Мета роботи полягає у вирішенні науково-практичної задачі в галузі приладів та методів неруйнівного контролю матеріалів та виробів -удосконаленні акустичного методу безконтактного контролю товщини стінки металоконструкцій та розробці експериментального взірця приладу для його реалізації. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі: проаналізувати сучасний стан досліджень у галузі акустичних методів і засобів неруйнівного контролю матеріалів та конструкцій; удосконалити метод безконтактного акустичного контролю товщини металоконструкцій; провести математичне моделювання процесу поширення ультразвукових коливань від перетворювача до ОК, у тілі ОК та здійснити розрахунок втрат енергії акустичних коливань з метою визначення характеристик узгоджуючого шару безконтактних перетворювачів; розробити новий метод оброблення дефектоскопічної інформації для підвищення чутливості безконтактного акустичного способу вимірювання товщини металоконструкцій; розробити, виготовити та здійснити промислову апробацію експериментального зразка пристрою для контролю товщини стінки металоконструкцій та методики його застосування. ЗМІСТ ВСТУП 5 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ МЕТОДІВ ТА ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ КОНТРОЛЮ ТОВЩИНИ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЇ! 11 1.1 Характеристика об'єкта контролю 11 1.2 Аналіз методів та засобів контролю товщини металоконструкцій 21 1.2.1 Магнітні методи та засоби контролю товщини 22 1.2.2 Контроль товщини металоконструкцій радіохвильовими методами 23 1.2.3 Радіаційний метод товщинометрії 25 1.2.4 Акустичні методи та засоби контролю товщини 27 1.3 Вибір методу та аналіз проблем, які виникають при розробці акустичних методів контролю товщини металоконструкцій 35 1.4 Вибір та обґрунтування напрямку досліджень 39 РОЗДІЛ 2 ТЕОРЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ БЕЗКОНТАКТНОГО АКУСТИЧНОГО МЕТОДУ КОНТРОЛЮ ТОВЩИНИ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЙ 41 2.1 Розроблення фізичної моделі процесу безконтактного акустичного контролю металоконструкцій 41 2.2 Розроблення математичної моделі узгоджуючого шару безконтактного п'єзоперетворювача 45 2.3 Визначення фізичних та геометричних параметрів та вибір матеріалу узгоджуючого шару 52 2.4 Методика розрахунку втрат енергії акустичних коливань при безконтактному акустичному вимірюванні товщини елементів металоконструкцій 57 2.4.1 Визначення втрат енергії акустичних коливань при односторонньому доступі до поверхні об'єкта контролю 59 2.4.2 Визначення втрат енергії акустичних коливань при двосторонньому доступі до поверхонь об'єкта контролю 63 2.5 Побудова діаграми направленості безконтактного акустичного перетворювача та визначення її впливу на чутливість методу 64 2.6 Розроблення методу безконтактного акустичного контролю залишкової товщини та величини корозійних втрат металу металоконструкцій 68 Висновки до розділу 69 РОЗДІЛ З ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЩОДО РОЗРОБЛЕННЯ НОВОГО МЕТОДУ ОБРОБЛЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИГНАЛІВ 71 3.1 Розроблення теоретичних основ методу оброблення дефектоскопічної інформації 71 3.2 Взаємокореляційний метод оброблення дефектоскопічної інформації 74 3.3 Розроблення нового методу оброблення дефектоскопічної інформації 78 Висновки до розділу 85 РОЗДІЛ 4 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ УДОСКОНАЛЕНОГО АКУСТИЧНОГО МЕТОДУ КОНТРОЛЮ ТОВЩИНИ ЕЛЕМЕНТІВ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЙ 87 4.1 Опис експериментальної установки 88 4.2 Методика експериментальних досліджень 95 4.3 Порівняльні лабораторні вимірювання товщини елементів металоконструкцій різними методами 109 4.4 Метрологічна оцінка удосконаленого методу контролю товщини 115 Висновки до розділу 120 РОЗДІЛ 5 РОЗРОБЛЕННЯ ДОСЛІДНОГО ВЗІРЦЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ УСТАНОВКИ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ТОВЩИНИ ЕЛЕМЕНТІВ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЇ! ТА МЕТОДИКИ її ВИКОРИСТАННЯ 122 5.1 Розроблення дослідного взірця установки для контролю товщини елементів металоконструкцій 123 5.2 Методика неруйнівного контролю товщини металоконструкцій в промислових умовах 128 5.3 Промислові випробування дослідно-експериментальної установки та методики контролю 130 Висновки до розділу 134 ВИСНОВКИ 135 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 137 ДОДАТКИ 149