WO2006022568A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
WO2006022568A1
WO2006022568A1 PCT/RU2004/000317 RU2004000317W WO2006022568A1 WO 2006022568 A1 WO2006022568 A1 WO 2006022568A1 RU 2004000317 W RU2004000317 W RU 2004000317W WO 2006022568 A1 WO2006022568 A1 WO 2006022568A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
defects
defect
product
dimensions
ucx
Prior art date
Application number
PCT/RU2004/000317
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Alexandr Fedorovich Getmann
Nikolay Andreevich Mahutov
Alexander Alexeevich Tutunov
Vladimir Nikolaevich Lovchev
Dmitry Fedorovich Gucev
Yuri Grigorievich Dragunov
Yuri Alexandrovich Kurakov
Alexander Stepanovich Zubchenko
Mikhail Vladimirovich Grigoriev
Inna Vasilievna Kaliberda
Anatoly Vladimirovich Prosvirin
Yuri Viktorovich Konev
Gennady Samoylovich Vasilchenko
Vlada Alexandrovna Getman
Boris Ivanovich Lukasevich
Original Assignee
Zao 'koordinacionny Centr Po Nadeznosty, Bezopasnosty I Resursu Oborudovania I Truboprovodam Atomnyh Stancy'
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 Zao 'koordinacionny Centr Po Nadeznosty, Bezopasnosty I Resursu Oborudovania I Truboprovodam Atomnyh Stancy' filed Critical Zao 'koordinacionny Centr Po Nadeznosty, Bezopasnosty I Resursu Oborudovania I Truboprovodam Atomnyh Stancy'
Priority to PCT/RU2004/000317 priority Critical patent/WO2006022568A1/en
Publication of WO2006022568A1 publication Critical patent/WO2006022568A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4445Classification of defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4472Mathematical theories or simulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/263Surfaces
    • G01N2291/2634Surfaces cylindrical from outside

Definitions

  • the invention relates to the field of non-destructive testing (hereinafter referred to as HK) 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 HK methods.
  • HK non-destructive testing
  • the invention can be used in assessing the quality, reliability and safety of a product based on HK results, evaluating the suitability of HK tools and methods, the adequacy of the qualifications of HK operators, and organizing product control during operation and / or manufacture.
  • HK responsible products are carried out after manufacture, before operation and during operation. It is assumed that as a result of HK, all defects that are available for detection by this control method are detected. All discontinuities, inhomogeneities, and the like anomalies of the metal, if they exceed the permissible sizes, are classified as defects and are eliminated by repair. It is believed that after HK and repair of the detected 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)), PHAEG-7-010-89, Gosatomnadzor of Russia, Energoatomizdat , 1991). The same practice has developed in other countries.
  • the known methods do not provide complete identification of defects and does not allow the assessment of defects missed during inspection, which negatively affects the reliability and performance of the product.
  • a known method for determining the defectiveness of the product in which the initial defectiveness of the product is determined, and the parameters measured during the control are selected from the condition of ensuring the maximum possible reliability of control by reducing the likelihood of making an erroneous decision (USSR Author's Certificate N ° 1406888, 1995)
  • the technical result to which this invention is directed is that it allows one to evaluate the actual defectiveness of the product both before the inspection and after the inspection and repair of the detected defects, and to establish the boundary between the sizes of defects that reliably exist in the product (their probability existence is equal to 1), and the size of the defects that may or may not be in the product (the probability of their existence is less than 1).
  • the technical result also consists in the fact that due to the knowledge of the initial (before inspection) and residual (after inspection and repair of identified defects) defects in the product, the accuracy of the assessment of the real state of the product increases, it becomes possible to operate it reliably and safely, and it is possible to more accurately judge the acceptability or other HK methods, product manufacturing process quality.
  • the problem is solved in that in the method for determining the defectiveness of the product, including the manufacture of a test sample designed to determine the characteristics of non-destructive testing of discontinuities in the material of the product, control of this test sample by the method of non-destructive testing, which is used to judge the reliability of the control, and control products that are produced by the same method as the control of the test sample, the test sample is made in the form of the product or its most critical part from the same material and for that the same technology as the product, with defects located at random with different characteristic sizes ⁇ , the reliability of the control is defined as the probability of detecting defects P water ( ⁇ ):
  • N Hall is the number of defects inherent in the manufacture of the sample; when testing the product, the control results are presented in the form of a histogram in the coordinates ( ⁇ , N o in n U30 ), where N o in n uzo is the number of defects of a given size detected during the control of the product; the curve is determined initial defectiveness N ucx :
  • N ucx ( ⁇ ) N obd ( ⁇ ) IP water ( ⁇ ), repair the detected defects and determine the residual defectiveness N ocm as the difference between N ucx and N obn uzd , and the test sample contains three groups of defects: defects whose dimensions lie in the range from the dimensions 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 sizes allowed during the manufacture of the product to the sizes of defects allowed during operation; defects, sizes of them lie in the range from the sizes minimally available for detecting defects to the sizes of defects acceptable during manufacture, the first two types of defects mimic defects of an operational nature, and the third type mimic technological defects, residual defects
  • N b, f i c ⁇ in the field of defects important to safety is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions ⁇ ⁇ in the product's operating mode: litis / L _ f detoxu ( ⁇ '
  • Xcr residual defectiveness N £ mLe in the region of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [ xx. E. maximum permissible in the operation of the product: ;
  • the linear size of the defect is chosen as the characteristic size ⁇ of the defect.
  • Xo is the minimum defect size available for detection
  • the initial defect N ucx is determined by the formula:
  • residual defectiveness N 0 ⁇ 100 in the area of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [ ⁇ ] ⁇ .e , the maximum allowable in operation of the product: residual imperfection N ⁇ 11 113 , in the region of defects determining the workmanship, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [ ⁇ ⁇ uzg of the discontinuities allowed in the manufacture: where ⁇ front - the maximum possible characteristic size of the defect, t - the number of similar products.
  • the linear size of the defect is chosen as the characteristic size ⁇ of the defect.
  • the minimum defect size Xo available for detection is determined when setting up the flaw detector used to inspect the product, or as the minimum defect size that was detected during inspection.
  • the constant ⁇ is taken equal to 0.
  • n-sLt.besop 5 residual defectiveness N ⁇ m d :) in the region of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [ ⁇ ] ⁇ b .
  • maximum permissible in the operation of the product residual imperfection N ⁇ m u ⁇ in the region of defects determining the quality of manufacture, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [ ⁇ ] u ⁇ of the discontinuities allowed in the manufacture:
  • Ni er - ⁇ N oc ⁇ z) d ⁇
  • ⁇ rep. is the maximum possible characteristic size of the defect
  • t is the number of products of the same type
  • the residual defect is divided into the reliable part ⁇ ⁇ ⁇
  • the probabilistic part ⁇ > f ⁇ where ⁇ is the characteristic size of the defect, f ⁇ is the size of the defects at the boundary between the reliable and probabilistic parts, determined from: ⁇ max
  • the linear size of the defect is chosen as the characteristic size ⁇ of the defect.
  • the histogram (N Obn , ⁇ ) is approximated by the equation
  • Xo is the minimum defect size that can be detected
  • Co., 1 "0" P) exp [ -or ( ⁇ - Z 0 )] ⁇ ⁇ .
  • the semi-axis of the ellipse which schematize the defect, is taken as the characteristic size, 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 operational conditions.
  • t ⁇ mfd determined for a particular product or group of products of similar m, wherein m in controlling all of one type of control results are summed and are in the form of a histogram.
  • the minimum defect size ⁇ 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.
  • a test sample is manufactured to determine the characteristics of non-destructive testing of discontinuities in the product material, this test sample is controlled 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 ⁇ , determine the probability of detecting defects P water ( ⁇ ):
  • N ucx f (a, c), where a, c are the linear dimensions of the defects, and when determining the residual defectiveness N ocm use the expression
  • the test sample contains three groups of defects: defects whose sizes lie in the range from the sizes of defects admissible 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 sizes minimally available for detecting defects, to the sizes of defects acceptable in the manufacture while the first two types of defects mimic defects of an operational nature, and the third type - technological ones, residual defects N ⁇ m without defects in the region of defects that are important for safety, determined in the form of the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions%, p in the operation mode of the product:
  • Figure 1 schematically depicts a defect in the pipeline
  • figure 2 shows the distribution of defects of critical dimensions, allowable dimensions and allowable discontinuities in the manufacturing process (the corresponding manufacturing standards are shown in table NTD PHAEG-7 010-89)
  • Fig. 3 is a characteristic of the reliability of HK in the form of a dependence of the probability of detection of defects .P 00 ⁇ on its size (in this case, width a)
  • FIG. 4 is a histogram of defects detected in the product;
  • FIG. 5 initial defectiveness of the product, in FIG. 6 - residual defectiveness of the product, in FIG. 7 shows the results product control in example 2, in FIG. 8 - initial defective functions
  • FIG. 9 shows the probabilistic part of the residual defect.
  • the method is used for a specific product or group of similar products, the workmanship, the reliability and safety of which must be ensured using the well-known HK method when monitoring by an operator of known skill.
  • the methods of fracture mechanics determine the critical sizes of defects in the operating mode for this product ⁇ ⁇ , the maximum allowable defects in operation [ ⁇ ⁇ d e, permissible in the manufacture of defect size [ ⁇ ] ⁇ (standards product defects), defined by the applicable regulations and / or specifications for the production of ( ⁇ the Features -terrorism defect size, for example, a linear defect size is selected, or a combination of linear dimensions of the defect or defect area, or volume of the defect).
  • defects that determine quality are defects whose sizes are in the range from the minimum dimensions available for detecting defects (search) to the sizes of defects acceptable during manufacture and above; defects determining reliability are those defects whose sizes are in the range from defective during manufacture to acceptable during operation and higher; defects defining safety - from acceptable during operation to critical sizes and above.
  • the method involves the use of a test sample, in this case, the determination of the size of the defects is carried out before the manufacture of the test sample. Taking into account the real operational loads and conditions, the defects (discontinuities) are determined for the product (for example, pipeline, Fig. L) using the methods of fracture mechanics (taking into account safety factors):
  • curve 3 The distribution of defects of critical dimensions (curve 3), allowable sizes in use (curve 2), as well as allowable sizes of discontinuities in the manufacture (curve 1) are shown in FIG.
  • test sample When implementing a method for determining the initial and residual defects of a product using a test sample, it is manufactured according to 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:
  • the first two types of defects should imitate defects of an operational nature
  • the third type - of technological defects Operational defects - defects that can develop from technological defects or originate and develop under the action of operational loads (fatigue cracks, stress corrosion cracking cracks, etc.)
  • technological defects are defects whose occurrence is associated with the features of manufacturing or installation technology (lack of fusion, non-fusion, pores, etc.).
  • it is possible to lay 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 effects or their various combination.
  • All embedded defects must be hidden from HK operators, 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).
  • defects are randomly placed in the sample, for example, using random number tables.
  • the minimum allowable 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, Guidelines MP 108.7-86, M., TSNIITMASH, 1986).
  • 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).
  • 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.
  • 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;
  • 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, Using statistics in an industrial experiment, because of Mir M. 1979);
  • the defects to be inserted into the test sample do not have the shape of an ellipse, then they are schematized by ellipses.
  • test sample 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.
  • N total b ⁇ lN hall mo (%) N total b ⁇ lN hall mo (%), where N total m0 is the number of defects detected during the control of the test sample, N Hall is the number of defects incorporated in the manufacture of the sample,
  • a probability curve for detecting defects for a given part is constructed using this HK method depending on the characteristic size of the defects.
  • Defect probability curve from the dimensions of the defects " ⁇ " and "c” any defect in the material can be conservatively described by an ellipse with axes a and c), it is possible to approximate the equation that most closely describes the experimental results of control, for example, p w - c 0 )] - ⁇ , or
  • QL NK - confidence coefficient HK characterizes the increase in the detection of defects depending on its size
  • 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 the value
  • ⁇ ⁇ is the characteristic size of the defect, for example, its area
  • ⁇ 0 is the minimum characteristic size of the defect
  • the product is inspected, and the inspection results are presented in the form of a histogram in the coordinates “characteristic x size of the defect ⁇ - the number of detected defects of this size TV 0 ⁇ uzd ”.
  • the initial defectiveness N ucx is defined as the ratio of N o in n ISC / P in
  • the residual N ⁇ mfiepp in the field of defects important to safety is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions ⁇ * p in the operating mode of the product:
  • the initial and residual defects of the product using the results of non-destructive testing, as well as determining the quality of the product by the reliable and probable parts of the residual defect, the non-destructive testing of the product (HK) is carried out by the selected method (ultrasonic, eddy current, radiographic and other HK methods) and technical control equipment by operators of certain qualifications.
  • results of the control are presented in the form of a histogram in the coordinates "characteristic x size of the defect ⁇ - the number of detected defects of this size N UN UJ () ".
  • the horizontal axis ⁇ must include the critical size of the defect, even if as a result of the inspection all the detected defects did not reach critical sizes.
  • N obn ( ⁇ ) N ucx ( ⁇ ) P water ( ⁇ )
  • 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 00 - ,, - mm "1 ;
  • N ucx is the function of the initial (up to HK) defectiveness with the same dimension as N o6terrorism ;
  • P water is the probability of detecting a defect of a given size ⁇ .
  • N 0611 (Z) ⁇ - 1 ⁇ 1 - (1 - ⁇ ) exp [-a ( ⁇ - ⁇ o )] - ⁇ ], where A, n, a, ⁇ , ⁇ 0 are constants.
  • ⁇ 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, ⁇ can be taken equal to 0. As a result, three unknowns remain, which greatly simplifies the task of determining them.
  • the constants A, n, and a can be determined either by solving a system of three equations with respect to A, n, and a, which are obtained if we take three points on the histogram, or they are determined using the least squares method.
  • the number of remaining defects in the product is determined, as in the method using test samples, in three ranges: residual defectiveness N ⁇ 1n hp in the area of defects important for safety, is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal or more critical dimensions ⁇ ⁇ in product operation mode:
  • the HK results are presented as analytical expressions.
  • K bn ( ⁇ ) N ucx ( ⁇ ) P water ( ⁇ ) 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 is N OH - mm "1 ;
  • N ucx is the function of the initial (up to HK) defectiveness with the same dimension as N obn ;
  • P water is the probability of detecting a defect of a given size ⁇ .
  • N ucx and P water are determined based on the condition of the greatest simplicity of expression, the minimum number of constants and the correspondence of the physically determined dependence of N ucx and P water on ⁇ .
  • the numerical values of the constants A, n, a, ⁇ are determined from the condition that the equation N obn ( ⁇ ) is as close as possible to the HK results presented in the form of a histogram.
  • ⁇ 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, ⁇ can be taken equal to 0. As a result, three unknowns remain, which greatly simplifies the task of determining them.
  • the constants A, n and can be determined either by solving a system of three equations with respect to A, n, and ⁇ , which are obtained if we take three points on the histogram, or they are determined using the least squares method.
  • N ocm N ucx ( ⁇ ) - N obn ( ⁇ ).
  • the number of remaining defects in the product is determined in three ranges as described above: residual defectiveness N ⁇ 1n cr in the area of defects important for safety, residual defectiveness N 1 ⁇ 103 in the region of defects important for reliability, residual defectiveness N ⁇ m u ⁇ r in the field of defects that determine the quality of workmanship.
  • the horizontal axis ⁇ must include the critical size of the defect, even if, as a result of the control, all detected defects did not reach critical sizes.
  • test sample 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.
  • N 0 ⁇ H mo is the number of defects detected during the control of the test sample
  • N 3 (U i that - the number of inherent in the manufacture of sample defects, the results of control building curve probability detectable TM defects to the part data by HK depending on the characteristic size of defects curve of the probability of detecting defects on the defect size "a" and "c". (any defect in the material can be conservatively described by an ellipse with semiaxes a and c) can be approximated by the equation that most closely describes the experimental results of control, for example
  • a NK - confidence coefficient HK characterizes the increase in detected TM defects depending on its size; ⁇ 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 a H k .
  • is the characteristic size of the defect, for example, its area; ⁇ 0 is the minimum characteristic size of the defect; a 0 , C 0 - minimum defect sizes available for detecting HK.
  • the product is inspected, and the inspection results are presented in the form of a histogram in the coordinates “characteristic x size of the defect ⁇ - the number of detected defects of this size N U JJ ”.
  • the initial defectiveness N ucx is defined as the ratio of N obn w ⁇ P water
  • F is the defect area
  • n, A, D, and c are the coefficients selected from the condition that the analytical curve is as close as possible to the experimental data, with c being the average value of c, and D the variance.
  • N obn is determined from the analytical expression N ucx • P water ( ⁇ ), i.e. residual imperfection N ocm can be represented as the equation
  • N ⁇ m ⁇ ezop in the field of defects important for safety is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions ⁇ ⁇ in the operating mode of the product:
  • residual defects are divided into a reliable part ⁇ ⁇ X a , in which defects with dimensions ⁇ ⁇ d exist reliably, and the probabilistic part ⁇ > ⁇ schreib, in which defects with sizes ⁇ > ⁇ , may or may not exist.
  • Fektnosti is determined from the condition:
  • the reliability of the HK is determined using the method (ultrasonic, eddy current, radiographic and other HK methods), a technical tool and an HK operator of a certain qualification, which will also be used to control the product.
  • the results of determining P water from a are presented in FIG.
  • the initial defect N ucx is determined .
  • the results of determining N ucx are presented in the form of a graph in FIG. 5 in coordinates N ucx — the characteristic size of the defect (in this case, the width of the defect a, the defect is schematically shown in FIG. L).
  • N ocm The residual imperfection graph N ocm is presented in the same coordinates as for N ucx , in FIG. 6. To obtain N ocm , for each fixed value, a subtraction from the number N ucx of the number of detected defects was subtracted.
  • the number of defects remaining in the product after HK and repair of the detected defects was determined, and it was obtained that: the total number of defects whose dimensions are equal to or exceed the critical dimensions of the defects in operation was:
  • the manufacturing technology of the product and / or HK technology need to be improved, because in the case of transferring the product into operation, as a result of the operational HK, up to 23 defects of unacceptable dimensions will be detected, which will lead to additional repair of the product under operating conditions (which is a more expensive measure than factory repair), and in case of missing defects according to the results of operational control, an accident may occur with partial or complete destruction of the product (in this case, the pressure pipeline).
  • the product after manufacturing, HK and repair of the identified defects can be allowed to operate.
  • the determination of the characteristics of the initial (before HK) and residual (after HK and repair of detected defects) defects indicates a low level of reliability of the product and the need for its improvement.
  • the critical size of the defect corresponds to 1.15mm (FIG. 2).
  • N obn Aa ⁇ n [l-exp [-a (aa 0 )].
  • N obn 0.66 was obtained as averaging the number of detected defects in the range from 1 1 to 13 mm, which was 2/3, where 2 is the number of detected defects, 3 is the number of intervals.
  • N ucx l000cG 2 '56 ; defect detection probability equation:
  • N ocm ( ⁇ ) N ucx ( ⁇ ) - N obn ( ⁇ ).

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

The invention relates to non-distructive testing of discontinuity, nonuniformity and other material defects of a product or a product group and can be used for evaluating the fidelity of non-destructive means and methods, proficiency of non-distructive test operators and for carrying out the product test during the operation and/or production thereof. In a first variant, the inventive method consists in producing and testing a test-sample, in determining the test fidelity in the form of a defect detection probability based on defects detected during the test-sample testing and a number of defects imitated during the production of the test-sample, in testing the product by the same method which is used for the test-sample, in determining the initial defectiveness taking into account the defect detection probability, in repairing the revealed defects and in determining a residual defectiveness. In another embodiment of the method for a specific item or a group m of the same type products, the inventive method consists in determining defects critical sizes χ cr in the operation mode, the maximum limit sizes of the defects in the operation mode [χ]o.d. and the maximum limit sizes of the defects in production [χ]prd, in determining an initial defectiveness Nin and the defect detection probability Pddp, in repairing defects and in determining a residual defectiveness Nres as a difference between Nin and N det, wherein the Nres is determined in three defect ranges, i.e. defects significant in terms of safety, defects significant in terms of reliability, defects significant in terms of product quality. In a third variant, the inventive method consists in determining the defect detection probability Pddp, the initial defectiveness Nin = f(χ), the residual (after testing and repairing revealed defects) Nres = φ(χ) as a difference between Nin and N det, in dividing the residual defectiveness into a certain component χ≤χ∂ and a probability component χ>χ∂, wherein χ is a defect characteristical size and χ∂ is defect sizes on the boundary between the certain and probability components.

Description

Способ определения исходной и остаточной дефектности изделия, вероятности обнаружения дефектов и качества изделия по достоверной и вероятностной частям остаточной дефектности A method for determining the initial and residual defects of a product, the probability of detecting defects and product quality from the reliable and probable parts of residual defects
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области неразрушающего контроля (далее HK) 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 HK. Изобретение может применяться при оценке качества, надежности и безопасности изделия по результатам HK, оценке пригодности средств и методов HK, достаточности уровня квалификации операторов HK, организации контроля изделий во время эксплуатации и/или изготовления.The invention relates to the field of non-destructive testing (hereinafter referred to as HK) 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 HK methods. The invention can be used in assessing the quality, reliability and safety of a product based on HK results, evaluating the suitability of HK tools and methods, the adequacy of the qualifications of HK operators, and organizing product control during operation and / or manufacture.
Уровень техникиState of the art
В соответствии с существующей практикой в современной технике проводится HK ответственных изделий после изготовления, перед началом эксплуатации и во время эксплуатации. При этом предполагается, что в результате HK 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 HK и ремонта выявленных дефектов других дефектов в изделии нет (см., например, «Oбopyдoвaниe и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля)), ПHAЭГ-7-010-89, Госатомнадзор России, Энергоатомиздат, 1991г.). Такая же практика сложилась и в других странах. Таким образом, считается, что исходно (до HK) в изделии были те дефекты, которые выявились в процессе контроля, а после контроля и ремонта выявленных дефектов в изделии дефектов не осталось. Однако 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 выяв- ляемость дефектов, присущую использованным методам контроля и операторам HK с определенным уровнем классификации. Известно (например, Гурвич А.К. «Haдeжнocть дефектоскопического контроля как надежность комплекса «Дeфeктocкoп - оператор - cpeдa», Дефектоскопия, 1992 г., N°3, с. 5-13), что практически во всех случаях HK имеется существенная вероятность пропуска дефекта больших размеров, превышающих допустимые размеры. На практике оказывается, что практически всегда после HK и ремонта выявленных дефектов в изделии еще остаются дефекты. Именно эти дефекты в конечном итоге и определяют надежность и работоспособность изделия.In accordance with existing practice in modern technology, HK responsible products are carried out after manufacture, before operation and during operation. It is assumed that as a result of HK, all defects that are available for detection by this control method are detected. All discontinuities, inhomogeneities, and the like anomalies of the metal, if they exceed the permissible sizes, are classified as defects and are eliminated by repair. It is believed that after HK and repair of the detected 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)), PHAEG-7-010-89, Gosatomnadzor of Russia, Energoatomizdat , 1991). The same practice has developed in other countries. Thus, it is believed that initially (before HK) in the product there were those defects that were revealed during the inspection, and after checking and repairing the detected defects, there were no defects in the product. However, when assessing both the initial defectiveness of the product and the residual defectiveness (i.e., the defectiveness remaining in the product after it inspection and repair of detected defects) do not take into account the real detectability of defects inherent in the used inspection methods and HK operators with a certain classification 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, N ° 3, p. 5-13), that in almost all cases of HK there is a significant probability skipping defect large sizes exceeding permissible sizes. In practice, it turns out that almost always after HK 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.
Известны способы определения дефектности изделия, при котором определяют исходную дефектность изделия, однако доказательств того, что выявленные дефекты и есть находящиеся в изделии дефекты, отсутствуют. Как правило, в изделии остаются еще и не выявленные дефекты.Known methods for determining the defectiveness of the product, which determine the initial defectiveness of the product, however, there is no evidence that the detected defects are defects in the product. As a rule, defects still remain in the product.
Таким образом, известные способы не обеспечивают полное выявление дефектов и не позволяет производить оценку пропущенных при контроле дефектов, что отрицательно влияет на надежность и работоспособность изделия.Thus, the known methods do not provide complete identification of defects and does not allow the assessment of defects missed during inspection, which negatively affects the reliability and performance of the product.
Известен способ определения дефектности изделия, при котором определяют исходную дефектность изделия, причем измеряемые при контроле параметры выбраны из условия обеспечения максимально возможной достоверности контроля путем уменьшения вероятности принятия ошибочного решения (Авторское свидетельство СССР N° 1406888, 1995г.)A known method for determining the defectiveness of the product, in which the initial defectiveness of the product is determined, and the parameters measured during the control are selected from the condition of ensuring the maximum possible reliability of control by reducing the likelihood of making an erroneous decision (USSR Author's Certificate N ° 1406888, 1995)
Однако указанный способ не обеспечивает полное устранение остаточной дефектности и не позволяет производить ее оценку, что отрицательно влияет на надежность и работоспособность изделия.However, this method does not completely eliminate the residual defect and does not allow its assessment, which negatively affects the reliability and performance of the product.
Известен также способ определения дефектности изделия (ГOCT14782-86), по которому изготавливают стандартный образец с де- фектом 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 HK, но количественных характеристик этой взаимосвязи в указанном способе не установлено, т.е. способ не позволяет произвести оценку реальной дефектности как до, так и после ремонта выявленных дефектов. Недостатком является также то, что стандартные образцы не привязывают к реальным конструкциям, к размерам и типам дефектов, влияющих на качество, надежность и безопасность эксплуатации изделия, при этом способ не дает представления о действительной достоверности HK.There is also a method of determining the defectiveness of the product (GOCT14782-86), which produce a standard sample with a small-sized object obtained by drilling or milling, according to which the 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 HK, 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 defect both before and after repair of the identified defects. The disadvantage is that the standard samples are not tied to real designs, to the sizes and types of defects that affect the quality, reliability and safety of operation of the product, while the method does not give an idea of the true reliability of HK.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в том, что оно позволяет произвести оценку реальной дефектности изделия как до контроля, так и 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).The technical result to which this invention is directed is that it allows one to evaluate the actual defectiveness of the product both before the inspection and after the inspection and repair of the detected defects, and to establish the boundary between the sizes of defects that reliably exist in the product (their probability existence is equal to 1), and the size of the defects that may or may not be in the product (the probability of their existence is less than 1).
Технический результат заключается также в том, что за счет знания исходной (до контроля) и остаточной (после контроля и ремонта выявленных дефектов) дефектности изделия повышается точность оценки реального состояния изделия, появляется возможность надежной и безопасной его эксплуатации, можно более точно судить о приемлемости тех или иных методов HK, качества технологии изготовления изделия. Кроме того, появляется возможность оценить достоверность HK, проведенного на одном или группе однотипных изделий, с учетом всех реальных особенностей конструкции изделия, технологии его изготовления, условий проведения контроля, квалификации и добросовестности операторов HK, прово- дивших контроль, а также других факторов, оказывающих влияние на результаты контроля.The technical result also consists in the fact that due to the knowledge of the initial (before inspection) and residual (after inspection and repair of identified defects) defects in the product, the accuracy of the assessment of the real state of the product increases, it becomes possible to operate it reliably and safely, and it is possible to more accurately judge the acceptability or other HK methods, product manufacturing process quality. In addition, it becomes possible to evaluate the reliability of HK conducted on one or a group of similar products, taking into account all the real features of the product design, manufacturing technology, monitoring conditions, qualifications and integrity of HK operators, control, as well as other factors that influence the results of control.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения дефектности изделия, включающий изготовление тест-образца, предназначенного для определения характеристик неразрушающего контроля не- сплошностей в материале изделия, контроль этого тест-образца методом неразрушающего контроля, по результатом которого судят о достоверности контроля, и контроль изделия, который производится тем же методом, что и контроль тест-образца, 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, достоверность контроля определяют как вероятность обнаружения дефектов Pвoд (χ):The problem is solved in that in the method for determining the defectiveness of the product, including the manufacture of a test sample designed to determine the characteristics of non-destructive testing of discontinuities in the material of the product, control of this test sample by the method of non-destructive testing, which is used to judge the reliability of the control, and control products that are produced by the same method as the control of the test sample, the test sample is made in the form of the product or its most critical part from the same material and for that the same technology as the product, with defects located at random with different characteristic sizes χ, the reliability of the control is defined as the probability of detecting defects P water (χ):
* вод (%) liобн mo\ %)' ™ зал mo\ к)i где Noбн m0— число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,* water (%) lioob mo \%) '™ hall mo \ k) i where N obn m0 is the number of defects detected during the control of the test sample,
N зал то - число заложенных при изготовлении образца дефектов, при контроле изделия результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (χ, Noвн U30), где Noвн uзo— число обнаруженных при контроле изделия дефектов данного размера, определяют кривую исходной дефектности Nucx:N Hall is the number of defects inherent in the manufacture of the sample; when testing the product, the control results are presented in the form of a histogram in the coordinates (χ, N o in n U30 ), where N o in n uzo is the number of defects of a given size detected during the control of the product; the curve is determined initial defectiveness N ucx :
Nucx (χ) = Noбн шд (χ) IPвoд (χ), проводят ремонт выявленных дефектов и определяют остаточную дефектность Nocm как разность Nucx и Noбн uзд, причем 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 ко- торых 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 дефектностьN ucx (χ) = N obd (χ) IP water (χ), repair the detected defects and determine the residual defectiveness N ocm as the difference between N ucx and N obn uzd , and the test sample contains three groups of defects: defects whose dimensions lie in the range from the dimensions 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 sizes allowed during the manufacture of the product to the sizes of defects allowed during operation; defects, sizes of them lie in the range from the sizes minimally available for detecting defects to the sizes of defects acceptable during manufacture, the first two types of defects mimic defects of an operational nature, and the third type mimic technological defects, residual defects
NЪ,ficЖп в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ^ в режиме эксплуатации изделия: у / L _ fуu ( γЛИγ ' N b, f i c Жп in the field of defects important to safety, is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions χ ^ in the product's operating mode: у / L _ fуu (γЛγγ '
J V остfiезоп J ост \Л JUЛ » JV ostfiezop J ost \ L J U L »
Хкр остаточную дефектность N£mЛэ в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χЬ.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure imgf000007_0001
;
Xcr residual defectiveness N £ mLe in the region of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [ xx. E. maximum permissible in the operation of the product:
Figure imgf000007_0001
;
остаточную дефектность N^m mг в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [y}uзг допустимых при изготовлении несплош- ностей:
Figure imgf000007_0002
residual imperfection N ^ m mg in the region of defects that determine the quality of workmanship, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the sizes [y} uzg of discontinuities allowed in the manufacture:
Figure imgf000007_0002
где χпpeд. - предельно возможный характеристический размер дефекта,where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect,
Как правило, в качестве характеристического размера χ дефекта выбирается линейный размер дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта. Как правило, полученную кривую исходной дефектности апроксими- руют уравнением типа Nucx = А exp(-пχ), шιиNucx = Aχχ'п" , или Nucx = Aaa'"" , или NUCI = 4,Д«Vc)"v , или Nucx = AFF-Я' , где а, с - линейные размеры дефекта, F - площадь дефекта, п, A - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным.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. As a rule, the obtained initial defectiveness curve is approximated by an equation of the type N ucx = A exp (-пχ), шιиN ucx = A χ χ 'n ", or N ucx = A a a ' "", or N UCI = 4 , Д "Vc) " v , or N ucx = A F F - H ', where a, c are the linear dimensions of the defect, F is the area of the defect, n, A are the coefficients selected from the condition that the analytical curve is as close as possible to the experimental data.
Поставленная задача решается также тем, что в способе определения дефектности изделия, включающем контроль изделия методом неразру- шающего контроля и ремонт выявленных дефектов,, для конкретного изделия или группы m однотипных изделий определяют критические размеры Хкр дефектов в режиме эксплуатации, допустимые в эксплуатации размеры [χ]дэ дефектов и допустимые в изготовлении размеры [χ]uзг дефектов, результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (Noбн, χ), где Noбн - число обнаруженных при контроле дефектов, χ - характеристический размер дефекта, апроксимируют гистограмму уравнением N0611(Z) = Лχ~" {1 - (1 - ή) exp[-α(^ - Z0)] - η) , или Noб» (Z) = А exp(-иj) {1 - (1 - η) exp[-lQr - χo)] - η} > где А, п, а, η — постоянные, которые определяют из условия максимального приближения уравнения Noбн (χ) к результатам контроля, представленным в виде гистограммы,The problem is also solved by the fact that in a method for determining product defectiveness, including non-destructive testing of a product and repairing detected defects, for a specific product or group m of the same type of product, critical dimensions X cr of defects in operation mode, allowable dimensions for operation [ χ] d and e permissible defects in manufacturing dimensions [χ] uzg defects, inspection results are represented as a histogram in the coordinates (N obn, χ), where N obn - the number of defects detected in the control, χ - characterized eristichesky defect size approximating equation histogram 0611 N (Z) = Lχ ~ '{1 - (1 - ή) exp [-α (^ - Z 0)] - η), or Nob »(Z) = A exp (- and j) {1 - (1 - η) exp [-lQr - χ o )] - η} > where A, n, a, η are constants that determine from the condition that the equation N obn (χ) is as close as possible to the control results, represented as a histogram,
Xo - минимально доступный для выявления размер дефекта, определяют исходную дефектность Nucx по формуле:Xo is the minimum defect size available for detection, the initial defect N ucx is determined by the formula:
Nucx = Aχ~" , или Nucx = Aexp(-пχ) , а вероятность обнаружения дефекта Pвoд по формуле: pe«> = ι ~ С1 - V) exp[-«ClГ - Zo)] - V , определяют остаточную дефектность Nocm как разность Nucx и Noбн, при этом Nocm определяют в трех диапазонах: остаточную дефектность NЪпfieзпП в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ^ в режиме эксплуатации изделия:N ucx = Aχ ~ ", or N ucx = Aexp (-пχ), and the probability of detecting a defect P water by the formula: pe"> = ι ~ С 1 - V) exp [- “ClГ - Zo)] - V, determine residual defectiveness N ocm as the difference between N ucx and N obn , while N ocm is determined in three ranges: residual defectiveness N b pf i ezp in the field of defects important to safety, is determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ ^ in the operating mode of the product:
5
Figure imgf000009_0001
остаточную дефектность N0^100 в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χ]ό.э , предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure imgf000009_0002
остаточную дефектность N^11 113, в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ\uзг допустимых при изготовлении несплош- ностей:
Figure imgf000009_0003
где χпpeд - предельно возможный характеристический размер дефекта, т - число однотипных изделий.
5
Figure imgf000009_0001
residual defectiveness N 0 ^ 100 in the area of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [χ] ό.e , the maximum allowable in operation of the product:
Figure imgf000009_0002
residual imperfection N ^ 11 113 , in the region of defects determining the workmanship, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [χ \ uzg of the discontinuities allowed in the manufacture:
Figure imgf000009_0003
where χ front - the maximum possible characteristic size of the defect, t - the number of similar products.
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 частности, минимально доступный для выявления размер дефекта Xo определяют при настройке дефектоскопа, применяемого при контроле изделия, или как минимальный размер дефекта, который был выявлен при контроле.In particular, the minimum defect size Xo available for detection is determined when setting up the flaw detector used to inspect the product, or as the minimum defect size that was detected during inspection.
В частности, постоянную η принимают равной 0. Поставленная задача решается также тем, что в способе определения качества изделия, включающий определение дефектности изделия методом неразрушающего контроля, определяют критические размеры χ^ дефектов в режиме эксплуатации, допустимые в эксплуатации размеры [χЬ.э. дефектов и допустимые в изготовлении размеры [χ]^ дефектов, результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (NOбн, X), где Nобн - число обнаруженных при контроле дефектов, χ - характеристический размер дефекта, определяют вероятность обнаружения дефекта Pвoд, определяют исходную дефектность Nucx =Дχ), определяют остаточную дефектность Nocm= φ(χ) как разность Nucx и Noбн, причем Nocm оп- ределяют в трех диапазонах: остаточную дефектность N^1161130n в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ^ в режиме эксплуатации изделия:In particular, the constant η is taken equal to 0. The problem is also solved by the fact that in the method of determining the quality of the product, including determining the defectiveness of the product by non-destructive testing, determine the critical dimensions χ ^ of defects in the operating mode, the allowable dimensions in operation [ x. defects and permissible in the manufacture of dimensions [χ] ^ defects, inspection results are represented as a histogram in the coordinates (N Obn, X), where N of n - number of detected when monitoring the defects, χ - characteristic defect size is determined the probability of detecting the defect P vod , determine the initial defectiveness N ucx = Дχ), determine the residual defectiveness N ocm = φ (χ) as the difference between N ucx and N obn , and N ocm is determined in three ranges: residual defectiveness N ^ 1161130n in the area of defects important for safety , determined as the number of defects in the product, Dimensions are equal to or greater than a critical size in the χ ^ operation mode items:
п -сLт.безоп 5
Figure imgf000010_0001
остаточную дефектность N∑m д :) в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χ]<ь., предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure imgf000010_0002
остаточную дефектность N^m uзг в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ]uзг допустимых при изготовлении несплош- ностей:
n-sLt.besop 5
Figure imgf000010_0001
residual defectiveness N∑ m d :) in the region of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [χ] < b . maximum permissible in the operation of the product:
Figure imgf000010_0002
residual imperfection N ^ m uзг in the region of defects determining the quality of manufacture, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [χ] uзг of the discontinuities allowed in the manufacture:
Ni эг = — \NocЛz)dχ где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефекта, т — число однотипных изделий, остаточную дефектность разделяют на достоверную часть χ < χ^, и вероятностную часть χ > fø, где χ - характеристический размер дефекта, fø - размер дефектов на границе между достоверной и вероятностной частями, определяемый из: χмакс
Figure imgf000011_0001
Ni er = - \ N ocЛz) dχ where χrep. is the maximum possible characteristic size of the defect, t is the number of products of the same type, the residual defect is divided into the reliable part χ <χ ^, and the probabilistic part χ> fø, where χ is the characteristic size of the defect, fø is the size of the defects at the boundary between the reliable and probabilistic parts, determined from: χ max
Figure imgf000011_0001
где iмакс - максимально возможные размеры дефектов в данном изделии; значение fø сравнивают с
Figure imgf000011_0002
[χ]д.э. и [y]uзг> и по результатам сравнения делают заключение о качестве изделия и возможности его эксплуатации.
where i max - the maximum possible defect sizes in this product; fø value is compared with
Figure imgf000011_0002
[χ] d. e . and [y] uzg > and, based on the results of 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 гистограмму (NOбн, χ) апроксимируют уравнениемIn one embodiment, the histogram (N Obn , χ) is approximated by the equation
KM) = Aχ-" {\ - (l - η) eχp[-a(χ - χo)] - η} , где А, п, а, η - постоянные, которые определяют из условия максимального приближения уравнения Noбн (χ) к результатам контроля, представленным в виде гистограммы,KM) = Aχ- "{\ - (l - η) e χp [-a (χ - χ o)] - η}, where A, n, a, η - constants which are determined from the condition of maximum approximation equation N obn (χ) to the control results presented in the form of a histogram,
Xo - минимально доступный для выявления размер дефекта, исходную дефектность Nucx определяют по формуле: T 1V ' исх = A "-Лy'" а вероятность обнаружения дефекта -PβOό Пo формуле: Ко, = 1 " 0 " П) exp[-or(^ - Z0)] ~ η . В частном случае 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 услоfljяк.этом
Figure imgf000012_0001
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.
Xo is the minimum defect size that can be detected, the initial defect N ucx is determined by the formula: T 1 V 'out = A "-Ly ' " and the probability of detection of a defect is -P βOό By the formula: Co., = 1 "0" P) exp [ -or (^ - Z 0 )] ~ η. In the particular case, the semi-axis of the ellipse, which schematize the defect, is taken as the characteristic size, 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 operational conditions.
Figure imgf000012_0001
mfd determined for a particular product or group of products of similar m, wherein m in controlling all of one type of control results are summed and are in the form of a histogram.
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 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 Pвoд (γ):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 controlled 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, determine the probability of detecting defects P water (γ):
* вод (50 •* ' обн тоСХJ' * * зал mo\ fjt где Noбн m0- число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,* water (50 • * 'update CXJ' * * hall mo \ fjt where N obn m0 - the number of defects detected during the control of the test sample,
Nзcuι mo - число заложенных при изготовлении образца дефектов, исходную дефектность определяют как:N zcuι mo - the number of defects incorporated in the manufacture of the sample, the initial defect is defined as:
Nucx= N0бн uзд/Pв0д (χ) гистограмму (Nucx,χ) апроксимируют уравнением Nucx=f(χ) илиN ucx = N 0bn uzd / P w0d (χ) the histogram (N ucx , χ) is approximated by the equation N ucx = f (χ) or
Nucx=f(a,c), где a,c - линейные размеры дефектов, а при определении остаточной дефектности Nocm используют выражениеN ucx = f (a, c), where a, c are the linear dimensions of the defects, and when determining the residual defectiveness N ocm use the expression
Nocm =NUCX -[1- Pвoд (%)] или Nocm =NUCX- Noбн; а граничное значение & разделяющее достоверную и вероятностную части остаточной дефектности определяют из уравнения χмаксN ocm = N UCX - [1-P water (%)] or N ocm = N UCX - N obn ; and the boundary value & separating the reliable and probabilistic parts of the residual defect is determined from the equation χ max
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 N^m бeзпп в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров %,p в режиме эксплуатации изделия:
Figure imgf000013_0001
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 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 sizes minimally available for detecting defects, to the sizes of defects acceptable in the manufacture while the first two types of defects mimic defects of an operational nature, and the third type - technological ones, residual defects N ^ m without defects in the region of defects that are important for safety, determined in the form of the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions%, p in the operation mode of the product:
Figure imgf000013_0001
остаточную дефектность N∑кд з в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χЬ., предельно допустимых в эксплуатации изделия: N т £∑п*д 3э == frосЛzW,residual defectiveness N∑ cd s in the region of defects important for reliability is determined in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [χ b . e ., the maximum allowable in operation of the product: N т £ ∑п * д 3э == frосЛzW,
Xo J остаточную дефектность N^m uзг в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры X1132 допустимых при изготовлении несплош- ностей:Xo J residual defectiveness N ^ m uзг in the region of defects that determine the quality of workmanship, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions X 1132 allowable for manufacturing discontinuities:
N ГlLL,u,г -=r- JNocm(χ)dχ ,N ГlLL, u, r - = r- JN ocm (χ) dχ,
Xw где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефектаXw where χ prev. - maximum possible characteristic defect size
В частном случае гистограмму (Nucx,χ) апроксимируют уравнением типа Nucx = Aχ exp(-пzχ) , или NUCJC = An exp(-иβα) , или Nucx = Aa c exp[-иЙ C(α7c)], или Nucx = AF eχp(-иF) , илиIn a particular case, the histogram (N ucx , χ) is approximated by an equation of the type N ucx = A χ exp (-n z χ), or N UCJC = An n exp (-i β α), or N ucx = A ac exp [-and C C (α7c)], or N ucx = A F eχp (-and F), or
N UC* = АХ'"" > ИЛИ N∞ = А*"'"' ' ИЛИ N«* = Aa2lCУ""-' » ИЛИ Nua = ^^ , где а, с - линейные размеры дефекта, F - площадь дефекта, п, А - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным даннымN UC * = AX ' ""> OR N ∞ = A * "'"'' OR N " * = A aL a2 l C Y"" - ' " OR N ua = ^^, where a, c are linear dimensions defect, F - defect area, n, A - coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.l схематически изображен дефект в трубопроводе, на фиг.2 изображено распределение дефектов критических размеров, допустимых в эксплуатации размеров и допустимых размеров несплошностей при изготовлении (соответствующие нормы на изготовление приведены в таблице НТД ПHAЭГ-7 010-89), на фиг. 3 - характеристика достоверности HK в виде зависимости вероятности обнаружения дефектов .P00^ от его размера (в данном случае - ширины а), на фиг. 4 - гистограмма выявленных в изделии дефектов, на фиг. 5 - исходная дефектность изделия, на фиг. 6 - остаточная дефектность изделия, на фиг. 7 показаны результаты контроля изделия в примере 2, на фиг. 8 - функции исходной дефектностиFigure 1 schematically depicts a defect in the pipeline, figure 2 shows the distribution of defects of critical dimensions, allowable dimensions and allowable discontinuities in the manufacturing process (the corresponding manufacturing standards are shown in table NTD PHAEG-7 010-89), Fig. 3 is a characteristic of the reliability of HK in the form of a dependence of the probability of detection of defects .P 00 ^ on its size (in this case, width a), in FIG. 4 is a histogram of defects detected in the product; FIG. 5 - initial defectiveness of the product, in FIG. 6 - residual defectiveness of the product, in FIG. 7 shows the results product control in example 2, in FIG. 8 - initial defective functions
Nucx(%), остаточной дефектности Nocm(χ), и вероятности обнаружения дефектов Pвoд (χ), определенные по результатам HK изделия. На фиг. 9 показана вероятностная часть остаточной дефектности.N ucx (%), residual imperfection N ocm (χ), and the probabilities of detecting defects P water (χ), determined by the results of the HK product. In FIG. 9 shows the probabilistic part of the residual defect.
Варианты выполнения способаVariants of the method
Способ применяется для конкретного изделия или группы однотипных изделий, качество изготовления, надежность и безопасность которого необходимо обеспечить с применением известного метода HK при проведении контроля оператором известной квалификации. При реализации способа определения исходной и остаточной дефектности изделия и вероятности обнаружения, а также определения качества изделия по достоверной и вероятностной частям остаточной дефектности дефектов методами механики разрушения определяют критические размеры дефектов в режиме эксплуатации для данного изделия χ^ , предельно допустимые в эксплуатации дефекты [χ\д э , допустимые в изготовлении размеры дефектов [χ]^ (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. В некоторых вариантах способ предполагает использование тест-образца, в этом случае определение размеров дефектов производят перед изготовлением тест-образца. С учетом реальных эксплуатационных нагрузок и условий определяют для изделия (например, трубопровода, рис.l) методами механики разрушения (с учетом коэффициентов безопасности) дефекты (несплошности):The method is used for a specific product or group of similar products, the workmanship, the reliability and safety of which must be ensured using the well-known HK method when monitoring by an operator of known skill. When implementing the method of determining the initial and residual defectiveness of the product and the probability of detection, as well as determining the quality of the product by the reliable and probable parts of the residual defectiveness of defects, the methods of fracture mechanics determine the critical sizes of defects in the operating mode for this product χ ^, the maximum allowable defects in operation [χ \ d e, permissible in the manufacture of defect size [χ] ^ (standards product defects), defined by the applicable regulations and / or specifications for the production of the Features -terrorism defect size, for example, a linear defect size is selected, or a combination of linear dimensions of the defect or defect area, or volume of the defect). It should be noted that defects that determine quality are defects whose sizes are in the range from the minimum dimensions available for detecting defects (search) to the sizes of defects acceptable during manufacture and above; defects determining reliability are those defects whose sizes are in the range from defective during manufacture to acceptable during operation and higher; defects defining safety - from acceptable during operation to critical sizes and above. In some embodiments, the method involves the use of a test sample, in this case, the determination of the size of the defects is carried out before the manufacture of the test sample. Taking into account the real operational loads and conditions, the defects (discontinuities) are determined for the product (for example, pipeline, Fig. L) using the methods of fracture mechanics (taking into account safety factors):
Распределение дефектов критических размеров (кривая 3), допустимых в эксплуатации размеров (кривая 2), а также допустимые размеры не- сплошностей при изготовлении (кривая 1) изображены на фиг.2The distribution of defects of critical dimensions (curve 3), allowable sizes in use (curve 2), as well as allowable sizes of discontinuities in the manufacture (curve 1) are shown in FIG.
При реализации способ определения исходной и остаточной дефектности изделия с использованием тест— образца он 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:When implementing a method for determining the initial and residual defects of a product using a test sample, it is manufactured according to 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 дефектов,-defects, the sizes of which lie in the range from the sizes of defects admissible during operation to the dimensions critical for the product in the operating mode of defects,
-дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров допустимых при изготовлении дефектов до размеров дефектов, допустимых при эксплуатации,-defects, the sizes of which lie in the range from the dimensions acceptable during the manufacture of defects to the dimensions of defects permitted 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 acceptable during manufacturing (it is also acceptable for the upper boundary of the interval to exceed the dimensions of defects acceptable during manufacturing).
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 imitate defects of an operational nature, and the third type - of technological defects. Operational defects - defects that can develop from technological defects or originate and develop under the action of operational loads (fatigue cracks, stress corrosion cracking cracks, etc.), technological defects are defects whose occurrence is associated with the features of manufacturing or installation technology (lack of fusion, non-fusion, pores, etc.). n. In this case, it is possible to lay 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 effects or their various combination.
Все заложенные дефекты должны быть скрытыми от операторов HK, 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 HK operators, 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 randomly placed 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 MP 108.7-86, M., ЦНИИТМАШ, 1986).The minimum allowable 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, Guidelines MP 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: В тест-образец закладывают дефекты в виде эллипсов, а соотношение осей эллипса принимают исходя из условия максимальной скорости роста дефекта в эксплуатационном поле напряжений;There are various options for bookmarking defects in the test sample: 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, из-во «Mиp», M. 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, Using statistics in an industrial experiment, because of Mir M. 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 Pвoд (χ):For each characteristic size of the defect, reliability is determined as a function of the probability of detection of defects P water (χ):
P вод (%) = Noбн тоbύlNзал mo(%), где Noбн m0- число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов, N зал то - число заложенных при изготовлении образца дефектов,P water (%) = N total bύlN hall mo (%), where N total m0 is the number of defects detected during the control of the test sample, N Hall is the number of defects incorporated in the manufacture of the sample,
По результатам контроля строят кривую вероятности выявления дефектов для данной детали данным методом HK в зависимости от характеристического размера дефектов. Кривую вероятности выявления дефектов от размеров дефектов "α" и "с" (любой дефект в материале консервативно можно описать эллипсом с полуосями а и с) можно аппроксимировать наиболее близко описывающим экспериментальные результаты контроля уравнением, например pш
Figure imgf000019_0001
- c0)]-ε , или
Based on the results of the control, a probability curve for detecting defects for a given part is constructed using this HK method depending on the characteristic size of the defects. Defect probability curve from the dimensions of the defects "α" and "c" (any defect in the material can be conservatively described by an ellipse with axes a and c), it is possible to approximate the equation that most closely describes the experimental results of control, for example, p w
Figure imgf000019_0001
- c 0 )] - ε, or
P = l - (l - ε)oxp - aнк (а - a0 )^ - ε , или Pmx) = 1 - (l - *)exp[- «ж (* - χй )]- fP md = l - (l - ε) oxp - a nk (a - a 0 ) ^ - ε, or P mx) = 1 - (l - *) exp [- « ж (* - χ й )] - f
Где QLНК - коэффициент достоверности HK, характеризует увеличение выявляемости дефектов в зависимости от его размера; 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 аш χ -характеристический размер дефекта, например , его площадь; χ0 - минимальный характеристический размер дефекта; ao> co - минимальные размеры дефектов, доступные для выявления HK.Where QL NK - confidence coefficient HK, characterizes the increase in the detection of defects depending on its size; 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 the value; χ χ is the characteristic size of the defect, for example, its area; χ 0 is the minimum characteristic size of the defect; ao > c o - minimum defect sizes available for detecting HK.
Далее проводят контроль изделия, а результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах «xapaктepиcтичecкий размер дефекта χ - количество выявленных дефектов данного размера TV0^ uзд».Then, the product is inspected, and the inspection results are presented in the form of a histogram in the coordinates “characteristic x size of the defect χ - the number of detected defects of this size TV 0 ^ uzd ”.
Исходную дефектность Nucx определяют как отношение Noвн изс/ P водThe initial defectiveness N ucx is defined as the ratio of N o in n ISC / P in
полученную гистограмму апроксимируют уравнением типа Nucx = А exp(- пχ), или Nucx = Aχχ~"z , или Nucx = Aaa'п- , или их аналогами типа Nucx = Aa c{a2lcГ- , или Nucx = AFF-τ , где а, с - линейные размеры дефекта, F - площадь дефекта, п, А - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным.the resulting histogram is approximated by an equation of the type N ucx = A exp (- χ), or N ucx = A χ χ ~ " z , or N ucx = A a a 'p -, or their analogues of the type N ucx = A ac {a 2 lcГ -, or N ucx = A F F-τ, where a, c are the linear dimensions of the defect, F is the area of the defect, n, A - coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data.
Остаточную дефектность получают как разность между Nucx и Noбн изд- При этом Noбн изд можно брать как непосредственно из результатов контроля, так и из аналитического выражения Nucx Pвoд (χ); в последнем случае остаточную дефектность Nocm можно представить в виде уравнения Nocm =Nucx (\- Pвoд).The residual defects is obtained as the difference between N and N ucx obn of railway Thus N obn of d can be taken directly from the results of control, and from the analytical expression N ucx P vo d (χ); in the latter case, the residual imperfection N ocm can be represented as the equation N ocm = N ucx (\ - P water ).
Остаточную N^mfieзпп в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ*p в режиме эксплуатации изделия:The residual N ^ mfiepp in the field of defects important to safety is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions χ * p in the operating mode of the product:
ХпредXpred
" остβезоп ~ J ^ оспХХWХ"ostβesop ~ J ^ OSNXXWWX
остаточную дефектность N∑m д з в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χ]<ь5 предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure imgf000020_0001
residual imperfection N∑ m d in the area of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [χ] < 5 of the maximum permissible product operation:
Figure imgf000020_0001
остаточную дефектность N£mtUЗ!, в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ\uзг допустимых при изготовлении несплош- ностей:
Figure imgf000020_0002
где χпред - предельно возможный характеристический размер дефекта.
residual defectiveness N £ mtUЗ! , in the field of defects that determine the quality of manufacture, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [χ \ uzg of the discontinuities allowed in the manufacture:
Figure imgf000020_0002
where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect.
В других вариантах реализации способа определения вероятности обнаружения дефектов, исходной и остаточной дефектности изделия с ис- пользованием результатов неразрушающего контроля, а также определения качества изделия по достоверной и вероятностной частям остаточной дефектности проводят неразрушающий контроль изделия (HK) выбранным методом (ультразвуковым, вихретоковым, радиографическим и другими методами HK) и техническими средствами контроля операторами определенной квалификации.In other embodiments of the method for determining the probability of detection of defects, the initial and residual defects of the product using Using the results of non-destructive testing, as well as determining the quality of the product by the reliable and probable parts of the residual defect, the non-destructive testing of the product (HK) is carried out by the selected method (ultrasonic, eddy current, radiographic and other HK methods) and technical control equipment by operators of certain qualifications.
Результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах «xapaктepиcтичecкий размер дефекта χ - количество выявленных дефектов данного размера Noбн UJ()». Горизонтальная ось χ должна включать критический размер дефекта, даже если в результате контроля все выявленные дефекты не достигали критических размеров.The results of the control are presented in the form of a histogram in the coordinates "characteristic x size of the defect χ - the number of detected defects of this size N UN UJ () ". The horizontal axis χ must include the critical size of the defect, even if as a result of the inspection all the 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.
Структура аналитического выражения, которое может описать результаты HK, представленные на гистограмме, следующая:The structure of the analytical expression that can describe the HK results presented on the histogram is as follows:
Noбн (χ)= Nucx(χ) Pвoд (χ) где N Oбн— число обнаруженных при контроле дефектов на единицу характеристического размера. Если в качестве характеристического размера выбрана малая полуось эллипса, которым схематизируют дефект, то размерность N00-,, - мм"1 ;N obn (χ) = N ucx (χ) P water (χ) 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 00 - ,, - mm "1 ;
Nucx- функция исходной (до HK) дефектности с той же размерностью, что и No6н;N ucx is the function of the initial (up to HK) defectiveness with the same dimension as N o6н ;
Pвoд - вероятность обнаружения дефекта данного размера χ.P water is the probability of detecting a defect of a given size χ.
Вид функций Nucx и Pвoд определяется, исходя из условия наибольшей простоты выражения, минимального числа констант и соответствия физически обусловленной зависимости Nucx и Pвoд от χ. В первом приближении могут быть использованы следующие уравнения: Nucx = Aχ- , pвoo = 1 - 0 - 7) GXP[~a(Z - Xo)] ~ 1 ,The form of the functions N ucx and P water is determined based on the condition of the greatest simplicity of expression, the minimum number of constants and the correspondence of the physically determined dependence of N ucx and P water on χ. In a first approximation, the following equations can be used: N ucx = Aχ-, pвoo = 1 - 0 - 7) GX P [ ~ a (Z - Xo)] ~ 1,
N0611(Z) = Аχ-1 {1 - (1 - η) exp[-a(χ - χo)] - η] , где А, п, а, η, χ0 - постоянные.N 0611 (Z) = Аχ- 1 {1 - (1 - η) exp [-a (χ - χ o )] - η], where A, n, a, η, χ 0 are constants.
Определяют численные значения постоянных, где А, п, а, η из условия максимального приближения уравнения Noбн(χ) к результатам HK, представленным в виде гистограммы.Determine the numerical values of the constants, where A, n, a, η from the condition of maximum approximation of the equation N obn (χ) to the results of HK, presented in the form of 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 А, п, а можно либо решая систему трех уравнений относительно А, п и а, которые получают, если взять три точки на гистограмме, либо их определяют с использованием метода наименьших квадратов.The constants A, n, and a can be determined either by solving a system of three equations with respect to A, n, and a, which are obtained if we take three points on the histogram, or they are determined using the least squares method.
Остаточную дефектность Nocm определяют как разность Nucx и Noбн: N0Cm(X) = Nucx(χ)- Noбн(χ).Residual imperfection N ocm is defined as the difference between N ucx and N oob : N 0C m (X) = N ucx (χ) - N obn (χ).
При этом число оставшихся дефектов в изделии определяют, также, как и в способе с использованием тест-образцов, в трех диапазонах: остаточную дефектность N^1n hp в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ^ в режиме эксплуатации изделия:In this case, the number of remaining defects in the product is determined, as in the method using test samples, in three ranges: residual defectiveness N ^ 1n hp in the area of defects important for safety, is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal or more critical dimensions χ ^ in product operation mode:
;
Figure imgf000022_0001
остаточную дефектность N^m д э в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превыша- ют размеры дефектов
Figure imgf000023_0001
, предельно допустимых в эксплуатации изделия:
;
Figure imgf000022_0001
residual imperfection N ^ m d e in the region of defects important for reliability is determined as the number of defects whose sizes exceed defect sizes
Figure imgf000023_0001
maximum permissible in the operation of the product:
I Хпреύ T^ - _ т Xd остаточную дефектность N^m uз, в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ]ызг допустимых при изготовлении не- сплошностей:
Figure imgf000023_0002
где χпред - предельно возможный характеристический размер дефекта в данной конструкции с данной геометрией (например, в направлении толщины стенки сосуда давления предельный размер дефекта равен толщине стенки), т - число однотипных изделий.
I Хпрύ T ^ - _ т Xd residual defectiveness N ^ m uз , in the region of defects that determine the quality of workmanship, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [χ] yzg of the discontinuities allowed in the manufacture:
Figure imgf000023_0002
where χ pre - maximum possible characteristic size of the defect in the structure with the given geometry (e.g., in the direction of the pressure vessel wall thickness defect size limit equal wall thickness), that - the number of the same products.
По полученным результатам делают оценки и принимают решения:Based on the results, they make assessments and make decisions:
- по величине N^m кp - о возможности полного или частичного разрушения изделия в эксплуатации,- in terms of N ^ m kp - about the possibility of complete or partial destruction of the product in operation,
- по величине N£m d . - о надежности и объемах ремонта изделия во время эксплуатации,- in magnitude N £ md . - on the reliability and scope of product repair during operation,
- по величине N^m<uзr - о качестве контроля,- in terms of N ^ m <uзr - about the quality of control,
- по функции Pвoд (χ) - о достоверности HK изделия и уровне квалификации операторов HK, по функции Nucx(χ) - о качестве изделия до HK и ремонта (а следовательно, о качестве изготовления, если HK проводили на заводе- изготовителе, или о степени повреждения изделия, если причиной образования дефектов были эксплуатационные воздействия). При определении качества изделия по достоверной и вероятностной частям остаточной дефектности после построения гистограммы в координатах ((характеристический размер дефекта χ - количество выявленных дефектов данного размера Noбн шдy> определяют вероятность обнаружения дефекта Pвoд, исходную дефектность Nucx =flχ) и остаточную дефектность φ(χ) как разность Nucx и Noбн - according to the function P water (χ) - about the reliability of the HK product and the qualification level of the HK operators, according to the function N ucx (χ) - about the quality of the product before HK and repair (and therefore, about the quality of manufacture if HK was performed at the factory, or the degree of damage to the product, if the cause of the formation of defects was the operational impact). When determining the product quality by the reliable and probabilistic parts of the residual defect after plotting the histogram in coordinates ((the characteristic defect size χ is the number of detected defects of a given size N obd wd y> determine the probability of defect P water , the initial defect N ucx = flχ) and residual defectiveness φ (χ) as the difference between N ucx and N obn
Указанные зависимости можно определять различными методами.These dependencies can be determined by various methods.
Согласно одному из вариантов результаты HK представляют в виде аналитических выражений.In one embodiment, the HK results are presented as analytical expressions.
Структура уравнения, которое может описать результаты HK, представленные на гистограмме, следующая:The structure of the equation that can describe the HK results presented in the histogram is as follows:
Kбн (χ)= Nucx(χ) Pвoд (χ) где Noбн- число обнаруженных при контроле дефектов на единицу характеристического размера. Если в качестве характеристического размера выбрана малая полуось эллипса, которым схематизируют дефект, то размерность NOбH - мм"1;K bn (χ) = N ucx (χ) P water (χ) 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 is N OH - mm "1 ;
Nucx- функция исходной (до HK) дефектности с той же размерностью, что и Noбн;N ucx is the function of the initial (up to HK) defectiveness with the same dimension as N obn ;
Pвoд - вероятность обнаружения дефекта данного размера χ.P water is the probability of detecting a defect of a given size χ.
Вид функций Nucx и Pвoд определяется, исходя из условия наибольшей простоты выражения, минимального числа констант и соответствия физически обусловленной зависимости Nucx и Pвoд от χ. В первом приближении могут быть использованы следующие уравнения:
Figure imgf000024_0001
pш,ύ = 1 - (1 - 7) exp[-α(^ - X0 )] - η , N0611(Z) = Aχ~" {1 - (1 - η) cxp[-a(χ - χ0)] - η) , где А, п, а, η, χо - постоянные. Определяют численные значения постоянных А, п, а, η из условия максимального приближения уравнения Noбн(χ) к результатам HK, представленным в виде гистограммы.
The form of the functions N ucx and P water is determined based on the condition of the greatest simplicity of expression, the minimum number of constants and the correspondence of the physically determined dependence of N ucx and P water on χ. In a first approximation, the following equations can be used:
Figure imgf000024_0001
rp, ύ = 1 - (1 - 7) exp [-α (^ - X 0 )] - η, N 0611 (Z) = Aχ ~ "{1 - (1 - η) cxp [-a (χ - χ 0 )] - η), where A, n, a, η, χо are constants. The numerical values of the constants A, n, a, η are determined from the condition that the equation N obn (χ) is as close as possible to the HK results presented in the form of 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 А, п, а можно либо решая систему трех уравнений относительно А, п и α, которые получают, если взять три точки на гистограмме, либо их определяют с использованием метода наименьших квадратов.The constants A, n, and 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 Nocm определяют как разность Nucx и JV0^/. Nocm(χ) = Nucx(χ)- Noбн(χ). (17)The residual imperfection N ocm is defined as the difference between N ucx and JV 0 ^ /. N ocm (χ) = N ucx (χ) - N obn (χ). (17)
При этом число оставшихся дефектов в изделии определяют в трех диапазонах так, как описано выше: остаточную дефектность N^1n кp в об- v ласти дефектов, важных для безопасности, остаточную дефектность N1^103 в области дефектов, важных для надежности, остаточную дефектность N∑m uзr в области дефектов, определяющих качество изготовления.The number of remaining defects in the product is determined in three ranges as described above: residual defectiveness N ^ 1n cr in the area of defects important for safety, residual defectiveness N 1 ^ 103 in the region of defects important for reliability, residual defectiveness N∑ m uзr in the field of defects that determine the quality of workmanship.
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. Согласно другому варианту для определения зависимостей Pвoд (вероятность обнаружения дефекта), Nucx =Дχ) (исходная дефектность) и Nocm= φ(χ) (остаточнаю дефектность) изготавливают тест-образец описанным выше методом.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. According to another option, to determine the dependences P water (probability of detecting a defect), N ucx = Дχ) (initial defectiveness) and N ocm = φ (χ) (residual defectiveness), a test sample is prepared by the method described above.
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 Pвoд (χ):For each characteristic size of the defect, reliability is determined as a function of the probability of detection of defects P water (χ):
* вод (%) -* * обн mo'%)' -* * зал mo(%)> где N0бH mo- число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,* water (%) - * * update mo '%)' - * * hall mo (%)> where N 0бH mo is the number of defects detected during the control of the test sample,
N3(Ui то - число заложенных при изготовлении образца дефектов, По результатам контроля строят кривую вероятности выявляемое™ дефектов для данной детали данным методом HK 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, напримерN 3 (U i that - the number of inherent in the manufacture of sample defects, the results of control building curve probability detectable ™ defects to the part data by HK depending on the characteristic size of defects curve of the probability of detecting defects on the defect size "a" and "c". (any defect in the material can be conservatively described by an ellipse with semiaxes a and c) can be approximated by the equation that most closely describes the experimental results of control, for example
P,o = 1 ~ О - *)exp[- aнк {а - a0
Figure imgf000026_0001
- c0 )] - ε , или
P <a , o = 1 ~ 0 - *) exp [- a nk {a - a 0
Figure imgf000026_0001
- c 0 )] - ε, or
P«* = 1 - О - ^)exp - am (а - α0 )^ - ε , илиP « * = 1 - 0 - ^) exp - a m (a - α 0 ) ^ - ε, or
p sПд = 1 - (l - e)exp[- aнк (χ - χo)]- ε Где aнк - коэффициент достоверности HK, характеризует увеличение выявляемое™ дефектов в зависимости от его размера; 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 aHк. χ -характеристический размер дефекта, например , его площадь; χ0 - минимальный характеристический размер дефекта; a0, C0 - минимальные размеры дефектов, доступные для выявления HK.p sПд = 1 - (l - e) exp [- a нк (χ - χ o )] - ε Where a NK - confidence coefficient HK, characterizes the increase in detected ™ defects depending on its size; 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 a H k . χ is the characteristic size of the defect, for example, its area; χ 0 is the minimum characteristic size of the defect; a 0 , C 0 - minimum defect sizes available for detecting HK.
Далее проводят контроль изделия, а результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах «xapaктepиcтичecкий размер дефекта χ - количество выявленных дефектов данного размера Noбн JЫ».Next, the product is inspected, and the inspection results are presented in the form of a histogram in the coordinates “characteristic x size of the defect χ - the number of detected defects of this size N U JJ ”.
Исходную дефектность Nucx определяют как отношение Noбн ш^ Pвoд The initial defectiveness N ucx is defined as the ratio of N obn w ^ P water
(X); полученную гистограмму апроксимируют уравнением типа N^x = Ax &φ(-пχχ), или Nucx = Aχχ~п* , или Nucx = A0U"1" , или(X); the resulting histogram is approximated by an equation of the type N ^ x = A x & φ (-n χ χ), or N ucx = A χ χ ~ n *, or N ucx = A 0 U " 1 ", or
Nю = KXa1Ic) ^ , илиNucr = AFF-*' ,N u = KXa 1 Ic) ^, or N ucr = A F F- * ',
2 или Nucx = Aaa-"-p(c) ,или Nucx = A0^" -т^ехр (C - C)2 or N ucx = A a a - "- p (c), or N ucx = A 0 ^" -t ^ exp (C - C)
'2D\c)'2D \ c)
где а, с - линейные размеры дефекта, Pc - функция распределения величины с, например, нормальный закон распределения,where a, c are the linear dimensions of the defect, P c is the distribution function of c, for example, the normal distribution law,
F- площадь дефекта, п, A, D, с- коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным, при этом с- среднее значение с, а D - дисперсия.F is the defect area, n, A, D, and c are the coefficients selected from the condition that the analytical curve is as close as possible to the experimental data, with c being the average value of c, and D 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 a / c ratio is taken constant for all a, based on the condition for the maximum growth rate of the defect under operating conditions; wherein
N исх = = /(д) , например, в случае однородного поля напря-
Figure imgf000028_0001
N ref = = ((e), for example, in the case of a uniform field of voltage
Figure imgf000028_0001
жений а/с -2 и нормального закона для распределения с со средним значением c=2a и дисперсией D=a/2 получаемdependences a / s -2 and the normal law for a distribution with with an average value of c = 2a and a dispersion of D = a / 2, we obtain
Nucx
Figure imgf000028_0002
N ucx
Figure imgf000028_0002
= Aa~"
Figure imgf000028_0003
~ 2af /0,5a2 ]dc = Aa~" о алjπ
= Aa ~ "
Figure imgf000028_0003
~ 2af / 0.5a 2 ] dc = Aa ~ "oh aljπ
Остаточную дефектность получают как разность между Nucx и Noбн U30. При этом Noбн юд определяют из аналитического выражения Nucx Pвoд (χ), т.е. остаточную дефектность Nocm можно представить в виде уравненияResidual defectiveness is obtained as the difference between N ucx and N obn U30 . At the same time, N obn is determined from the analytical expression N ucx P water (χ), i.e. residual imperfection N ocm can be represented as the equation
Л ост ^исх V ^ * вод)- Остаточную N∑mβeзoп в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ^ в режиме эксплуатации изделия:L ost ^ ref V ^ * water) - The residual N∑ mβezop in the field of defects important for safety is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions χ ^ in the operating mode of the product:
ХпреόXpreό
-* * остjбезоп = J ™ ост \Z )"Z 5- * * ostjesop = J ™ ost \ Z) "Z 5
остаточную дефектность iV∑, ,,od в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов fø.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure imgf000029_0001
>
residual imperfection iV∑, ,, od in the area of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects fø .э. maximum permissible in the operation of the product:
Figure imgf000029_0001
>
Xd эXd e
остаточную дефектность N^m uзг в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры Jj132 допустимых при изготовлении несплош- ностей:
Figure imgf000029_0002
residual imperfection N ^ m uзг in the region of defects determining the workmanship, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions J j132 allowable for the manufacture of discontinuities:
Figure imgf000029_0002
ХилHil
где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефекта.where χ pre d. - the maximum possible characteristic size of the defect.
Далее остаточную дефектность разделяют на достоверную часть χ < Xa, в которой дефекты с размерами χ < χд существуют достоверно, и вероятностную часть χ > χд, в которой дефекты с размерами χ > χ, могут быть, а могут и не быть. Границу между достоверной и вероятностной частями остаточной де¬Further, residual defects are divided into a reliable part χ <X a , in which defects with dimensions χ <χ d exist reliably, and the probabilistic part χ> χ д, in which defects with sizes χ> χ, may or may not exist. The boundary between the reliable and probabilistic parts of the residual
фектности определяют из условия:Fektnosti is determined from the condition:
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0001
где Хмакс ~ максимально возможные размеры дефектов в данном из¬where X m ax ~ the maximum possible defect sizes in a given ¬
делии.divisions.
Значение fø сравнивают с χ^, [χ]d э. и [χ]шг, и по результатам сравнения делают выводы о качестве, надежности и безопасности изделия.The value of fø is compared with χ ^, [χ] d e. and [χ] shh , and, based on the results of comparison, draw conclusions about the quality, reliability and safety of the product.
Варианты реализации способов иллюстрируется следующими примерами.Embodiments of the methods are illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
Изделие: главный циркуляционный трубопровод энергетической реакторной установки.Product: main circulation pipeline of a power reactor installation.
Характеристики изделия: сталь типа 22K с пределом текучести =320MПa, плакированная с внутренней стороны трубопровода нержавеющей сталью аустенитного класса; сварные швы расположены как поперек оси трубопровода, так и вдоль оси; толщина стенки по основному металлу трубопровода - S=34мм; внутренний диаметр трубопровода - D=800мм.Product specifications: steel type 22K with yield strength = 320MPa, clad on the inside of the pipeline with austenitic stainless steel; welds are located both across the axis of the pipeline and along the axis; wall thickness for the base metal of the pipeline - S = 34mm; the inner diameter of the pipeline is D = 800mm.
Условия эксплуатации изделия: температура рабочая - 2800C ; давление рабочее -80кr/cм2; назначенный срок службы - 30 лет.Product operating conditions: operating temperature - 280 0 C; working pressure -80kr / cm 2 ; the assigned service life is 30 years.
^Допустимые на стадии изготовления (нормы качества) скрытые несплошности, допустимые в эксплуатации дефекты и критические дефекты представлены на фиг.2 соответственно кривыми 1,2, 3. ^ The latent discontinuities, admissible in operation, defects and critical defects, admissible at the manufacturing stage (quality standards), are shown in Fig. 2, respectively, by curves 1,2, 3.
Изготавливают тест— образец, содержащий плоские дефекты технологической природы типа несплавлений и горячих сварочных трещин i 'J t -. Определяют достоверность HK с использованием метода (ультразвукового, вихретокового, радиографического и других методов HK), технического средства и оператора HK определенной квалификации, которые будут применяться также при контроле изделия. Результаты определения P вoд от а представлены на фиг.З.Make the test sample containing planar defects technological nature poor fusion type weld cracking and hot i 'J t -. The reliability of the HK is determined using the method (ultrasonic, eddy current, radiographic and other HK methods), a technical tool and an HK operator of a certain qualification, which will also be used to control the product. The results of determining P water from a are presented in FIG.
Проводят HK изделия теми же средствами и методом, и операторами той же квалификации, что и при контроле тест-образца (при определении достоверности HK. Результаты контроля представлены в виде гистограммы на фиг.4.Conduct HK products using the same means and method, and operators of the same qualifications as in the control of the test sample (when determining the reliability of HK. The results of the control are presented in the form of a histogram in figure 4.
Используя численные значения Noбн Шд из гистограммы (фиг.4) и Pвoд из графика (фиг. 3) определяют исходную дефектность Nucx. Результаты определения Nucx представлены в виде графика на фиг.5 в координатах Nucx - характеристический размер дефекта (в данном случае ширина дефекта а, схематически дефект показан на фиг.l).Using the numerical values of N obb W d from the histogram (Fig. 4) and P water from the graph (Fig. 3), the initial defect N ucx is determined . The results of determining N ucx are presented in the form of a graph in FIG. 5 in coordinates N ucx — the characteristic size of the defect (in this case, the width of the defect a, the defect is schematically shown in FIG. L).
График остаточной дефектности Nocm представлен в тех же координатах, что и для Nucx, на фиг. 6. Для получения Nocm произвели для каждого фиксированного значения а вычитание из величины Nucx числа обнаруженных дефектов.The residual imperfection graph N ocm is presented in the same coordinates as for N ucx , in FIG. 6. To obtain N ocm , for each fixed value, a subtraction from the number N ucx of the number of detected defects was subtracted.
Определили число оставшихся в изделии дефектов после HK и ремонта выявленных дефектов, при этом было получено, что: суммарное число дефектов, размеры которых равны или превышают критические размеры дефектов в режиме эксплуатации составило:The number of defects remaining in the product after HK and repair of the detected defects was determined, and it was obtained that: the total number of defects whose dimensions are equal to or exceed the critical dimensions of the defects in operation was:
^L, = 0,l «l; суммарное число дефектов, размеры которых равны или превышают допустимые размеры дефектов в режиме эксплуатации составило:
Figure imgf000031_0001
суммарное число дефектов, недопустимых в процессе изготовления по нормам несплошностей для изготовления составило:
Figure imgf000032_0001
.
^ L, = 0, l «l; the total number of defects, the sizes of which are equal to or exceed the allowable sizes of defects in operation, amounted to:
Figure imgf000031_0001
the total number of defects that are unacceptable during the manufacturing process according to the norms of discontinuities for manufacturing was:
Figure imgf000032_0001
.
По полученным результатам можно сделать следующий вывод: технология изготовления изделия и/или технология HK нуждаются в улучшении, т.к. в случае передачи в эксплуатацию изделия в нем будут в результате эксплуатационного HK выявлены до 23 дефектов недопустимых в эксплуатации размеров, что приведет к дополнительному ремонту изделия в эксплуатационных условиях ( что является более дорогим мероприятием, чем ремонт в заводских условиях), а в случае пропуска дефектов по результатам эксплуатационного контроля, возможно возникновение аварии с частичным или полным разрушением изделия (в данном случае трубопровода давления).Based on the results obtained, the following conclusion can be made: the manufacturing technology of the product and / or HK technology need to be improved, because in the case of transferring the product into operation, as a result of the operational HK, up to 23 defects of unacceptable dimensions will be detected, which will lead to additional repair of the product under operating conditions (which is a more expensive measure than factory repair), and in case of missing defects according to the results of operational control, an accident may occur with partial or complete destruction of the product (in this case, the pressure pipeline).
Таким образом, если руководствоваться нормативными документами ПHAЭГ-7-010-89, изделие после изготовления, HK и ремонта выявленных дефектов может быть допущено к эксплуатации. Однако определение характеристик исходной (до HK) и остаточной (после HK и ремонта выявленных дефектов) дефектности указывает на низкий уровень надежности изделия и необходимость его доработки.Thus, if you are guided by the regulatory documents PHAEG-7-010-89, the product after manufacturing, HK and repair of the identified defects can be allowed to operate. However, the determination of the characteristics of the initial (before HK) and residual (after HK and repair of detected defects) defects indicates a low level of reliability of the product and the need for its improvement.
Пример 2Example 2
Необходимо обеспечить качество двух трубопроводов внутренним диаметром D=800мм толщиной стенки S=34мм 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). The operational defect rates are shown in FIG. 2 curve 3.
В результате HK штатным методом и средствами до начала эксплуатации (после монтажа) было обнаружено 47 несплошностей.As a result of HK, 47 discontinuities were discovered by the regular method and means before the start of operation (after installation).
Все выявленные несплошности (дефекты) представлены в виде гистограммы на фиг.7. При этом в качестве характеристического размера дефекта выбрана ширина дефекта в направлении толщины стенки, а точнее - малая полуось эллипса, которыми схематизировали все выявленные дефекты.All identified discontinuities (defects) are presented in the form of a histogram in Fig.7. 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 я/c~0,5 критическому размеру дефекта соответствует
Figure imgf000033_0001
1,15мм (фиг.2).
At a ratio of s / c ~ 0.5, the critical size of the defect corresponds to
Figure imgf000033_0001
1.15mm (FIG. 2).
Несмотря на то, что максимальный размер выявленного дефекта составил aмaкc= 13мм, ось абсцисс содержит критический размер α=15 мм.Despite the fact that the maximum size of the detected defect was a max = 13 mm, the abscissa axis contains a critical size of α = 15 mm.
Уравнение, описывающее число выявленных дефектов Noбн в зависимости от размеров а:The equation describing the number of detected defects N Ob , depending on the size of a:
Noбн= Aa~п[l-exp[-a(a-a0)].N obn = Aa ~ n [l-exp [-a (aa 0 )].
По результатам контроля минимальный выявленный дефект имел αø=0,6мм.According to the control results, the minimum detected defect had αø = 0.6 mm.
Для определения постоянных А, п, а решают систему из трех уравнений относительно этих постоянных:To determine the constants A, n, and solve a system of three equations with respect to these constants:
1-ое уравнение получают для точки с координатами (α=lмм, Noбн-20) по фиг. 7:The first equation is obtained for the point with coordinates (α = lmm, N obn -20) of FIG. 7:
20= А- Г"[l-exp[-a(l-0,6)]];20 = A-G "[l-exp [-a (l-0.6)]];
2-ое уравнение получают для точки с координатами (α=5мм, Noбн-4) по фиг. 7:The 2nd equation is obtained for the point with coordinates (α = 5mm, N obn -4) in FIG. 7:
4= A-5-"[l-exp[-a(5-0,6Ш4 = A-5 - "[l-exp [-a (5-0.6 Ш
3-е уравнение получают для точки с координатами (α=13мм, Noбн=0,66) по фиг.7:The 3rd equation is obtained for a point with coordinates (α = 13mm, N obn = 0.66) in FIG. 7:
0,66=^13""[l-ejψ[-α(13-0,6)]].0.66 = ^ 13 " " [l-ejψ [-α (13-0.6)]].
Для 3-eгo уравнения Noбн=0,66 получено как осреднение числа выявленных дефектов в интервале от 1 1 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 1 1 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= Ail-exp(- 0,4 a)]20 = Ail-exp (- 0.4 a)]
Л= A-5-п[l-exp(-4,4a)] 0,66= AЛУп[\-exp(-l2M)}L = A-5- p [l-exp (-4,4a)] 0.66 = ALU n [\ -exp (-l2M)}
Решение системы уравнений относительно А, п, а дало следующие результаты:The solution of the system of equations for A, n, and yielded the following results:
A= 1000мм, п=2,56, α=0,05 мм"1 A = 1000mm, n = 2.56, α = 0.05 mm "1
Подставляя постоянные А, п, а в соответствующие уравнения, получают: уравнение исходной дефектности:Substituting the constants A, n, and in the corresponding equations, we obtain: the equation of the initial defectiveness:
Nucx=l000cГ 2'56; уравнение вероятностей обнаружения дефекта:N ucx = l000cG 2 '56 ; defect detection probability equation:
Pвoд=l-exp[-0,05(a-0,6)]; уравнение остаточной дефектностиP water = l-exp [-0.05 (a-0.6)]; residual defectiveness equation
Nocm(χ)= Nucx(χ)- Noбн(χ).N ocm (χ) = N ucx (χ) - N obn (χ).
Указанные уравнения представлены графически на фиг. 8.These equations are represented graphically in FIG. 8.
Далее решают уравнениеNext, they solve the equation
\ Aa~" exp[-α(α - ao)]da = 1\ Aa ~ "exp [-α (α - a o )] da = 1
относительно а^. При этом aмaкc=S, где S- толщина стенки трубопровода. Результаты решения представлены на фиг.6 в виде кривой 2. Определенная таким образом величина a#= 14 мм. Для заданных условий эксплуатации наиболее быстрый рост площадиwith respect to a ^. Moreover, a max = S, where S is the thickness of the pipeline wall. The results of the solution are presented in Fig.6 in the form of a curve 2. The value a # = 14 mm determined in this way. For given operating conditions, the most rapid increase in area
дефекта будет обеспечен при а/с ^=0,5. Критический размер дефекта приdefect will be provided at a / c ^ = 0.5. The critical size of the defect at
этом будет иметь значение aкp= 15,5 мм, что близко к значению aд= 14 мм. Учитывая, что в эксплуатации дефект с aд= 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 HT Д, например, ПHAЭГ-7-010-89.this will have a value of a kp = 15.5 mm, which is close to the value of a d = 14 mm. Considering 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 HT D, for example , PHAEG-7-010-89.
Промышленная применимость Знание размеров дефектов, достоверно существующих в изделии (после контроля и ремонта выявленных дефектов) позволит более точно оценить реальное состояние изделия, возможность надежной и безопасной его эксплуатации, приемлемость тех или иных методов HK, качество технологии изготовление изделия, а также при необходимости принять обоснованные меры для повышения качества и надежности изделия до приемлемого уровня. Возможность оценки достоверности HK, проведенного на одном или группе однотипных изделий, с учетом всех реальных особенностей конструкции изделия, технологии его изготовления, условий проведения контроля, квалификации и добросовестности операторов HK, проводивших контроль, а также других факторов, оказывающих влияние на результаты контроля, способствует надежной и безопасной эксплуатации изделия. Industrial applicability Knowing the size of the defects that reliably exist in the product (after checking and repairing the detected defects) will allow you to more accurately assess the actual condition of the product, the possibility of reliable and safe operation, the acceptability of certain HK methods, the quality of the manufacturing technology of the product, and also, if necessary, take reasonable measures to improve the quality and reliability of the product to an acceptable level. The ability to assess the reliability of HK conducted on one or a group of similar products, taking into account all the real features of the product design, manufacturing technology, conditions for the control, qualifications and integrity of the HK operators who performed the control, as well as other factors affecting the results of the control, contributes to reliable and safe operation of the product.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ определения дефектности изделия, включающий изготовление тест-образца, предназначенного для определения характеристик не- разрушающего контроля несплошностей в материале изделия, контроль этого тест-образца методом неразрушающего контроля, по результатом которого судят о достоверности контроля, и контроль изделия, который производится тем же методом, что и контроль тест-образца, отличающийся тем, что 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, достоверность контроля определяют как вероятность обнаружения дефектов Pвoд (χ):1. The method of determining the defectiveness of the product, including the manufacture of a test sample designed to determine the characteristics of non-destructive testing of discontinuities in the material of the product, control of this test sample by the method of non-destructive testing, which is used to judge the reliability of the control, and control of the product the same method as the control of the test sample, characterized in that the test sample is made in the form of an article or its most critical part from the same material and using the same technology as and a product with randomly located defects with different characteristic dimensions χ, control accuracy is defined as the probability of detecting defects vod P (χ):
P вод ώ = Noбн mo(y)INзaл mo(χ), где Nовн то- число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,P water ώ = N obn mo (y) IN hall mo (χ), where N about n is the number of defects detected during the control of the test sample,
N3aл то - число заложенных при изготовлении образца дефектов, при контроле изделия результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (χ, Noбн адД где Noбн UЗд- число обнаруженных при контроле изделия дефектов данного размера, определяют кривую исходной дефектности Nucx:N 3a, then - the number of defects incorporated in the manufacture of the sample; during product inspection, the control results are presented in the form of a histogram in the coordinates (χ, N obd ad where N o n UЗ d is the number of defects of a given size detected during product inspection, the initial defectiveness curve is determined N ucx :
Nucx (l) = Noбн U30 (χ) IPвoд (χ), проводят ремонт выявленных дефектов и определяют остаточную дефектность Nocm как разность Nucx и Noвн изд-, причем 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 выявле- ния дефектов, до размеров дефектов, допустимых при изготовлении, при этом первые два типа дефектов имитируют дефекты эксплуатационной природы, а третьего типа - технологической, остаточную дефектностьN ucx (l) = N obn U30 (χ) IP water (χ), repair the identified defects and determine the residual defect N ocm as the difference between N ucx and N o in n from d-, and the test sample contains three groups of defects: 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; 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 whose sizes lie in the range from the sizes minimally available for detection defects to the size of defects admissible in the manufacture, while the first two types of defects imitate defects of an operational nature, and the third type imitate technological defects, and residual defects
NlLficзoп в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ^p в режиме эксплуатации изделия: N lL f i szp in the field of defects important for safety is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions χ ^ p in the operating mode of the product:
X предX pre
N остfiезоп ~ J "
Figure imgf000037_0001
^* ост '
N ostfiesop ~ J "
Figure imgf000037_0001
^ * ost '
Xкp остаточную дефектность N^111 д э в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов
Figure imgf000037_0002
предельно допустимых в эксплуатации изделия:
X cr residual defect N ^ 111 d e in the region of defects important for reliability, is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects
Figure imgf000037_0002
maximum permissible in operation of the product:
Й г2. э, ^ = lNocЛz)dχ ;Th r2. e, ^ = l N ocLz) dχ;
остаточную дефектность N£m uзr в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ]uзг допустимых при изготовлении несплош- ностей:residual imperfection N £ m uзr in the region of defects that determine the quality of manufacture, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [χ] uzg of the discontinuities allowed in the manufacture:
TV y υ ∑tтjизг = J Г/V ост У CЛr /W"/rС 1,TV y υ ∑tтjизг = J Г / V OST У СЛr / W "/ rС 1,
где χпpeд. - предельно возможный характеристический размер дефекта,where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect,
2. Способ по п.l, 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. п. 1 или 2, отличающийся тем, что полученную кривую исходной дефектности апроксимируют уравнением типа Nucx = А exp(-пχ), ШШ NUCI = AxZ'"" , ИЛИ Nuu = Aaa-Я' , или Nua = Aa c(a2/cУ""' , или NUCJC = AFF'"' , где а, с - линейные размеры дефекта, F - площадь дефекта, п, А - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the obtained initial defectiveness curve is approximated by an equation of the type N ucx = А exp (-пχ), ШШ N UCI = A x Z ' "", OR N uu = A a a- I ', or N ua = A ac (a 2 / cУ ""', or N UCJC = A F F ' "', where a, c are the linear dimensions of the defect, F is the area of the defect, n, A are the coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data.
4. Способ определения дефектности изделия, включающий контроль изделия методом неразрушающего контроля и ремонт выявленных дефектов, отличающийся тем, что для конкретного изделия или группы m однотипных изделий определяют критические размеры χ^ дефектов в режиме эксплуатации, допустимые в эксплуатации размеры [χ]<ь. дефектов и допустимые в изготовлении размеры [χ]юг дефектов, результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (Noбн, X), где Noбн - число обнаруженных при контроле дефектов, χ - характеристический размер дефекта, апроксимируют гистограмму уравнением4. A method for determining product defectiveness, including non-destructive testing of the product and repair of detected defects, characterized in that for a particular product or group m of the same type of product, critical sizes χ ^ of defects are determined in the operating mode, dimensions [χ] < b, permissible in operation . of defects and the dimensions [χ] south of defects allowed in the manufacture, the control results are presented in the form of a histogram in coordinates (N obn , X), where N obn is the number of defects detected during the inspection, χ is the characteristic defect size, approximate the histogram by the equation
N0611(X) = Az" {1 - (1 - η) exp[-a(χ - χ0)] - η} , или NосАх) = ^exp(-и^){l - (1 - η)exp[-l(χ - χ0)] - η) , где А, п, а, η - постоянные, которые определяют из условия максимального приближения уравнения Noбн (х) к результатам контроля, представленным в виде гистограммы, χо - минимально доступный для выявления размер дефекта, определяют исходную дефектность Nucx по формуле:N 0611 (X) = Az "{1 - (1 - η) exp [-a (χ - χ 0 )] - η}, or N os Ax) = ^ exp (-u ^) {l - (1 - η) exp [-l (χ - χ 0 )] - η), where A, n, a, η are constants that determine from the condition that the equation N obn (x) is as close as possible to the control results presented in the form of a histogram, χо - the minimum defect size available for detection, determine the initial defect N ucx according to the formula:
N UC* = Aχ-п , или Nucx = Aexp(-пχ) , а вероятность обнаружения дефекта Pвoд по формуле:N UC * = Aχ- p , or N ucx = Aexp (-пχ), and the probability of detecting a defect P water according to the formula:
Код = 1 - (1 - Ф exPl-a(Z ~ Z0 )] ~ 7 , определяют остаточную дефектность Nocm как разность Nucx и Noбн, при этом Nocm определяют в трех диапазонах: остаточную дефектность Ntm,5eзoП в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ^ в режиме эксплуатации изделия:Code = 1 - (1 - Ф ex Pl-a (Z ~ Z 0 )] ~ 7, the residual defectiveness N ocm is determined as the difference between N ucx and N obn , while N ocm is determined in three ranges: residual defectiveness N t m, 5esoP in the field of defects important to safety, is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions χ ^ in the operation mode of the product:
Figure imgf000039_0001
остаточную дефектность N^1n д э в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χЬ., предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure imgf000039_0002
остаточную дефектность лr∑ >иг в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [y]uзг допустимых при изготовлении несплош- ностей:
Figure imgf000039_0001
residual defectiveness N ^ 1n d e in the region of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [χ b . e ., the maximum allowable in operation of the product:
Figure imgf000039_0002
residual imperfection ∑r > в in the region of defects that determine the quality of manufacture, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [y] uzg of the discontinuities allowed in the manufacture:
ХпредXpred
Ntmмзг = — т па •> WосАхWХ ,
Figure imgf000039_0003
где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефекта, т - число однотипных изделий.
Ntmmzg = - m pa •> WaxAxWX,
Figure imgf000039_0003
where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect, t - the number of similar products.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве характеристического размера χ дефекта выбирается линейный размер дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта.5. The method according to claim 4, 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.
6. Способ по любому из п.п.4 - 5, отличающийся тем, что 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. 6. The method according to any one of claims 4 to 5, characterized in that 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.
7. Способ по любому из п.п.4 - 6, отличающийся тем, что постоянную η принимают равной 0.7. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the constant η is taken equal to 0.
8. Способ определения качества изделия, включающий определение дефектности изделия методом неразрушающего контроля, отличающийся тем, что определяют критические размеры χ^, дефектов в режиме эксплуатации, допустимые в эксплуатации размеры [χ]<ь. дефектов и допустимые в изготовлении размеры [χ]адг дефектов, результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (Noвн, χ), где N0^n - число обнаруженных при контроле дефектов, χ - характеристический размер дефекта, определяют вероятность обнаружения дефекта Pвoд, определяют исходную дефектность Nucx =Дχ), определяют остаточную дефектность Nocm= φ(χ) как разность Nucx и NOQH, причем Nocm определяют в трех диапазонах: остаточную дефектность N^m бeзofl в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров %,p в режиме эксплуатации изделия:8. The method of determining the quality of the product, including the determination of the defectiveness of the product by non-destructive testing, characterized in that they determine the critical dimensions χ ^, defects in the operating mode, permissible sizes [χ] < b . defects and the dimensions [χ] ad defects allowed in the manufacture, the control results are presented in the form of a histogram in the coordinates (N o in n , χ), where N 0 ^ n is the number of defects detected during the control, χ is the characteristic size of the defect, determine the probability of detection defect P water , the initial defect N ucx = Дχ) is determined, the residual defectiveness N ocm = φ (χ) is determined as the difference between N ucx and N O Q H , and N ocm is determined in three ranges: residual defect N ^ m without defects in the defect region important for safety, defined as the number of defects in the product ii, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions%, p in the operation mode of the product:
N ост.безоп ~ \ N ocm \X)dχ j тN stop security ~ \ N ocm \ X) dχ j t
остаточную дефектность N^д x в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χЬ.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure imgf000040_0001
residual imperfection N ^ q x in the region of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [ xx. maximum permissible in the operation of the product:
Figure imgf000040_0001
V остаточную дефектность N^m ю: в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры [χ]^ допустимых при изготовлении несплош- ностей:
Figure imgf000041_0001
где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефекта, т - число однотипных изделий, остаточную дефектность разделяют на достоверную часть χ < fø, и вероятностную часть χ > fø, где χ - характеристический размер дефекта, fø - размер дефектов на границе между достоверной и вероятностной частями, определяемый из: χмакс
Figure imgf000041_0002
где iмакс - максимально возможные размеры дефектов в данном изделии; значение fø сравнивают с χ^, [χ]д э. и [χ]røг, и по результатам сравнения делают заключение о качестве изделия и возможности его эксплуатации.
V residual defectiveness N ^ m y: in the region of defects determining the quality of workmanship, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions [χ] ^ of the discontinuities allowed in the manufacture:
Figure imgf000041_0001
where χ pre d. - the maximum possible characteristic size of the defect, t - the number of similar products, residual defectiveness is divided into the reliable part χ <fø, and the probabilistic part χ> fø, where χ is the characteristic size of the defect, fø is the size of the defects on the border between the reliable and probabilistic parts, determined from: χ max
Figure imgf000041_0002
where i max - the maximum possible defect sizes in this product; the value of fø is compared with χ ^, [χ] d e. and [χ] røг , and based on the results of comparison, make a conclusion about the quality of the product and the possibility of its operation.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве характеристического размера χ дефекта выбирается линейный размер дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта.9. The method according to claim 8, 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.
10. Способ по п.п.8 или 9, отличающийся тем, что апроксимируют гистограмму (Noбll, χ) уравнением10. The method according to claims 8 or 9, characterized in that the histogram (N obll , χ) is approximated by the equation
Nыь(z) = Аχ- {1 - (1 - η) exp[-«α - *„)] " Ч) > где А, п, а, η - постоянные, которые определяют из условия максимального приближения уравнения N0бн (χ) к результатам контроля, представленным в виде гистограммы, χо - минимально доступный для выявления размер дефекта, исходную дефектность Nucx определяют по формуле: N = Aγ~" а вероятность обнаружения дефекта Pв0дП0 формуле: pвы> = ι ~ 0- ~ 1T) exp[-«(* - Zo)] - 1 -Nb (z) = Ax - {1 - (1 - η) exp [- "α - *„)] "))> where A, n, a, η are constants that determine from the condition of maximum approximation of the equation N 0bn ( χ) to the control results presented in the form of a histogram, χо - the defect size minimally available for detection, the initial defect N ucx is determined by the formula: N = Aγ ~ " and the probability of detecting the defect P 0O dP0 formula: pvy> = ι ~ 0- ~ 1 T) exp [- «(* - Zo)] - 1 -
11. Способ по п.п. 9 или 10, 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.11. The method according to p. 9 or 10, characterized in that the characteristic axis is the semi-axis a of the ellipse, which schematize the defect, and the ratio a / c is assumed to be constant for all a, determined from the condition of the maximum rate of development of the defect in operating conditions.
12. Способ по любому из п.п.8 - 11, отличающийся тем, что γ^р, [χЬ.э., [%]uзг 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.12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that γ ^ p , [χ b .e. , [%] uzg is determined for a particular product or 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.
13. Способ по любому из п.п.10 - 12, отличающийся тем, что 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.13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that 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 the inspection.
14. Способ по любому из п.п.10 - 13, отличающийся тем, что постоянную η принимают равной 0.14. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized in that the constant η is taken equal to 0.
15. Способ по п.п.8 или 9, отличающийся тем, что изготавливают тест-образец, предназначенный для определения характеристик неразру- шающего 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 Pвoд (χ):15. The method according to claims 8 or 9, characterized in that a test sample is made for determining 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 inspected 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 bubbled characteristic dimensions χ, determine the probability of detecting defects vod P (χ):
P вод (%) = Noбн mo(г)IN3cш mo(χ), где Noбн mo— число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,P water (%) = N obn m o (g) IN 3 cs mo (χ), where N ob mo - the number of defects detected during the control of the test sample,
Nзaл m0 - число заложенных при изготовлении образца дефектов, исходную дефектность определяют как:N hall m0 - the number of defects incorporated in the manufacture of the sample, the initial defect is defined as:
^ucx~ -< * обн изσ L вод (%) гистограмму (Nucx,χ) апроксимируют уравнением Nucx=f(χ) или Nucx=f(a,c), где a,c - линейные размеры дефектов, а при определении остаточной дефектности Nocm используют выражение^ ucx ~ - <* out of σ L waters (%) the histogram (N ucx , χ) is approximated by the equation N ucx = f (χ) or N ucx = f (a, c), where a, c are the linear sizes of the defects, and when determining the residual defectiveness N ocm use the expression
Nocm =NUCX -[1- Pвoд (χ)] или Nocm =NUCX- Noбн; а граничное значение fø разделяющее достоверную и вероятностную части остаточной дефектности определяют из уравнения χмакс
Figure imgf000043_0001
N ocm = N UCX - [1-P water (χ)] or N ocm = N UCX - N obn ; and the boundary value fø separating the reliable and probabilistic parts of the residual defect is determined from the equation χ max
Figure imgf000043_0001
16. Способ по п.15, 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 дефектность16. The method according to p. 15, 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 sizes minimally available for detecting defects, to the sizes of defects acceptable in the manufacture while the first two types of defects mimic defects of an operational nature, and the third type - technological, residual defects
Ntmβcз,m в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χ*p в режиме эксплуатации изделия: N t mβcc , m in the field of defects important for safety, is determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ * p in the operation mode of the product:
ХпреόXpreό
N оιтfiезап ~ J ^ост УZ/^Х остаточную дефектность N∑m д э в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов [χ]<ь.5 предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure imgf000044_0001
\
N оιтfi sudden ~ J ^ ost YZ / ^ X residual defectiveness N∑ m d e in the field of defects important for reliability is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects [χ] < b .5 maximum permissible products in operation:
Figure imgf000044_0001
\
Xd s остаточную дефектность N£mwг в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры χ^ допустимых при изготовлении несплош- ностей:
Figure imgf000044_0002
Xd s residual defectiveness N £ mwg in the region of defects that determine the quality of manufacture, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions χ ^ of the discontinuities allowed in the manufacture:
Figure imgf000044_0002
где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефектаwhere χ before - maximum possible characteristic defect size
17. Способ по п.п.15 или 16, отличающийся тем, что гистограмму {NUCχ>lд апроксимируют уравнением типа Nucx = Ax exp(-пχχ) , или #«* = А exp(-иβfl) , или Nucx = Aa c exp[-иa>c2/c)] , или NULX = AF exp(-nF) , или Nю = AгX~Пχ , или Nucx = Aaa-И- , или Nucx = Aa,(a2 / с)'"-* , или Nucx = AFF^ , где а, с - линейные размеры дефекта, F - площадь дефекта, п, А - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным 17. The method according to claims 15 or 16, characterized in that the histogram {N UC χ > ld is approximated by an equation of the type N ucx = A x exp (-п χ χ), or # "* = А exp (-and β fl), or N ucx = A ac exp [and a> c2 / c)], or N ULX = A F exp (-nF), or N u = A g X ~ Пχ , or N ucx = A a a- And -, or N ucx = A a , (a 2 / s) ' "- * , or N ucx = A F F ^, where a, c are the linear dimensions of the defect, F is the area of the defect, n, A - coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data
PCT/RU2004/000317 2004-08-13 2004-08-13 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 WO2006022568A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2004/000317 WO2006022568A1 (en) 2004-08-13 2004-08-13 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2004/000317 WO2006022568A1 (en) 2004-08-13 2004-08-13 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006022568A1 true WO2006022568A1 (en) 2006-03-02

Family

ID=35967715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2004/000317 WO2006022568A1 (en) 2004-08-13 2004-08-13 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

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2006022568A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114549448A (en) * 2022-02-17 2022-05-27 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Complex multi-type defect detection and evaluation method based on infrared thermal imaging data analysis

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4183139A (en) * 1978-01-19 1980-01-15 Asami Tanaka Method of marking dental contact points
SU1748052A1 (en) * 1989-12-11 1992-07-15 Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения Test specimen for ultrasonic inspection
RU2191376C2 (en) * 2000-02-25 2002-10-20 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Method measuring sizes of defects in process of ultrasonic inspection of articles
RU2214589C2 (en) * 2001-12-25 2003-10-20 Дубов Анатолий Александрович Article quality control method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4183139A (en) * 1978-01-19 1980-01-15 Asami Tanaka Method of marking dental contact points
SU1748052A1 (en) * 1989-12-11 1992-07-15 Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения Test specimen for ultrasonic inspection
RU2191376C2 (en) * 2000-02-25 2002-10-20 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Method measuring sizes of defects in process of ultrasonic inspection of articles
RU2214589C2 (en) * 2001-12-25 2003-10-20 Дубов Анатолий Александрович Article quality control method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114549448A (en) * 2022-02-17 2022-05-27 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Complex multi-type defect detection and evaluation method based on infrared thermal imaging data analysis
CN114549448B (en) * 2022-02-17 2023-08-11 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Complex multi-type defect detection evaluation method based on infrared thermal imaging data analysis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Beretta et al. From atmospheric corrosive attack to crack propagation for A1N railway axles steel under fatigue: Damage process and detection
Fernández et al. Influence of the mean load on the fatigue performance of mooring chains
Schmidová et al. Premature failures of railway axles after repeated pressing
US10775293B1 (en) Measurement-based, in-service method for updating the internal inspection interval of an AST
RU2243586C1 (en) Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness
DO HAENG et al. Influence of signal-to-noise ratio on eddy current signals of cracks in steam generator tubes
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
RU2518407C1 (en) Method for nondestructive inspection of product in course of its operation
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
Fairchild et al. Full-Scale Testing for Strain-Based Design Pipelines: Lessons Learned and Recommendations
Carboni et al. Validation of the rotating UT probe for in-service inspections of freight solid axles by means of the MAPOD approach
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
Underhill et al. Probability of detection for bolt hole eddy current in extracted from service aircraft wing structures
Zou et al. A risk-informed decision support tool for holistic management of fatigue design, inspection and maintenance
Luchko et al. Diagnostics of the main gas pipelines and assessment of their residual life under the conditions of long-term operation
Reber et al. How do defect assessment methods influence the choice and construction of in-line inspection tools
Dawson et al. Techniques for the enhanced assessment of pipeline dents.
RU2529096C1 (en) Method to increase gamma-percentage resource of product
RU2243565C2 (en) Method of determining reliability of nondestructive testing
Ancione et al. Application of statistical analysis for the identification of critical bottom areas due to corrosion in atmospheric storage tanks
RU2243548C2 (en) Test-sample for nondestructive testing
Dinovitzer et al. Dent Assessment and Management: API Recommended Practice 1183
Dinovitzer et al. Alternate anomaly response criteria for dent management

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase