной и традиционной энергетике, авиации, судостроении, нефтехимии, нефте-, газо- и продуктопроводах, сельскохозяйственных машинах и других областях техники и машиностроения.The invention relates to test methods, in particular for evaluating the durability of the product, more precisely, the gamma-percent resource of the product. The invention can be applied in transport, nuclear and traditional energy, aviation, shipbuilding, petrochemicals, oil, gas and product pipelines, agricultural machinery and other fields of technology and engineering.

Гамма-процентный ресурс - это ресурс, в течение которого изделие не достигнет предельного состояния с вероятностью γ, выраженной в процентах (ГОСТ53480-2009 Надежность в технике. Термины и определения).A gamma-percent resource is a resource during which the product does not reach the limit state with probability γ, expressed as a percentage (GOST53480-2009 Reliability in technology. Terms and definitions).

В качестве прототипа выбран способ определения качества изделий, раскрытый в патенте RU 2243586 C1 (опубликован 27.12.2004). Данный способ позволяет определять остаточную дефектность. Однако данный способ не позволяет определять параметры надежности изделия, в частности гамма-процентный ресурс, и их изменение в ходе эксплуатации изделия.As a prototype, a method for determining the quality of products disclosed in patent RU 2243586 C1 (published on December 27, 2004) was selected. This method allows you to determine residual defects. However, this method does not allow to determine the reliability parameters of the product, in particular gamma-percent resource, and their change during operation of the product.

Предельные состояния изделий (механических изделий), как правило, связаны с дефектами металла (или другого конструкционного материала), из которого изготовлено изделие. В соответствии с существующими правилами и нормами в технике устанавливаются допустимые размеры несплошностей, превышение которых запрещено. Такие несплошности называются дефектами. Дефекты, в случае их обнаружения методами неразрушающего контроля, устраняются ремонтом. В процессе эксплуатации несплошности и дефекты материала изделия могут развиваться и увеличиваться в размере, приводя к окончательной поломке или разрушению изделия. Для своевременного выявления опасных несплошностей применяют неразрушающий контроль.The limiting conditions of products (mechanical products) are usually associated with defects in the metal (or other structural material) from which the product is made. In accordance with existing rules and regulations, the technique establishes the permissible sizes of discontinuities, the exceeding of which is prohibited. Such discontinuities are called defects. Defects, if detected by non-destructive testing methods, are repaired by repair. During operation, discontinuities and defects in the material of the product can develop and increase in size, leading to final breakdown or destruction of the product. For the timely detection of dangerous discontinuities, non-destructive testing is used.

Гамма-процентный ресурс изделия настоящим изобретением предлагается определять по результатам 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.The gamma-percent resource of the product by the present invention is proposed to be determined by the results of non-destructive testing (hereinafter referred to as NC) of discontinuities, inhomogeneities and other defects of the product material or group of products (parts, structural elements, etc.), including ultrasonic, eddy current, radiographic and others NK methods.

Считается, что после проведения неразрушающего контроля и ремонта по его результатам всех выявленных дефектов в изделии отсутствуют дефекты. При этом считается, что надежность и безопасность изделия в эксплуатации обеспечена (см., например, нормативные документы в области атомной энергетики: «Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» ПНАЭГ-7-008-89, «Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля» ПНАЭГ-7-010-89, Госатомнадзор России, Энергоатомиздат, 1991 г.).It is believed that after non-destructive testing and repair according to its results of all identified defects in the product, there are no defects. Moreover, it is believed that the reliability and safety of the product in operation is ensured (see, for example, regulatory documents in the field of nuclear energy: “Rules for the design and safe operation of equipment and pipelines of nuclear power plants” PNAEG-7-008-89, “Equipment and pipelines nuclear power plants. Welded joints and surfacing. Control rules "PNAEG-7-010-89, Gosatomnadzor of Russia, Energoatomizdat, 1991).

На самом деле в настоящее время в технике практически отсутствуют методы и средства неразрушающего контроля, гарантированно, со 100%-ной достоверностью выявляющие все дефекты. Поэтому всегда имеется определенная вероятность пропуска дефекта, в том числе и дефекта, представляющего опасность (то есть развитие которого во время эксплуатации приведет к повреждению изделия или его разрушению). Известно (например, Аркадов Г.В., Гетман А.Ф., Родионов А.Н. Надежность оборудования и трубопроводов АЭС и оптимизация их жизненного цикла, М., Энергоатомиздат, 2010.; 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, существенно превышающих допустимые размеры. На практике оказывается, что практически всегда после НК и устранения выявленных дефектов в изделии еще остаются дефекты. Именно эти оставшиеся дефекты в конечном итоге и определяют надежность и долговечность изделия.In fact, at present, there are practically no methods and means of non-destructive testing in technology that are guaranteed to detect all defects with 100% certainty. Therefore, there is always a certain probability of missing a defect, including a defect that is dangerous (that is, the development of which during operation will lead to damage to the product or its destruction). It is known (for example, Arkadov G.V., Getman A.F., Rodionov A.N. Reliability of equipment and pipelines of nuclear power plants and optimization of their life cycle, M., Energoatomizdat, 2010 .; Gurvich A.K. Reliability of flaw detection control as reliability of the Flaw Detector - Operator - Medium complex, Flaw Detection, 1992, No. 3, pp. 5-13), which in almost all cases of ND there is a significant probability of missing a large defect significantly exceeding the permissible sizes. In practice, it turns out that almost always after defects and elimination of identified defects in the product, defects still remain. It is these remaining defects that ultimately determine the reliability and durability of the product.

Существующие методы оценки гамма-процентного ресурса изделия основаны на формально-математических подходах, в которых не учитываются реальные оставшиеся в изделии дефекты. Например, в рамках существующих теорий надежности фактический уровень гамма-процентного ресурса изделия определяют по результатам математической обработки так называемого потока отказов однотипных изделий, находящихся в эксплуатации (Острейковский В.А. Эксплуатация атомных станций, Москва, Энергоатомиздат, 1999 г., раздел 3.5: Методы анализа несплошностей оборудования АЭС). Недостаток таких подходов состоит в том, что находящиеся в эксплуатации изделия должны повредиться или разрушиться, прежде чем можно будет оценить их фактический уровень надежности и безопасность.Existing methods for assessing the gamma percent resource of a product are based on formal mathematical approaches that do not take into account the real defects remaining in the product. For example, within the framework of existing theories of reliability, the actual level of the gamma-percent resource of a product is determined by the results of mathematical processing of the so-called failure flow of the same type of products in operation (Ostreykovsky V.A. Operation of nuclear power plants, Moscow, Energoatomizdat, 1999, section 3.5: Methods of analysis of discontinuities in nuclear power plant equipment). The disadvantage of such approaches is that the products in use must be damaged or destroyed before their actual level of reliability and safety can be assessed.

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 определить фактический уровень гамма-процентного ресурса изделия до того, как оно разрушится или повредится в эксплуатации.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 determine the actual level of the gamma-percent resource of the product before it is destroyed or damaged in operation.

Пример осуществления изобретения иллюстрируется следующими графическими материалами:An example embodiment of the invention is illustrated by the following graphic materials:

На фиг.1 представлены кривые остаточной дефектности до начала эксплуатации и в конце эксплуатации. На фиг.2 изображена схематизация дефекта в трубопроводе эллипсом с полуосями a и с. На фиг.3 показана совокупность дефектов критических и допустимых размеров. На фиг.4 показана гистограмма выявленных в изделии дефектов, кривые исходной и остаточной дефектности. На фиг.5 показан график для определения вероятности обнаружения дефектов.Figure 1 presents the curves of residual defects before the start of operation and at the end of operation. Figure 2 shows a schematic diagram of a defect in a pipeline with an ellipse with half shafts a and c. Figure 3 shows a set of defects of critical and permissible sizes. Figure 4 shows a histogram of defects detected in the product, the curves of the original and residual defects. Figure 5 shows a graph for determining the probability of detection of defects.

Технический результат достигается тем, что способ определения гамма-процентного ресурса изделия включает определение дефектности изделия методом неразрушающего контроля, при этом определяют для конкретного изделия или группы m однотипных изделий критические размеры χкр дефектов в режиме эксплуатации и допустимые в эксплуатации размеры [χ]д.э. дефектов, результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (Nобн, χ), где Nобн - число обнаруженных при контроле дефектов, χ - характеристический размер дефекта, причем при контроле m однотипных изделий результаты контроля суммируют и представляют в виде одной гистограммы, определяют вероятность обнаружения дефектов Pвод, определяют исходную дефектность Nисх=f(χ), определяют остаточную дефектность Nост=φ(χ) как разность Nисх и Nобн, остаточную дефектность разделяют на достоверную часть χ≤χд и вероятностную часть χ>χд, где χ - характеристический размер дефекта, χд - размер дефектов на границе между достоверной и вероятностной частями, определяемый из:The technical result is achieved in that the method for determining the gamma-percent product life of the product includes determining the product defectiveness by non-destructive testing, and for this particular product or group m of the same type of product, the critical dimensions χ cr of defects in the operation mode and the dimensions [χ] d allowable in operation are determined . e. defects, the results of the control are presented in the form of a histogram in coordinates (N obn , χ), where N obn is the number of defects detected during the control, χ is the characteristic defect size, and when controlling m of the same type of products, the control results are summarized and presented as a single histogram, determined the probability of detecting defects P water , 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 a 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, determined from:

χ д χ м а к с ϕ ( χ ) d χ = 1

Figure 00000001
χ d χ m but to from ϕ ( χ ) d χ = one
Figure 00000001

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

полученная вероятностная часть остаточной дефектности принимается за начальную кривую остаточной дефектности, которая сдвигается вправо на графике в координатах (lgPр; χ), где Pр - вероятность разрушения, за счет развития дефектов в эксплуатации, при этом величину развития определяют расчетным путем в зависимости от механизма и условий эксплуатации; полученную новую кривую принимают за конечную кривую остаточной дефектности и по ней определяют значения гамма-процентного ресурса по критериям либо появления недопустимого в эксплуатации дефекта, либо по критерию разрушения, при этом в первом случае используют уравнение:the obtained probabilistic part of the residual defectiveness is taken as the initial curve of the residual defectiveness, which shifts to the right on the graph in the coordinates (logP p ; χ), where P p is the probability of failure due to the development of defects in operation, while the development value is determined by calculation, depending on mechanism and operating conditions; the resulting new curve is taken as the final curve of residual defectiveness and the values of the gamma-percent resource are determined from it according to the criteria of either the occurrence of an unacceptable defect in operation or the destruction criterion, in this case, in the first case, use the equation:

γt([χ]д.э.)=[1-Ppд.э.)]×100%, γ t ([χ] cu ) = [1-P pcu )] × 100%,

а во втором случае уравнение:and in the second case, the equation:

γtкр)=[1-Ppкр)]×100%.γ tcr ) = [1-P pcr )] × 100%.

По вероятностной части конечной остаточной дефектности определяют вероятность гамма-процентного ресурса изделия γt как вероятность отсутствия в изделии несплошности недопустимого размера по формуле:The probability part of the gamma-percent resource of the product γ t is determined from the probabilistic part of the final residual defectiveness as the probability of the absence of an unacceptable size in the product by the formula:

γ t ( [ χ ] д . э . ) = [ 1 1 m [ χ ] д . э . χ м а к с ϕ ( χ ) d χ ]

Figure 00000002
γ t ( [ χ ] d . uh . ) = [ one - one m [ χ ] d . uh . χ m but to from ϕ ( χ ) d χ ]
Figure 00000002

а гамма-процентный ресурс изделия по критерию разрушения можно определить как вероятность отсутствия в изделии несплошности, по размерам равной или большей χкр по формуле:and the gamma-percent resource of the product according to the criterion of destruction can be determined as the probability of the absence of discontinuity in the product, equal to or greater than χ cr by the formula:

γ t ( χ к р ) = [ 1 1 m χ к р χ м а к с ϕ ( χ ) d χ ]

Figure 00000003
γ t ( χ to R ) = [ one - one m χ to R χ m but to from ϕ ( χ ) d χ ]
Figure 00000003

Для того чтобы гамма-процентный ресурс выразить в процентах, надо величину умножить на γt([χ]д.э.) или γtкр) умножить на 100%.In order for the gamma-percent resource to be expressed as a percentage, it is necessary to multiply the value by γ t ([χ] doe ) or γ tcr ) multiply by 100%.

Как правило, в качестве характеристического размера χ дефекта выбирается линейный размер a дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта.As a rule, the linear dimension a 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 гистограмму (Nобн, χ) уравнением:In one of the options approximate the histogram (N obn , χ) by the equation:

Nобн(χ)=A1χ-n1{1-(1-η)exp[-α(χ-χ0)]-η} илиN obn (χ) = A 1 χ -n1 {1- (1-η) exp [-α (χ-χ 0 )] - η} or

Nобн(χ)=A2exp(-n2χ){1-(1-η)exp[-α(χ-χ0)]-η},N obn (χ) = A 2 exp (-n 2 χ) {1- (1-η) exp [-α (χ-χ 0 )] - η},

где A1, А2, n1, n2, α, η - постоянные, которые определяют из условия максимального приближения уравнения Nобн(χ) к результатам контроля, представленным в виде гистограммы,where A 1 , A 2 , n 1 , n 2 , α, η are constants that are determined from the condition that the equation N obn (χ) is as close as possible to the control results presented in the form of a histogram,

χ0 - 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 Pвод по формуле:and the probability of detecting a water defect P by the formula:

Pвод=1-(1-η)exp[-α(χ-χ0)]-η.P water = 1- (1-η) exp [-α (χ-χ 0 )] - η.

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

При этом минимально доступный для выявления размер дефекта χ0 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 можно принимать равной 0.To simplify the calculations, the constant η can be taken equal to 0.

Зависимость (Nисх, χ) апроксимируют уравнением типа Nисхχexp(-nχχ), или Nисх=Aaехр(-na a), или Nисх=Aa,cexp[-na,c(a 2/c)], или Nисх=AFexp(-nF), или N и с х = A χ χ n χ

Figure 00000004
, или N и с х = A a a n a
Figure 00000005
, или N и с х = A a , c ( a 2 / c ) n a , c
Figure 00000006
, или N и с х = A F F n F
Figure 00000007
,The dependence (N ref , χ) is approximated by an equation of the type N ref = A χ exp (-n χ χ), or N ref = A a exp (-n a a ), or N ref = A a, c exp [-n a , c ( a 2 / c)], or N ref = A F exp (-nF), or N and from x = A χ χ - n χ
Figure 00000004
, or N and from x = A a a - n a
Figure 00000005
, or N and from x = A a , c ( a 2 / c ) - n a , c
Figure 00000006
, or N and from x = A F F - n F
Figure 00000007
,

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

n, A - 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.

Способ может применяться для конкретного изделия или группы однотипных изделий, гамма-процентный ресурс которых надо определить с применением известного метода НК при проведении контроля оператором известной квалификации с последующим ремонтом выявленных дефектов.The method can be used for a specific product or group of similar products, the gamma-percent resource of which must be determined using the well-known NK method when monitoring by an operator of known skill, followed by repair of identified defects.

Методами механики разрушения определяют критические размеры дефектов в режиме эксплуатации для данного изделия χкр и предельно допустимые в эксплуатации дефекты [χ]д.э. (нормы дефектов изделия), определяемые по действующим нормативным документам и/или ТУ на изготовление (например, для атомной техники - по нормативной методике М-02-91. χ - характеристический размер дефекта, например, выбирается линейный размер дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта.Using the methods of fracture mechanics, critical sizes of defects in the operating mode for a given product χ cr and maximum permissible defects in operation [χ] doe are determined. (norms of product defects), determined according to the applicable regulatory documents and / or technical specifications for manufacturing (for example, for nuclear technology - according to the regulatory method M-02-91. χ - characteristic defect size, for example, the linear size of the defect, or a combination of linear dimensions defect, or defect area, or defect volume.

Фиг.1 иллюстрирует тот факт, что определенная указанным выше способом кривая остаточной дефектности принимается за исходную (то есть на момент оценки, например, до начала эксплуатации) остаточной дефектностью (кривая 1 на фиг.1), которая за время эксплуатации tэ (за счет того, что дефекты подрастут) сдвинется вправо (фиг.1, кривая 2). Новую кривую остаточной дефектности принимают за конечную кривую остаточной дефектности.Figure 1 illustrates the fact that the residual defect curve defined by the above method is taken as the initial (i.e., at the time of assessment, for example, before the start of operation) residual defect (curve 1 in figure 1), which during the operation t e (for due to the fact that the defects grow) will shift to the right (figure 1, curve 2). The new residual defectiveness curve is taken as the final residual defectiveness curve.

Совокупность дефектов критических размеров (кривая 3), допустимых в эксплуатации размеров (кривая 2), а также допустимые размеры несплошностей при изготовлении (кривая 1) изображены на фиг.3.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.3.

Проводят неразрушающий контроль изделия (НК) выбранным методом (ультразвуковым, вихретоковым, радиографическим и другими методами НК), техническими средствами контроля и операторами определенной квалификации и затем устраняют в нем обнаруженные дефекты (ремонтом).Non-destructive testing of the product (ND) is carried out by the selected method (ultrasonic, eddy current, radiographic and other ND methods), technical means of control and operators of a certain qualification and then eliminate the discovered defects in it (by repair).

Результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах «характеристический размер дефекта χ - количество выявленных дефектов данного размера Nобн изд».The results of the control 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 Pвод, исходную дефектность Nисх=f(χ) и остаточную дефектность Nост=φ(χ) как разность Nисх и Nобн . Next, determine the probability of detecting a defect Pwatersinitial defect Nout= f (χ) and residual defectiveness Nost= φ (χ) as the difference Nout and Nupdate .

Указанные зависимости можно определять следующим способом.These dependencies can be determined in the following way.

Результаты НК представляют в виде аналитических выражений.NK results are presented in the form of analytical expressions.

Структура уравнения, которое может описать результаты НК, представленные на гистограмме, фиг.4, следующая:The structure of the equation that can describe the results of the NC presented on the histogram, figure 4, is as follows:

Nобн(χ)=Nисх(χ)Pвод(χ),N obn (χ) = N ref (χ) P water (χ),

где Nобн - 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 obn 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 и ремонта) дефектности с той же размерностью, что и Nобн;N ref is the function of the initial (before repair and repair) defectiveness with the same dimension as N obn ;

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

Вид функций Nисх и Pвод определяется, исходя из условия наибольшей простоты выражения, минимального числа констант и соответствия физически обусловленной зависимости Nисх и Pвод 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=Aχ-n,N ref = Aχ -n ,

Pвод=1-(1-η)exp[-α(χ-χ0)]-η,P water = 1- (1-η) exp [-α (χ-χ 0 )] - η,

Nобн(χ)=Aχ-n{1-(1-η)exp[-α(χ-χ0)]-η},N obn (χ) = Aχ -n {1- (1-η) exp [-α (χ-χ 0 )] - η},

где A, n, α, η, χ0 - постоянные.where A, n, α, η, χ 0 are constants.

Определяют численные значения постоянных A, 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 as a histogram.

При этом χ0 - 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.Moreover, χ 0 - the minimum defect size 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 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 A, 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 with respect to A, n and α, which are obtained if we take 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).N ost (χ) = N ref (χ) -N obn (χ).

При этом число оставшихся после НК и ремонта дефектов в изделии определяют в трех диапазонах: остаточную дефектность N о с т , к р Σ

Figure 00000008
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χкр в режиме эксплуатации изделия:At the same time, the number of defects remaining in the product after repair and repair is determined in three ranges: residual defectiveness N about from t , to R Σ
Figure 00000008
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:

N о с т , к р Σ = 1 m χ к р χ п р е д N о с т ( χ ) d χ

Figure 00000009
; N about from t , to R Σ = one m χ to R χ P R e d N about from t ( χ ) d χ
Figure 00000009
;

при N о с т , к р Σ < 1

Figure 00000010
имеется вероятность неразрушения изделия; at N about from t , to R Σ < one
Figure 00000010
there is a possibility of non-destruction of the product;

при N о с т , к р Σ 1

Figure 00000011
изделие не имеет запаса безопасности и не может быть допущено к эксплуатации;at N about from t , to R Σ one
Figure 00000011
the product does not have a safety margin and cannot be approved for use;

остаточную дефектность N о с т , д . э . Σ

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 N about from t , d . uh . Σ
Figure 00000012
in the field 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:

N о с т , д . э . Σ = 1 m χ д . э . χ п р е д N о с т ( χ ) d χ

Figure 00000013
; при N о с т , д . э . Σ 1
Figure 00000014
изделие не имеет запаса надежности; N about from t , d . uh . Σ = one m χ d . uh . χ P R e d N about from t ( χ ) d χ
Figure 00000013
; at N about from t , d . uh . Σ one
Figure 00000014
the product does not have a safety margin;

где m - число однотипных изделий.where 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 building 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.

Кривую вероятности выявления дефектов от размеров дефектов a и c (любой дефект в материале консервативно можно описать эллипсом с полуосями a и c) можно аппроксимировать наиболее близко описывающим экспериментальные результаты контроля уравнением, например:The probability curve for the detection of defects from the dimensions of the defects a and c (any defect in the material can be conservatively described by an ellipse with the semiaxes a and c) can be approximated by the equation that most closely describes the experimental results of control, for example:

Pвод=1-(1-η)exp[-αНК(a-a 0)(c-c0)]-η], P water = 1- (1-η) exp [-α NK ( a - a 0 ) (cc 0 )] - η],

или P в о д = 1 ( 1 η ) exp [ α Н К ( a a 0 ) a c ] η

Figure 00000015
, or P at about d = one - ( one - η ) exp [ - α N TO ( a - a 0 ) a c ] - η
Figure 00000015
,

или Pвод=1-(1-η)exp[-αНК(χ-χ0)]-η,or P water = 1- (1-η) exp [-α NK (χ-χ 0 )] - η,

где αНК - коэффициент достоверности НК, характеризует увеличение выявляемости дефектов в зависимости от его размера;where α NK - reliability coefficient of NK, characterizes the increase in the detection of defects depending on its size;

η - 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 αНК.η is a constant characterizing the limiting 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 the value of α NC .

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

χ0 - минимальный характеристический размер дефекта;χ 0 is the minimum characteristic size of the defect;

a 0, c0 - минимальные размеры дефектов, доступные для выявления НК. a 0 , c 0 - 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 - the number of detected defects of a given size N obn ed ."

Исходную дефектность Nисх определяют как отношение Nобн изд/Pвод(χ); полученную гистограмму апроксимируют уравнением типа Nисх=Aχexp(-nχχ), или N и с х = A χ χ n χ

Figure 00000016
, или N и с х = A a a n a
Figure 00000017
, или N и с х = A a , c ( a 2 / c ) n a , c
Figure 00000018
, или N и с х = A F F n F
Figure 00000019
, или N и с х = A a a n a ρ ( c )
Figure 00000020
, или N и с х = A a , c a n 1 2 π D exp [ ( c c ¯ ) 2 2 D 2 ( c ) ] ,
Figure 00000021
The initial defectiveness N ref is defined as the ratio of N obd ed / P water (χ); the resulting histogram is approximated by an equation of the type N ref = A χ exp (-n χ χ), or N and from x = A χ χ - n χ
Figure 00000016
, or N and from x = A a a - n a
Figure 00000017
, or N and from x = A a , c ( a 2 / c ) - n a , c
Figure 00000018
, or N and from x = A F F - n F
Figure 00000019
, or N and from x = A a a - n a ρ ( c )
Figure 00000020
, or N and from x = A a , c a - n one 2 π D exp [ ( c - c ¯ ) 2 2 D 2 ( c ) ] ,
Figure 00000021

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

ρc - функция распределения величины с, например нормальный закон распределения,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, c ¯

Figure 00000022
- коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным, при этом c ¯
Figure 00000022
- среднее значение c, а D - дисперсия.n, A, D, c ¯
Figure 00000022
- coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data, while c ¯
Figure 00000022
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 a/c 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

N и с х = 0 c м а к с φ ( a , c ) d c = f ( a ) ,

Figure 00000023
N and from x = 0 c m but to from φ ( a , c ) d c = f ( a ) ,
Figure 00000023

например, в случае однородного поля напряжений a/c=2 и нормального закона для распределения с со средним значением c=2a и дисперсией D=a/2 получаем:for example, in the case of a uniform stress field a / c = 2 and a normal law for a distribution with an average value of c = 2 a and a dispersion of D = a / 2, we get:

N и с х = 0 c м а к с A a n 1 2 π D exp [ ( c c ¯ ) 2 2 D 2 ( c ) ] d c = = A a n 0 c м а к с 2 a π exp [ ( c 2 a ) 2 / 0,5 a 2 ] d c = A a n

Figure 00000024
N and from x = 0 c m but to from A a - n one 2 π D exp [ - ( c - c ¯ ) 2 2 D 2 ( c ) ] d c = = A a - n 0 c m but to from 2 a π exp [ - ( c - 2 a ) 2 / 0.5 a 2 ] d c = A a - n
Figure 00000024

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

Nост=Nисх(1-Pвод).N ost = N ref (1-P water ).

Далее остаточную дефектность разделяют на достоверную часть χ≤χд, в которой дефекты с размерами χ≤χд существуют достоверно, и вероятностную часть χ>χд, в которой дефекты с размерами χ>χд 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:

χ д χ м а к с ϕ ( χ ) d χ = 1

Figure 00000025
χ d χ m but to from ϕ ( χ ) d χ = one
Figure 00000025

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

Полученная таким образом вероятностная часть остаточной дефектности будет начальной кривой остаточной дефектности. За время эксплуатации кривая 1 (за счет того, что дефекты подрастут) сдвинется вправо (кривая 2 на фиг.1). Величины сдвигов вправо можно определить по известным формулам в зависимости от исходного размера дефекта, например по нормативному документу в атомной энергетике РД ЭО-0330 или упоминавшейся выше монографии Аркадова Г.В., Гетмана А.Ф. и Родионова А.Н. Полученная новая кривая остаточной дефектности будет конечной остаточной дефектностью.The thus obtained probabilistic part of the residual defectiveness will be the initial curve of the residual defectiveness. During operation, curve 1 (due to the fact that the defects grow) will shift to the right (curve 2 in figure 1). The magnitude of the right shifts can be determined using well-known formulas depending on the initial size of the defect, for example, according to a regulatory document in nuclear energy RD EO-0330 or the above-mentioned monograph Arkadov G.V., Getman A.F. and Rodionova A.N. The resulting new residual defect curve will be the final residual defect.

По вероятностной части конечной остаточной дефектности определяют вероятность гамма-процентного ресурса изделия γt как вероятность отсутствия в изделии несплошности недопустимого размера по формуле:The probability part of the gamma-percent resource of the product γ t is determined from the probabilistic part of the final residual defectiveness as the probability of the absence of an unacceptable size in the product by the formula:

γ t ( [ χ ] д . э . ) = [ 1 1 m [ χ ] д . э . χ м а к с ϕ ( χ ) d χ ]

Figure 00000002
γ t ( [ χ ] d . uh . ) = [ one - one m [ χ ] d . uh . χ m but to from ϕ ( χ ) d χ ]
Figure 00000002

а гамма-процентный ресурс изделия по критерию разрушения можно определить как вероятность отсутствия в изделии несплошности, по размерам равной или большей χкр по формуле:and the gamma-percent resource of the product according to the criterion of destruction can be determined as the probability of the absence of discontinuity in the product, equal to or greater than χ cr by the formula:

γ t ( χ к р ) = [ 1 1 m χ к р χ м а к с ϕ ( χ ) d χ ]

Figure 00000003
γ t ( χ to R ) = [ one - one m χ to R χ m but to from ϕ ( χ ) d χ ]
Figure 00000003

Для того чтобы гамма-процентный ресурс выразить в процентах, надо величину γt([χ]д.э.) или γtкр) умножить на 100%.In order for the gamma-percent resource to be expressed as a percentage, it is necessary to multiply the value of γ t ([χ] doe ) or γ tcr ) multiplied by 100%.

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

Необходимо определить гамма-процентный ресурс на конец проектного срока эксплуатации трубопровода внутренним диаметром D=800 мм, толщиной стенки S=34 мм из перлитной стали. Критические размеры дефектов в поперечных сварных швах представлены на фиг.3 (кривая 3). Допустимые в эксплуатации дефекты определили с использованием уравнений механики разрушения и коэффициентов запаса прочности (кривая 2 на фиг.3). Нормы дефектов при изготовлении представлены на фиг.3 кривой 1.It is necessary to determine the gamma percentage resource at the end of the design life of the pipeline with an internal diameter of D = 800 mm, wall thickness S = 34 mm of pearlite steel. The critical dimensions of the defects in the transverse welds are shown in figure 3 (curve 3). Permissible defects in operation were determined using the equations of fracture mechanics and safety factors (curve 2 in FIG. 3). The norms of defects in the manufacture are presented in figure 3 of curve 1.

В результате НК штатным методом и средствами до начала эксплуатации (после монтажа) была обнаружена 71 несплошность.As a result, the NK by a regular method and means before the start of operation (after installation) 71 discontinuities were discovered.

Все выявленные несплошности (дефекты) представлены в виде гистограммы на фиг.4.All identified discontinuities (defects) are presented in the form of a histogram in figure 4.

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 identified defects were schematized, was chosen as the characteristic size of the defect.

При соотношении a/с≈0,5 критическому размеру дефекта соответствует a кр=28 мм, [a]д.э.=11 мм, [a]изг.=1,15 мм (фиг.2).When the ratio a / s ≈ 0.5, the critical size of the defect corresponds to a cr = 28 mm, [ a ] doe = 11 mm, [ a ] ex. = 1.15 mm (figure 2).

Несмотря на то что максимальный размер выявленного дефекта составил a макс.=13 мм, ось абсцисс содержит критический размер a=28 мм.Despite the fact that the maximum size of a detected defect was a max. = 13 mm, the abscissa axis contains a critical size a = 28 mm.

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

Nобн=Aa -n[1-exp[-α(a-a 0)].N obn = A a -n [1-exp [-α ( a - a 0 )].

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

Для определения постоянных A, 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 (a=1 мм, Nобн=20) по фиг.4:The 1st equation is obtained for a point with coordinates ( a = 1 mm, N obn = 20) of FIG. 4:

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

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

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

3-е уравнение получают для точки с координатами (a=13 мм, Nобн=0,66) по фиг.4:The 3rd equation is obtained for a point with coordinates ( a = 13 mm, N obn = 0.66) in FIG. 4:

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

Для 3-его 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 averaging 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)];4 = A · 5 -n [1-exp (-4,4α)];

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

Решение системы уравнений относительно A, 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 A, 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=1000a -2,56;N ref = 1000 a -2.56 ;

уравнение вероятностей обнаружения дефекта:defect detection probability equation:

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

уравнение остаточной дефектностиresidual defectiveness equation

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

Полученные уравнения представлены на фиг.4.The resulting equations are presented in figure 4.

Решают уравнения:Solve the equations:

γ t ( [ χ ] д . э . ) = [ 1 1 m [ χ ] д . э . χ м а к с ϕ ( χ ) d χ ]

Figure 00000002
γ t ( [ χ ] d . uh . ) = [ one - one m [ χ ] d . uh . χ m but to from ϕ ( χ ) d χ ]
Figure 00000002

γ t ( χ к р ) = [ 1 1 m χ к р χ м а к с ϕ ( χ ) d χ ]

Figure 00000003
γ t ( χ to R ) = [ one - one m χ to R χ m but to from ϕ ( χ ) d χ ]
Figure 00000003

где φ(χ)=φ(χ)=Nост(a)=Nисх(a)-Nобн(a), а m=1where φ (χ) = φ (χ) = N ost ( a ) = N ref ( a ) -N obn ( a ), and m = 1

При этом a макс=S, где S - толщина стенки трубопровода. Результаты решения представлены на фиг.1 в виде кривой 1. Допустимые в эксплуатации и критические дефекты отмечены соответственно [a] и a кр.Moreover, a max = S, where S is the thickness of the pipeline wall. Results solutions are presented in Figure 1 as curve 1. Possible exploitation in critical defects and marked, respectively [a] and a CD.

Результаты расчета в координатах {lg(l-χ); a} наносим на график (кривая 1 на фиг.1). Полученная кривая 1 является начальной кривой вероятностной части остаточной дефектности.Calculation results in coordinates {lg (l-χ); a } put on the graph (curve 1 in figure 1). The resulting curve 1 is the initial curve of the probabilistic part of the residual defectiveness.

Во время эксплуатации дефекты будут расти. Механизм роста может быть различным в зависимости от условий эксплуатации. В нашем случае превалирует рост дефектов под действием циклических нагрузок. В этом случае используем уравнение типа:During operation, defects will increase. The growth mechanism may vary depending on operating conditions. In our case, the growth of defects under the influence of cyclic loads prevails. In this case, we use an equation of the type:

d a d N = C ( Δ K 1 1 R ) m

Figure 00000026
d a d N = C ( Δ K one one - R ) m
Figure 00000026

в котором:wherein:

C и m - постоянные, зависящие от материала и условий эксплуатации;C and m are constants depending on the material and operating conditions;

R - коэффициент асимметрии цикла, для цилиндра давления равен 0;R is the asymmetry coefficient of the cycle, for a pressure cylinder is 0;

ΔK1 - размах коэффициента интенсивности напряжений.ΔK 1 is the magnitude of the stress intensity factor.

Коэффициент интенсивности напряжений при неоднородном распределении напряжений в районе трещины определяют по уравнению:The stress intensity factor for an inhomogeneous stress distribution in the crack region is determined by the equation:

K 1 = Y * σ к р * ( a / 1000 ) 0,5

Figure 00000027
, K one = Y * σ to R * ( a / 1000 ) 0.5
Figure 00000027
,

гдеWhere

Y=(2-0,82(a/c))/[1-(0,89-0,57(a/c)0,5)3(a/c)l,5]3,25,Y = (2-0.82 ( a / c)) / [1- (0.89-0.57 ( a / c) 0.5 ) 3 ( a / c) l, 5 ] 3.25 ,

σкр=0,61 σA+0,39σB+[0,11(a/с)-0,28(a/s)(1-(a/c)0,5)](σAB), (5)σ cr = 0.61 σ A + 0.39σ B + [0.11 ( a / s) -0.28 ( a / s) (1- ( a / c) 0.5 )] (σ AB ), (5)

σA - напряжение в вершине трещины;σ A is the stress at the crack tip;

σB - напряжение на поверхности детали в корне трещины.σ B is the stress on the surface of the part at the root of the crack.

Для частного случая Y = 1.12 π

Figure 00000028
.For a special case Y = 1.12 π
Figure 00000028
.

Интегрируя приведенной выше выражение, его можно представить в виде:Integrating the above expression, it can be represented as:

N = a 0 a k 1 / C ( Δ K 1 1 R ) m d a

Figure 00000029
N = a 0 a k one / C ( Δ K one one - R ) m d a
Figure 00000029

Подставляя в выражение предыдущие выражения и решая его относительно конечного размера трещины a к, можно определить подрост трещины Δa N под воздействием N циклов нагружения.Substituting the previous expressions into the expression and solving it with respect to the final crack size a k , we can determine the crack undergrowth Δ a N under the influence of N loading cycles.

Определяя указанным способом подрост дефектов для верхней, средней и нижней частей начальной кривой остаточной дефектности для числа циклов нагружения на конец проектного срока эксплуатации, получим конечную кривую остаточной дефектности (кривая 2 на фиг.1).Determining the undergrowth of defects in this way for the upper, middle, and lower parts of the initial residual defect curve for the number of loading cycles at the end of the design life, we obtain the final residual defect curve (curve 2 in FIG. 1).

По конечной кривой остаточной дефектности определяем гамма-процентный ресурс трубопровода по критериям обнаружения недопустимого дефекта и по критерию разрушения (разрыва), соответственно:According to the final curve of residual defectiveness, we determine the gamma percentage resource of the pipeline according to the criteria for the detection of an unacceptable defect and the criterion of destruction (rupture), respectively:

γt([χ]д.э.)=1-Pр(a д.э.) и γtкр)=1-Pр(a кр),γ t ([χ] c.u. ) = 1-P p ( a cu ) and γ tcr ) = 1-P p ( a cr ),

или, для представления вероятностей в процентах, величины ji необходимо умножить на 100%. Проводя указанные вычисления, окончательно получим:or, to represent the probabilities as a percentage, the values of ji must be multiplied by 100%. Carrying out these calculations, we finally obtain:

- гамма процентный ресурс на конец проектного срока эксплуатации по критерию появления недопустимого в эксплуатации дефекта- gamma percentage resource at the end of the design life by the criterion for the occurrence of an impermissible defect in operation

γt([χ]д.э.)=1-Pр(a д.э.)=1-(2×10Е-2)×100%=98%;γ t ([χ] doe ) = 1-P p ( a doe ) = 1- (2 × 10Е-2) × 100% = 98%;

- гамма-процентный ресурс на конец проектного срока эксплуатации по критерию разрушения трубопровода- gamma-percent resource at the end of the design life by the criterion of destruction of the pipeline

γtкр)=1-Pр(a кр)=1-(3×10E-6)×100%=99,9997%.γ tcr ) = 1-P p ( a cr ) = 1- (3 × 10E-6) × 100% = 99.9997%.

Как следует из приведенного примера, способ позволяет определять гамма-процентный ресурс с высокой степенью достоверности.As follows from the above example, the method allows to determine the gamma percentage resource with a high degree of reliability.

Claims (2)

1. Способ определения гамма-процентного ресурса изделия, включающий определение дефектности изделия методом неразрушающего контроля, отличающийся тем, что определяют для конкретного изделия или группы m однотипных изделий критические размеры χкр дефектов в режиме эксплуатации и допустимые в эксплуатации размеры [χ]d.э. дефектов, результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (Nобн, χ), где Nобн - число обнаруженных при контроле дефектов, χ - характеристический размер дефекта, причем при контроле m однотипных изделий результаты контроля суммируют и представляют в виде одной гистограммы, определяют вероятность обнаружения дефектов Pвод, определяют исходную дефектность Nисх=f(χ), определяют остаточную дефектность Nост=φ(χ) как разность Nисх и Nобн, остаточную дефектность разделяют на достоверную часть χ≤χd и вероятностную часть χ>χd, где χ - характеристический размер дефекта, χd - размер дефектов на границе между достоверной и вероятностной частями, определяемый из:
χ в χ м а к с φ ( χ ) d χ = 1 ,
Figure 00000030

где χмакс - максимально возможные размеры дефектов в данном изделии;
полученная вероятностная часть остаточной дефектности принимается за начальную кривую остаточной дефектности, которая сдвигается вправо на графике в координатах (lgPр; χ), где Pр - вероятность разрушения, за счет развития дефектов в эксплуатации, при этом величину развития определяют расчетным путем в зависимости от механизма и условий эксплуатации; полученную новую кривую принимают за конечную кривую остаточной дефектности и по ней определяют значения гамма-процентного ресурса по критериям либо появления недопустимого в эксплуатации дефекта, либо по критерию разрушения, при этом в первом случае используют уравнение:
γt([χ]d.э.)=[1-Ppd.э.)]×100%,
а во втором случае уравнение:
γtкр)=[1-Ppкр)]×100%.
1. A method for determining the gamma percentage resource of a product, including determining the defectiveness of a product by non-destructive testing, characterized in that for a particular product or group m of the same type of product the critical dimensions χ cr of defects in operation and the dimensions [χ] d.e . defects, the results of the control are presented in the form of a histogram in coordinates (N obn , χ), where N obn is the number of defects detected during the control, χ is the characteristic defect size, and when controlling m of the same type of products, the control results are summarized and presented as a single histogram, determined the probability of detecting defects P water , 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 a reliable part χ≤χ d and the probabilistic part χ> χ d , g de 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, determined from:
χ at χ m but to from φ ( χ ) d χ = one ,
Figure 00000030

where χ max - the maximum possible defect sizes in this product;
the obtained probabilistic part of the residual defectiveness is taken as the initial curve of the residual defectiveness, which shifts to the right on the graph in the coordinates (logP p ; χ), where P p is the probability of failure due to the development of defects in operation, while the development value is determined by calculation, depending on mechanism and operating conditions; the resulting new curve is taken as the final curve of residual defectiveness and the values of the gamma-percent resource are determined from it according to the criteria of either the occurrence of an unacceptable defect in operation or the destruction criterion, in this case, in the first case, use the equation:
γ t ([χ] d.e. ) = [1-P pd.e. )] × 100%,
and in the second case, the equation:
γ tcr ) = [1-P pcr )] × 100%.
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.
RU2013125295/11A 2013-05-31 2013-05-31 Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results RU2518413C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125295/11A RU2518413C1 (en) 2013-05-31 2013-05-31 Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125295/11A RU2518413C1 (en) 2013-05-31 2013-05-31 Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2518413C1 true RU2518413C1 (en) 2014-06-10

Family

ID=51216369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013125295/11A RU2518413C1 (en) 2013-05-31 2013-05-31 Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518413C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660748C1 (en) * 2017-06-23 2018-07-09 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" Method of inspection tests on the gamma-percentile life of non-recoverable radioelectronic devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10304270A1 (en) * 2003-02-03 2004-08-26 Basf Ag Non-destructive detection of surface defects in metallic components, especially pipes, using electromagnetic ultrasonic transducers, whereby a bi-directional, transverse horizontally polarized surface wave is used
RU2243586C1 (en) * 2003-04-08 2004-12-27 Закрытое акционерное общество "Координационный центр по надежности, безопасности и ресурсу оборудования и трубопроводам атомных электростанций" Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness
EP2217852A1 (en) * 2007-11-08 2010-08-18 LITE-ON IT Corporation 2d gesture light control based on ultra sound echo detection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10304270A1 (en) * 2003-02-03 2004-08-26 Basf Ag Non-destructive detection of surface defects in metallic components, especially pipes, using electromagnetic ultrasonic transducers, whereby a bi-directional, transverse horizontally polarized surface wave is used
RU2243586C1 (en) * 2003-04-08 2004-12-27 Закрытое акционерное общество "Координационный центр по надежности, безопасности и ресурсу оборудования и трубопроводам атомных электростанций" Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness
EP2217852A1 (en) * 2007-11-08 2010-08-18 LITE-ON IT Corporation 2d gesture light control based on ultra sound echo detection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660748C1 (en) * 2017-06-23 2018-07-09 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" Method of inspection tests on the gamma-percentile life of non-recoverable radioelectronic devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2301992C2 (en) Method of determining failure-free performance from results of nondestructive test
Brennan Risk based maintenance for offshore wind structures
Paton et al. On the application of AE technology in continuous monitoring of pipelines of power units operating at high temperatures
RU2518407C1 (en) Method for nondestructive inspection of product in course of its operation
RU2518413C1 (en) Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results
RU2243586C1 (en) Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness
RU2518409C1 (en) Method for evaluating gamma-percentile life of product by results of nondestructive check using test samples with hidden defects
RU2531428C1 (en) Method to ensure specified level of item reliability based on continuous monitoring of operational loads and non-destructive check by its readings
Dubov et al. Detection of local stress concentration zones in engineering products—The lacking link in the non-destructive testing system
RU2529096C1 (en) Method to increase gamma-percentage resource of product
RU2265237C1 (en) Method for estimating reliability and safety of product on basis of non-destructive control
Reddy et al. Role of fracture mechanics in failure analysis
Ancione et al. Application of statistical analysis for the identification of critical bottom areas due to corrosion in atmospheric storage tanks
Ivanov et al. Technical diagnostics in accident risk assessment
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
RU2518688C1 (en) Method for hydraulic or pneumatic tests of articles under pressure in course of their operation
RU2542684C1 (en) Method of increasing of validity in tightness control
RU2296986C2 (en) Method for achieving desired quality degree, reliability and safety of article taking into account quality control procedure (variants)
RU2254562C2 (en) Method of determining presence of initial and residual defects
Lackner et al. Requalification of LPG tanks in Europe: Verifying the structural integrity by monitoring the pressure test with acoustic emission
RU2547153C1 (en) Method to improve accuracy of eddy current non-destructive testing
Yablonskikh et al. Strain Demand and Capacity Assessment Based on In Line Inspection of Axial and Bending Strains
RU2243565C2 (en) Method of determining reliability of nondestructive testing
Gumerov et al. Residual Operation Life Estimation of Trunk Oil Pipeline Submerged Crossing

Legal Events

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

Effective date: 20150601

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161110