МЕГАГРАНТЫ

Международная научно-образовательная лаборатория неразрушающего контроля

О лаборатории

Наименование проекта Открытая лаборатория количественного неразрушающего структурного анализа

Ссылка на официальный сайт

№ договора:
11.G34.31.0002

Наименование ВУЗа:
ГОУ ВПО "Национальный исследовательский Томский политехнический университет”

Области научных исследований:
Атомная энергетика и ядерные технологии

Цель проекта:
Становление лаборатории как международной базы высокотехнологичного неразрушающего контроля для оценки безопасности объектов и компонентов.

Основные задачи проекта:
1. Развитие фундаментальных и прикладных научных исследований в области неразрушающего контроля;
2. Создание и улучшение материальной научно-технической базы для разработки новых методов контроля и диагностики;
3. Разработка современных методов количественного контроля, уникального оборудования и программно-аппаратных комплексов для ведущих отраслей национальной экономики;
4. Привлечение зарубежных ученых, научных групп, а также производственных коллективов для проведения совместных исследований;
5. Достижения статуса признанного экспертного органа в области прикладного инжиниринга.

Ведущий учёный

mini 2 

ФИО: Крёнинг Ханс-Михаэль Вильгельм Адольф

 

Ученые степень и звание:
Доктор естественных наук, профессор.

Занимаемая должность:
Руководитель международной научно-образовательной лаборатории неразрушающего контроля

Области научных интересов:
1. Атомная энергетика и ядерные технологии.
2. Неразрушающий контроль и диагностика в производственной сфере.
3. Ультразвуковой контроль.

Научное признание:

Является почетным членом следующих университетов и учреждений:
- почетный профессор Томского политехнического Университета;
- почетный профессор Санкт-петербургского железнодорожного Университета;
- почетный товарищ Индийского Общества неразрушающего контроля;
- почетный товарищ Индийской национальной Академии разработки;
- почетный доктор Киргизско-русско-словенского Университета;
- почетный профессор Иссык-кульского государственного Университета;
- почетный доктор Евразийского национального Университета им. Гумилева в Астане;
- почетный доктор национальной Академии наук Киргизской республики;

В 2008 г. получил награду за заслуги от международного Общества оптики и фотоники (SPIE).

 

Simulation of the Acoustic Field of Antenna Arrays [Electronic resource] / I. O. Bolotina [et al.] // Key Engineering Materials : Scientific Journal. — 2016. — Vol. 685 : High Technology: Research and Applications 2015 (HTRA 2015). — [P. 70-74]. — Title screen. — Доступ по договору с организацией-держателем ресурса.

Ultrasonic Fingerprinting of Structural Materials: Spent Nuclear Fuel Containers Case-Study [Electronic resource] / D. A. Sednev [et al.] // Physics Procedia : Scientific Journal. — 2015. — Vol. 70 : International Congress on Ultrasonics (ICU). — [P. 505–509]. — Title screen. —

Применение метода геометрической акустики для решения задач визуализации [Электронный ресурс] = The use of geometrical acoustics for the solution of visualization problems / К. Г. Квасников [и др.] // Дефектоскопия. — 2013. — № 11. — [C. 21-26]. — Заглавие с экрана. — Доступ по договору с организацией-держателем ресурса.

The use of geometrical acoustics for the solution of visualization problems [Electronic resource] = Применение метода геометрической акустики для решения задач визуализации / K. G. Kvasnikov [et al.] // Russian Journal of Nondestructive Testing. — 2013. — Vol. 49, iss. 11. — [P. 625-630]

Диаграмма направленности антенной решетки при сканировании по методу SAFT [Электронный ресурс] = The pattern of arraywith use scanning method of the saft / К. Г. Квасников [и др.] // Контроль. Диагностика. — 2012. — № 13. — [C. 62-66]. — Заглавие с экрана.

Результаты исследований

На первом этапе выполнения работы достигнуты следующие результаты:

Для разработки радиационно-стойких КМАЭ для реакторов новых поколений и продления ресурса эксплуатируемых реакторов выполнен ряд исследований влияния водорода на физико-механические свойства материалов (состав, структура, термообработка и др.).
Разработаны методика подготовки образцов КМАЭ с контролируемой концентрацией водорода из газовой среды и методика измерения параметров наводороженных КМАЭ ультразвуковыми, вихретоковыми и термоэлектрическими методами.
Теоретически исследованы фокусирующие свойства азимутально-симметричных и азимутально-периодических магнитных полей малогабаритных бетатронов. Показаны особенности использования данных магнитных систем для ускорения позитронов. Теоретически показана возможность ускорения позитронов в индукционном ускорителе.
Разработан и изготовлен макет индукционного ускорителя позитронов на энергию 3,5 МэВ, источник позитронов для ускорителя. Экспериментально исследованы процессы накопления и ускорения позитронов. Экспериментально подтверждена возможность ускорения позитронов в индукционном циклическом ускорителе.
Доказано, что применение ультразвукового метода контроля дает хорошие результаты с точки зрения объективности обнаружения дефектов, определения их координат, условной протяженности и эквивалентных размеров.
Показано, что доминирующей тенденцией развития ультразвуковой дефектоскопии в настоящее время является разработка методов дефектометрии, которые позволяют получать достоверную информацию, направленную на прогнозирование остаточных ресурсов работоспособности изделий и материалов.
Установлено, что наиболее оптимальные пути решения проблемы ультразвуковой дефектометрии основаны на методах звуковидения.
Предложена функциональная схема ультразвукового дефектоскопа, использующего методы синтезирования апертуры в реальном масштабе времени.
Показано, что для легких материалов оптимальные значения энергии первичного рентгеновского излучения лежат в пределах от 40 до 300кэВ.
Показано, что для получения пространственного разрешения порядка десятых долей мм необходимо использовать аппарат математической реконструкции, шаг сканирования 0.1 мм и статистическую погрешность сигнала в детекторе не хуже 1 %.
Разработаны два математических метода реконструкции распределения плотности по интегральным аль-бедным данным: метод поточечного сканирования и метод энергетического сканирования.
Разработан, изготовлен двухканальный макет томографа, позволивший получить и подтвердить основные энергетические и угловые зависимости для полей рассеянного излучения в материалах типа стеклопластика, органопластика и углепластика.
Разработан, изготовлен макет томографа «Томскан 200», позволивший реализовать оптимальную коллимацию по первичному излучению и по рассеянному излучению.
Показано, что для дефектоскопии протяженных металлических изделий применяются, главным образом, дефектоскопы с проходными дифференциальными и накладными вращающимися вихретоковыми преобразователями.
Для устранения недостатков проходных ВТП могут быть использованы проходные многосекторные ВТП. В этом случае, обеспечиваются локализация зоны контроля каждого измерительного канала и возможность корректировки чувствительности в зависимости от азимута и значения радиального смещения контролируемого изделия.
Доказано, что вихретоковые дефектоскопы с накладными вращающимися преобразователями, а также установки роторного типа обеспечивают максимальную для вихретоковых средств контроля чувствительность к поверхностным продольным дефектам независимо от того резко или плавно изменяется их глубина в про-дольном направлении, скорость контроля, не имеют по физической сущности контроля принципиального ограничения по максимальному диаметру контролируемого изделия.
В условиях значительных поперечных смещений контролируемого изделия, наиболее пригодными для это-го являются дефектоскопы, в которых используется накладные многосекторные ВТП с возбуждением разночастотных вихревых токов продольного направления.
Использование для возбуждения вихревых токов в контролируемом изделии магнитного поля с разночастотными пространственными компонентами позволяет в одном ВТП объединить проходной многосекторный ВТП и накладной многосекторный ВТП с возбуждением разночастотных вихревых токов продольного направления.


На втором этапе проекта «Неразрушающий контроль и диагностика в производственной сфере» были достигнуты следующие значимые результаты:

Разработана модель генерации позитронов умеренно релятивистскими электронами с использованием библиотек Geant4 и CLHEP.
Разработан стенд для экспериментального исследования конверсии электронного пучка на мишени и для однозначной регистрации позитронов и измерения их энергетического спектра от любого источника позитронов.
Предложен импульсный инжектор позитронов на основе бетатрона.
Разработана эффективная магнитная система ускорителя позитронов.
Разработан блок управления фазированной антенной решеткой
Разработан алгоритм и программное обеспечение блока акустической визуализации. Программное обеспечение аппаратуры управления ФАР написано на языке «АССЕМБЛЕР», программа управления всей системой, запускаемая на персональном компьютере реализована в пакете «DELPHI».
Разработана модель количественного анализа акустической информации и расчета рисков при контроле по результатам полученных 2D или 3D изображений
Создан опытный образец томографа для изучения основных закономерностей процесса получения проекционных данных в системе с высоким пространственным разрешением, выполнения математической реконструкции и формирования 3D изображений.
Разработан алгоритм математической реконструкции внутренней структуры поверхностных слоёв защитных материалов и покрытий в условиях ограниченного доступа.
Разработана принципиальная схема блока электронного преобразования дефектоскопа, обеспечивающая возбуждение трех разночастотных пространственных компонент магнитного поля вихретокового преобразователя, а также качественное разделение сигналов вихретокового преобразователя, обусловленных каждой в отдельности частотной составляющей вихревых токов.
Разработан измерительный канал дефектоскопа с разночастотным магнитным полем.
Разработан и создан экспериментальный метод для исследования конструкционных материалов акустическим методом контроля.
Разработан метод исследования водородного охрупчивания на базе микромагнитного многопараметрического анализатора 3МА.
Предложен и апробирован метод модифицирования неразрушающего контроля материалов атомной энергетики импульсными электронными пучками.
Проведено специфицирование на разработку системы контроля водородного охрупчивания акустическими методами.
Создание системы контроля соосности сварных соединений бурильных труб СКС 10.03.
Создание комплекса для контроля сплошности «Мангуст»
Создание устройства для неразрушающего контроля металлов и сплавов «Термотест»

Согласно плану на полугодовом рубеже третьего этапа проекта «Неразрушающий контроль и диагностика в производственной сфере» были достигнуты следующие значимые результаты:

Создана математическая модель процесса вывода заряженных частиц из камеры лабораторного стенда ЛИК-4М.
Выбрана оптимальная конструкция системы формирования пучка позитронов.
Разработана конструкция блока генерации и приема акустических сигналов ФАР.
Изготовлены тестовые образцы для дефектометрической установки.
Разработана конструкция измерительного преобразователя для контроля толщины покрытий.
Создан макет установки для сбора проекционных данных с использованием пинхола и параллельного коллиматора.
Разработана программа сбора проекционных данных и программа реконструкции.
Создан томограф TOLMI-150-10 на основе метода обратного проецирования.
Разработана конструкция блока вихретокового преобразователя.
Разработана принципиальная схема и конструкция электронного блока намагничивающего тока дефектоскопа.
Разработана принципиальная схема и конструкция электронного блока тока дефектоскопа.
Предложен метод измерения содержания водорода в легких сплавах по скорости распространения УЗ-волн.
Разработана методика вихретокового определения послойного содержания водорода в титане, насыщенного водородом.

Результаты научной деятельности лаборатории активно внедряются на промышленных предприятиях РФ:

Методика и вихретоковая система измерения внутреннего диаметра труб теплообменников из ферромагнитной и аустенитной стали были внедрены в НПО Редвилл.
Ведется работа с ОАО РЖД по внедрению УЗ дефектоскопов для контроля боковых частей вагонных тележек и колесных осей подвижного состава.
Проводятся исследования по возможности определения количества водорода в титане для Корпорации ВСМПО-АВИСМА.
Коллективом лаборатории подготовлен ряд предложений для ГМК Норильский никель, которые на данный момент находятся на рассмотрении научно-техническим комитетом компании.

Силами лаборатории был проведен семинар по НК в Китае. Научный руководитель лаборатории проф. М. Кренинг и проф. В.А. Клименов прочитали более 15 лекций для китайских студентов и научных работников в Пекине и Сучжоу.

 

Back to top