在管道自動(dòng)超聲無(wú)損檢測中，通過(guò)對不合格產(chǎn)品的限制性抽樣來(lái)估計檢測的可靠性
在管道自動(dòng)超聲無(wú)損檢測中，通過(guò)對不合格產(chǎn)品的限制性抽樣來(lái)估計檢測的可靠性
P. A. Senyutkin
OAO Chepetsky Mechanical Plant, ul. Belova 7, Glazov, Udmurtia, 427620 Russia
Received February 15, 2005
摘要—考慮了管道超聲檢測中可靠性部件的可靠性與廢件質(zhì)量水平的關(guān)系。提出了對一組廢棄管材進(jìn)行限制取樣的可靠性計算方法。所得結果與其他作者的實(shí)驗數據吻合較好。
管道自動(dòng)化超聲波測試期間,最初的一批管道一般分為兩組:健康的(F)和不健康(U)。計算可靠性指標的測試,拒絕管道屬于集團你應該進(jìn)行金相分析,而屬于F組應該接受專(zhuān)家測試和金相研究選擇管部分(圖1)。測試可靠性可以cal - culated使用表達式[1]：
RS是測試可靠性,射頻是RF的測試可靠性,俄文的測試可靠性組RU, NF在F組的管道數量, NU是管道在U組的數量, nF.i是F組的管道數量不正確歸類(lèi)為健康,和nF.i是管道的數量在U組錯誤歸類(lèi)為不稱(chēng)職。
F組和U組管道的數量取決于用人造反射鏡(AR)確定的拒收質(zhì)量水平。Ar值應在一定范圍內:
Ar是拒收質(zhì)量水平，Amin是仍有可能進(jìn)行檢測的最低水平，Amax是最大水平，等于原批缺陷信號的最大振幅.
根據普遍采用的建議，維生素的值應超過(guò)噪音不小于6 dB[2]。特定產(chǎn)品和制造過(guò)程中的噪音水平為制造商所熟知，也可以通過(guò)直接測量很容易地確定。Amax的值也可以通過(guò)實(shí)驗來(lái)確定，使用來(lái)自原始批次缺陷的信號振幅的分布。圖2顯示了一種典型的直方圖形式，表示來(lái)自缺陷的信號振幅的分布(以下簡(jiǎn)稱(chēng)分布)。無(wú)論使用何種方法進(jìn)行無(wú)損檢測，其分布本質(zhì)上是離散的，其包絡(luò )線(xiàn)穿過(guò)坐標軸[3,4]。如果制造方法足夠先進(jìn)，包絡(luò )線(xiàn)向左移動(dòng)，其分支靠近坐標軸[5]。Two 領(lǐng)域 可以 區分 橫坐標 : Amin – A1 和 A1 - Amax.我們稱(chēng)點(diǎn)A1為扭結點(diǎn)。當Ar在A(yíng)max和A1之間變化時(shí)，NF和NU的變化不顯著(zhù)。當Ar從Amin到A1, NF和NU變化顯著(zhù)。
圖1所示。在測試后，將原批次的管子分離成分類(lèi)組。
如果測試后F組單獨存在，則表示在(2)中Ar大于A(yíng)max;即。， AR尺寸過(guò)大或產(chǎn)品沒(méi)有假定類(lèi)型的缺陷。如果試驗后單獨使用U組，說(shuō)明Ar小于A(yíng)min in (2);即, AR的尺寸太小。用于測試管道的ARs的尺寸和形狀由GOST 17410-78[6]規定。用于測試的ARs顯然必須滿(mǎn)足本GOST和Eq.(2)的要求，并確保最大的測試可靠性。對于滿(mǎn)足(2)的任意Ar值，有以下等式:
通過(guò)對u組管件缺陷件的金相分析，可以確定NU .c的值，根據部件NF和NU對檢測質(zhì)量水平Ar的依賴(lài)性確定N1的值。
讓我們從數量的角度來(lái)考慮這些依賴(lài)性。該曲線(xiàn)是在以下假設下繪制的:原批管道缺陷信號幅值分布的包絡(luò )線(xiàn)用指數函數描述, Amin=0, NF = N1 當 A = Amin, 和 NU 3 1 當A = Amax. 在此假設下，考慮公式(3)-(5)和分布(圖2)中的點(diǎn)A1，曲線(xiàn)可以用圖3a和圖3b表示。Figures 3 c 和 3 d 顯示 RF 的 依賴(lài)性 和 RU ，Ar. Figure 3 d 也 顯示 R依賴(lài) Ar. Figure 3 d 顯示 的 依賴(lài)性 RU 和 Ar 在 從 Amin A1 幾乎相同,.在從Amin到A1的有限范圍內，RU對Ar的依賴(lài)具有實(shí)際意義。在該地區，一般存在以下關(guān)系:
解這個(gè)方程組關(guān)于 Ar, 我計算出
K1 and K2為常數值系數.
由式(10)可知，RU值越小，RF值越大。該公式適用于RU依賴(lài)Ar的任何其他部分。因此，當測試技術(shù)或生產(chǎn)技術(shù)被修改時(shí)，NU的值僅對制造商估計RF變化趨勢是必要的。
我們 考慮 依賴(lài)性 RF, RU, 和 Ar ，通過(guò)使用作為 一 個(gè) 例子測試頻率為1.2 , 2.5 和 5 MHz 42mm管道 與 墻 由 12 mm 鋼鐵 和 S = 5 mm. 厚度使用0.375毫米深的縱向AR(壁厚的7.5%)[7]進(jìn)行校準。為了估計拒收質(zhì)量水平對可靠性元件的影響，轉換了參數;即以AR的等效深度與壁厚之比作為自變量，而不是以頻率作為自變量。當計算 波長(cháng), 橫波的速度等于 3120 m/s [2].所有依賴(lài)降低到5兆赫(波長(cháng))的測試頻率（5).利用該公式轉換AR深度d (7.5%的墻厚度) [7].
圖3. 測試可靠性成分對Ar的定性依賴(lài)關(guān)系圖。
hEAR 等同于深度 AR, hAR 是 給定的深度，AR, f0 是5 MHz, f是1.2 or 2.5 MHz.
因此, 所有指定的頻率和價(jià)值觀(guān)的墻上，厚度, 波型的變化 因此, 折射的角度不可能 而且, 相當于 AR 深度比頻率的波長(cháng) (5 5 MHz)長(cháng), 這樣的轉換似乎是參數轉換的結果和統計結果的測試批次的管道顯示在表中，并在圖4顯示的依賴(lài)性，使用表格數據繪制。依賴(lài)性的 RF, RU, 和 Ar ，圖五所 示。檢查圖4和圖5可知，扭結點(diǎn)及其對應的A1值屬于1.8 ~ 3.75%的聽(tīng)力值范圍。這個(gè)范圍顯然對應于平均風(fēng)險函數[8]的最小值。圖五還顯示塊的依賴(lài)性 RU 和Ar ，從 Amin 到 A1 幾乎 一致依賴(lài)性的 RF, RU, 和Ar 與 類(lèi)似 研究的結果很 好的 一致性 [9].從圖5中可以看出，通過(guò)顯著(zhù)降低Ar值，例如將Ar長(cháng)度減小到0.38-0.76 mm[10]，可以最簡(jiǎn)單直接地提高可靠性RF。
根據在圖4和表中的數據中，nU.c對Ar的依賴(lài)關(guān)系可以近似為線(xiàn)性函數。由于A(yíng)max的值是已知的，需要再加一點(diǎn)來(lái)繪制直線(xiàn)并確定N1的值。下面的關(guān)系顯然是成立的:
圖4所示。測試可靠性元件對Ar的實(shí)驗依賴(lài)性圖。
圖5所示。實(shí)驗 Ar取決于 RF, RU, a和 RS .
把(12)代入(7)，我們得到
表中包含的數據最好用函數逼近
nU.c ? 71 – 2.3(hEAR/S).
nU.c對Ar的線(xiàn)性或近似線(xiàn)性依賴(lài)(圖4)可能不是最一般的情況。除了Amax之外，至少有兩點(diǎn)需要檢查。由于在這種情況下，繪圖將需要更小的點(diǎn)數目，因此應該以確保繪圖與線(xiàn)性函數最相似的單元來(lái)表示橫坐標-軸比例。如果依賴(lài)nU.c Ar不是線(xiàn)性和公式(13)不適用,有必要找到N1使用近似方法的價(jià)值,以確定如何接近阿明可以確定NF的依賴(lài)性和νAr。在這種情況下,射頻應該c計算使用公式(7)。
需要大量的統計數據及其處理來(lái)證明或確認上述的依賴(lài)性。只有使用包含基于pc的系統來(lái)記錄測試數據[11]的設備和設施，這才是可能的。通過(guò)對測試數據的計算機處理，可以通過(guò)不同的Ar值以及相關(guān)的NF和NU值來(lái)模擬這兩種情況。用于統計處理的主要數據陣列無(wú)疑是由缺陷信號的振幅分布超過(guò)項目的數量[12,13]。管材軋制過(guò)程中的故障會(huì )立即影響分布形狀，因為故障會(huì )產(chǎn)生不同性質(zhì)的缺陷[14-16]。
在這項研究中提出的方法基于限制估計可靠性抽樣組你可以用任何方法結合使用的無(wú)損檢測原批物品分為組F和U的基礎上,基于“增大化現實(shí)”技術(shù)。檢查表達式計算可靠性無(wú)疑應該使用更大的一系列統計數據。這可以在大規模進(jìn)行非破壞測試的領(lǐng)域進(jìn)行，例如焊接接頭測試或鐵路運輸行業(yè)的測試[17,18]].
結論
(i) 預先提出了測試可靠性元件對拒收質(zhì)量水平(Ar)值的依賴(lài)性。
(ii) (考慮了利用一組不合格管子的限制性來(lái)估計一組合適管子的試驗可靠性RF的可能方法。
(iii)在一組不合適的管道中測試可靠性RU的降低被證明會(huì )增加一組合適管道的測試可靠性RFs。
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