Пленарные доклады

Изготовление опытного образца прибора неразрушающего контроля с применением аддитивных технологий 3D-печати

Р.А. Денисов,

 инж., r.a.denisov@mail.ru,

А.В. Рожко,

асп., a-rogka@yandex.ru,

Н.В. Рейн,

нач. отд.,

В.И. Сурин,

к.т.н., доц., рук. лаб., visconst@rambler.ru,

НИЯУ МИФИ, г. Москва

Для электрофизической диагностики сварных соединений изготовлен опытный образец переносного прибора с применением технологий 3D-печати. На первом этапе работы в соответствии с ГОСТ 2.103-2013 разработан комплект конструкторской документации, предназначенный для изготовления прибора. Прибор был спроектирован в среде SolidWorks, а его макет изготовлен на 3D-принтере. После проведения предварительных испытаний была проведена корректировка конструкторской документации с учетом пожеланий, связанных с удобством работы и введением дополнительных необходимых функциональных узлов.

 

The device is made for electrophysical diagnostics of welded joints using 3D-printing technology. In the first phase of work the set of design documents is developed intended for the manufacture of the device. The device has been designed in an environment SolidWorks, and its layout made the 3D-printer. After the pre-test was carried out adjustment of the design documentation with the wishes associated with the work of the convenience and the introduction of necessary additional functional units.

Разработан опытный образец прибора электрофизической диагностики и неразрушающего контроля состояния сварных соединений на основании ГОСТ 2.103-2013 [1].

Этапы разработки:

·            Разработка 3D модели опытного образца в системе автоматизированного проектирования;

·            Разработка комплекта рабочей конструкторской документации;

·            Изготовление и сборка прибора;

·            Предварительные испытания опытного образца прибора;

·            Составление описания прибора.

Корпусные части прибора выполнены из ABS пластика, методом 3D печати, с использованием FDM-технологии (fused deposition modeling – моделирование методом послойного наплавления). Выбор данной технологии обуславливается простотой изготовления, хорошим соотношением цена-качество, широким распространением и доступностью. Прибор отвечает современным требованиям технической эстетики и эргономики (рис.1).

Рис.1. Сборка (а) и общий вид прибора ЭДСС-1 (б)

Корпус изделия оборудован ручкой, не допускающей скольжения устройства в руке оператора. Переключатели на корпусе расположены таким образом, чтобы доступ оператора к ним не был затруднен. Прибор укомплектован тремя датчиками электрофизической диагностики для стальных труб большого (более одного метра) и среднего диаметров. Корпус датчика представляет собой полый пенал, в котором крепится преобразователь, поджимаемый к диагностируемой поверхности упругим элементом. Регулировка поджатия производится регулирующей крышкой с резьбой. Пенал с помощью резьбы крепится в основании, на которое наклеен демпфирующий элемент.

Роликовый контакт выполнен  из конструкционной стали марки Х18Н10Т. Выбор материала обусловлен его стойкостью к процессам коррозии и появлению окисных пленок, а также его прочностью.

Диагностика осуществляется путем прокатывания ролика прибора по поверхности контролируемого изделия. При этом образуется электрический контакт по линии касания. Посредством скользящего контакта сигнал передается на ось и снимается с кронштейна, к которому припаян медный провод, соединяющий кронштейн с переключателем измерительных каналов.

Преобразователь имеет направляющую для обеспечения четкости и плавности хода в возвратно-поступательном  направлении по нормали в месте соприкосновения с поверхностью контролируемого изделия.

Предварительные испытания изготовленного прибора проводились на образце (таблица), который представлял собой – пять металлических сегментов (полос) из листа толщиной 2 мм, соединенных друг с другом методом сварки встык. Материал образца – сталь 12Х18Н10Т. Четыре сварочных шва выполнены методом ручной электродуговой сваркой, а два другие – аргонодуговой сваркой.

Результаты предварительных испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты предварительных испытаний прибора ЭДСС-1

Номер измерительного канала

Выборка средних значений амплитуды диагностического сигнала, В

АС1

АС2

ЭС1

ЭС2

ГУ1

1

8,45×10-4

4,89×10-4

1,45×10-4

3,98×10-4

8,19×10-6

2

6,25×10-4

1,08×10-4

2,18×10-4

5,65×10-4

4,77×10-6

3

2,76×10-5

1,25×10-4

4,92×10-4

6,50×10-4

5,26×10-6

 

Опытный образец прибора для электрофизической диагностики сварных соединений ЭДСС-1 демонстрировался специалистам и был одобрен экспертами из отдела технической диагностики и неразрушающего контроля Калининской АЭС. На прибор получен сертификат соответствия №2065619.

Литература

1.  Востренков Ю.Ю., Инсапов Э.М., Леонов Э.М., Морев В.А., Сурин В.И. Автоматизированная система для контроля качества сварных швов// Научная сессия НИЯУ МИФИ-2015. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. – 296 с.