Разработка и внедрение приборов и систем для неразрушающего контроля и диагностики высоконагруженных элементов конструкций и оборудования, находящихся в длительной эксплуатации:

Надежность конструкций и оборудования, в значительной степени, определяется техническим состоянием высоконагруженных металлических элементов. Их разрушение может привести к авариям, тяжелым экологическим последствиям и человеческим жертвам. Наибольшие статические и циклические эксплуатационные нагрузки возникают в зонах гибов, кромок, галтельных переходов, соединений, канавок, разгрузочных отверстий и каналов. В процессе длительной эксплуатации под влиянием механических, тепловых, химических и радиационных воздействий металл становится неоднородным, а на его поверхности образуются слои грязи, ржавчины, окалины, увеличивается шероховатость.

Опыт применения известных приборов и систем ведущих зарубежных фирм Hocking (Англия), Institut dr Förster, Rohmann, Karl Deutsch, Siemens (ФРГ), Эддо (Япония), Zetec (США), Intercontrol (Франция), Tecnatom (Испания) показал, что они не решают задач контроля и диагностики высоконагруженных элементов конструкций и оборудования, находящихся в длительной эксплуатации. Для применения известных средств неразрушающего контроля необходима трудоемкая подготовка поверхности находящегося в длительной эксплуатации оборудования, связанная с удалением отложений и защитных покрытий. Неоднородность металла приводит к ложным срабатываниям. Кроме того, в ряде случаев, для доступа к контролируемому объекту требуется демонтаж конструкций, вскрытие грунта и т.п.

В основу данной работы положены разработанные с учетом специфики решаемой задачи интеллектуальные первичные преобразователи, компьютеризированные многофункциональные приборы и системы вихретокового, магнитного, электропотенциального и вибрационного контроля.

Новизна созданных интеллектуальных первичных преобразователей состоит в анализе функции распределения электромагнитного поля в объеме преобразователя. При этом подавляется влияние на выходной сигнал преобразователя изменений электромагнитного поля, не характерных для дефектов. В созданных многофункциональных приборах и системах реализованы новые эффективные методы и способы контроля, алгоритмы обработки информации и интерпретации результатов измерений, учитывающие мешающее влияние факторов, обусловленных неоднородностью металла. Для высокопроизводительного контроля высоконагруженных элементов созданы многоэлементные вихретоковые преобразователи нового типа. Разработанная технология изготовления вихретоковых преобразователей позволяет создавать преобразователи для дефектоскопии сложных поверхностей.

Разработанные приборы вихретоковой дефектоскопии с интеллектуальными преобразователями «ЗОНД ВД-96», «САЛЮТ ВД», «ЗОНД ВС-04», «ЗОНД ВД-СУ», «ВЕКТОР ВД-05», «ВДГ-5М», «ВД-73НЦ(У)», «КОМВИС», «КОМВИС ЛМ», «ВД-516ЦТ» обеспечивают надежное выявление опасных дефектов сплошности и дефектов структуры без предварительной подготовки сканируемой поверхности, с подавлением влияния мешающих факторов, обусловленных длительной эксплуатацией металла и сложностью формы высоконагруженных элементов. Роботизированные системы комплексного неразрушающего контроля «РОТОР-К» и «ЗОНД-КРОТ» осуществляют дистанционный контроль со стороны внутренних полостей вихретоковым, ультразвуковым, оптико-телевизионным и измерительным методами. В электропотенциальном дефектомере «ЗОНД ИГТ-98» впервые решена задача измерений с учетом 5-ти влияющих параметров в реальном масштабе времени. Это обеспечило измерение глубины трещин на поверхности высоконагруженных элементов с достаточной для практики точностью.

Разработанный метод магнитной томографии (ММТ) оценки технического состояния трубопроводов, основан на тонком анализе структуры магнитного поля на расстояниях до 2 м от оси трубопровода с помощью интеллектуальных первичных преобразователей. Созданные на основе ММТ приборы и измерительные комплексы позволяют получить информацию о повышенных концентрациях механических напряжений и опасных дефектах металла без вскрытия грунта и внутритрубной диагностики. Разработаны способы и средства выявления очагов локальных коррозионных процессов на участках трубопроводов путем определения степени биокоррозионной активности в грунте.

Для непрерывного контроля и диагностики работающего оборудования созданы системы вибрационного контроля на основе вихретоковых и пьезоэлектрических вибропреобразователей, превосходящих по своим характеристикам известные аналоги. Разработанные приборы и системы широко и со значительным эффектом использовались для неразрушающего контроля и диагностики находящихся в длительной эксплуатации высоконагруженных элементов тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанций, авиационной техники, железнодорожного транспорта, металлургических предприятий, оборудования нефте- и газо- добычи, переработки и транспортировки.
Вихретоковый дефектоскоп «ЗОНД ВД-96» применяется для выявления трещин на кромках лопаток из жаропрочных сталей и титановых сплавов, дефектоскопии тепловых канавок и галтельных переходов роторов паровых турбин ТЭС, силовых элементов планера и лопастей вертолетов.

Вихретоковый структуроскоп «ЗОНД ВС-04» обеспечивает высокопроизводительное выявление зон с повышенной твердостью на лопатках паровых турбин, явившихся причинами нескольких аварий.
Роботизированные системы комплексного контроля «РОТОР-К» и «ЗОНД ВД-96» с большим эффектом используются для дефектоскопии роторов паровых турбин со стороны осевого канала.
К высоконагруженным элементам оборудования АЭС относятся теплообменные трубы конденсаторов, коллектора парогенераторов (ПГ), шпильки и шпилечные гнезда. С 1988 года вихретоковый дефектоскоп «ВД-73НЦ(У)» является основным средством контроля коллекторов ПГВ-1000(М) на всех российских и украинских АЭС с энергоблоками ВВЭР-1000. С 1998 г. вихретоковый дефектоскоп «КОМВИС» используется для контроля теплообменных труб конденсаторов. В 2006 г. на АЭС "Бушер" (Иран) с помощью дефектоскопа «КОМВИС» успешно проведен контроль титановых трубок с продольными сварными швами теплообменников. С 2006 г. для контроля оборудования АЭС разработан вихретоковый дефектоскоп нового поколения – «КОМВИС ЛМ». Он позволяет контролировать теплообменные трубки, коллектора ПГ, шпилечные гнезда, шпильки. Для контроля коллекторов ПГ создан уникальный сканирующий преобразователь ПНВ-2, экспортируемым в Испанию и Болгарию.

Для контроля валков прокатных станов металлургического производства разработан и внедрен многоканальный вихретоковый дефектоскоп «ВД-516ЦТ».
Электропотенциальный дефектомер «ЗОНД ИГТ-98» позволяет измерить глубину поверхностных трещин в диапазоне от 0,5 мм до 100 мм с погрешностью не более 10% от измеряемой величины. При измерениях, за счет разработанного алгоритма, впервые автоматически учитывается длина трещины и толщина контролируемого участка. «ЗОНД ИГТ-98» широко использовался на ТЭС, АЭС, а также судоремонтных предприятиях.

Вихретоковый дефектоскоп «Вектор ВД-05» входит в состав стенда полной дефектоскопии вагонных колёсных пар. В его состав входят многоэлементные преобразователи для дефектоскопии криволинейные поверхности диска колеса; поверхности катания колес; кольца подшипников оси колёсной пары; зубчатых передач колёсных пар локомотивов.

К высоконагруженным элементам авиационной техники относятся стойки шасси, силовые элементы планера, крепежные отверстия в двигателях, защитные титановые решетки воздухозаборников. Применение вихретокового дефектоскопа «Салют ВД» с интеллектуальными первичными преобразователями позволило в сжатые сроки и со значительной экономией материальных средств осуществить диагностику более 500 авиационных двигателей АЛ-31Ф и АЛ-31ФН на ремонтных предприятиях. Для контроля стоек шасси и защитных решеток разработан и успешно внедрен на предприятии ОАО «ОКБ Сухого» дефектоскоп «ЗОНД ВД-СУ».
Системы контроля и диагностики на основе ММТ и обнаружения очагов биокоррозии с большим эффектом применяются на магистральных газопроводах и компрессорных станциях, на предприятиях добычи и переработки нефти.

Системы с пьезоэлектрическими и вихретоковыми вибропреобразователями внедрены и эффективно применяются на предприятиях топливно-энергетического комплекса, атомной энергетики, нефтехимии, железнодорожного транспорта и многих других. Они используются для обнаружения течей через разъёмные соединения и запорной арматуры, главных циркуляционных насосов на основном оборудовании 1-го контура АЭС, диагностики подшипников и других высоконагруженных элементов роторов паровых турбин и колесных пар железнодорожных вагонов.

Исследования проводились в течение последних десяти лет, в том числе по грантам Министерства образования и науки РФ и в рамках Международных программ научно-технических сотрудничества, по федеральной целевой программе «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 – 2006 годы», научно–исследовательской программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», программе «Развитие научного потенциала высшей школы».

Многие результаты данной работы, демонстрировавшиеся на крупнейших международных выставках, были удостоены различных наград, в том числе, серебряной медали 47-ой мировой выставки инноваций, исследований и новых технологий «Эврика» в Брюсселе (Бельгия, 1998 г.), диплома и золотой медали Международного выставки изобретений в Женеве (Швейцария, 1999 г.) дипломов 6-ой Международной выставки «Нефтегаз-2001» в Москве, (Россия, 2001 г.), диплома «За лучшую отечественную разработку в области диагностики трубопроводных систем» Российской выставки с международным участием «Ремонт, реконструкции, строительство трубопроводных систем» в Москве (Россия, 2002 г.), диплома международной выставки «Дефектоскопия-2002» в Барселоне (Испания, 2002 г.), двух золотых и трех серебряных медалей международной выставки промышленной собственности «Архимед» в Москве (Россия, 1998 – 2007 гг.), диплома мэра г. Москвы на 5-ом Форуме «Высокие технологии XXI века» (Россия, 2004 г.), Международной ярмарке в Загребе (Хорватия, 2004 г.), диплома Конференции British Institute Non-Destructive Testing (Torqway, Великобритания, 2004 г.), диплома Международной выставки «Россия - Партнер Германии» в Ганновере (Германия, 2005 г.).
В новых экономических условиях коллектив авторов разработал, запатентовал и обеспечил широкое внедрение новых высокоэффективных приборов и систем в России и за рубежом.
Выполненная работа показала, что в нашей стране имеется огромный научный и производственный потенциал, позволяющий решать важные научно-технические задачи, востребованные, как в России, так и за рубежом.

Результаты работы внедрены и используются более, чем на 200 предприятиях России и более, чем в 30 зарубежных компаний в различных отраслях промышленности и транспорта, в том числе:

В энергетике: в энергосистемах ОАО «Мосэнерго», ОАО «Брянскэнерго», ОАО «Тюменьэнерго», ОАО «Иркутскэнерго», ОАО «Омскэнерго», ОАО «Оренбургэнерго», ОАО «Самараэнерго», ОАО «Якутскэнерго», ОАО «Челябэнерго», ОАО «Краснодарэнерго», ОАО «Новосибирскэнерго», ОАО «Ростовэнерго», ОАО «Курганэнерго», ОАО «Чебоксарэнерго»; «Башкирэнерго»; на ГРЭС: Запорожской, Днепропетровской, Загорской, Каширской, Костромской, Невинномысской, Новочеркасской, Сургутской ГРЭС-1 и 2, Саянской, Пермской, Псковской, Кармановской, Конаковской, Киришской, Черепетской, ТЭС Агиос Дмитриос (Греция), ТЭЦ городов Москва, Волгоград, Санкт-Петербург, Петрозаводск, Гомель, Минск, Киев, Тверь, Тюмень, Нижне-Вартовск, Норильск, Новокузнецк, Новотроицк, Новогорный, Южно-Уральск, Ярославль, Якутск; на АЭС «Бушер» (Иран), , Нововоронежской, Ровенской, Запорожской, Калининской, Кольской, Балаковской, Белоярской, Игналинской, Нововоронежской, Южно-Украинской; на ремонтных предприятиях Ленеэнергоремонт, Тулаэнергоремонт, Ульяновскэнергоремонт, Узэнергоналадка, Архэнергоремонт.

В авиакосмической и оборонной промышленности: ОАО «Пермские моторы», ОАО «Авиадвигатель», ГРКЦ «Прогресс», ОАО «Рыбинские моторы», ОАО «Силовые машины», ОАО «Камов», ОАО «Московский вертолетный завод им. М. Л. Миля», ОАО НПО «Молния», ФГУП ПО «Севмаш», ОАО «ОКБ Сухого», Центре ПЛГВС ГосНИИ ГА, ФГУП НИМИ, ОАО «ВАРЗ-400», авиакомпании «Люфтганза» (Германия).

На металлургических предприятиях: на комбинатах – Алтайском коксохимическом, Западно-Сибирском, Кузнецком, Магнитогорском, Нижнетагильском, Норильском Никеле, Горно - Металлургическом комбинате «Узбекистан», Череповецком (ОАО «Северсталь»); на заводах – Волжском трубном, Братском алюминиевом, Санкт-Петербургском металлическом, Таганрогском металлургическом, Белорусском металлургическом (г. Жодино), Молдавском металлургическом (г.Рыбница).

На целлюлозно-бумажных комбинатах: Котласском ЦБК, Краснокамском ЦБК, Сегежском ЦБК, Соломбальском ЦБК, Санкт-Петербургском КПК, Братском ЛПК, КБК Набережных Челнов.

На транспорте: ОАО «Российские железные дороги» - ПКБ ЦВ РЖД, Горьковской железной дороге, Октябрьской железной дороге, Московской железной дороге, Южно - Уральской железной дороге, Московском метрополитене, аэропорте «Шереметьево» (г. Москва), аэропорте «Кольцово» (г. Екатеринбург), ОАО «Приволжские магистральные нефтепроводы», ОАО «Северные магистральные нефтепроводы» (г. Ухта), ООО «Волготрансгаз», ООО «Лентрансгаз», ООО «Тюменьтрансгаз», УМГ «Киевтрансгаз», ОАО «Белтрансгаз», ИВТЦ «Тюменьтранссервис», ООО «Северное морское пароходство».

На нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и химических предприятиях:

России: ОАО «Транснефтепродукт», ОАО АК «Северная нефть», ОАО «Томскгазпром», ОАО «Томскнефть ВНК», ОАО АК «Алроса», ОАО «Лукойл», ООО «Баштрансгаз», ООО «Татнефть», ООО «Якутпромгаз», ООО «Волготрансгаз», ОАО «Южно-Балыкский ГПЗ», ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез», ОАО «Нижнекамскнефтехим», ОРГХИМ
(г. Северодвинск), ОАО «Каустик» (г. Стерлитамак»), ОАО «Московский НПЗ», ОАО «Аммофос» (г. Череповец), ОАО «Новоросцемент», ООО «Уренгойгазпром»,

СНГ – ОАО «Могилевский завод искусственного волокна» (Беларусь), РУП «ПО Беларуськалий» (Беларусь), ПУМА УТП «Укрхимтрансаммиак» (Украина), АК «Узтрансгаз» (Узбекистан), в странах дальнего зарубежья – Сирии, Хорватии, Великобритании, США, Аргентины, Мексики, Боливии, Венесуэлы, Колумбии, Саудовской Аравии, Малайзии, Китая, Греции.

На автомобильных заводах: ОАО «АВТОВАЗ» (г. Тольятти), ООО «Автомобильный завод ГАЗ» (Н. Новгород), ОАО «УАЗ» (г. Ульяновск), ПО «БелАЗ» (Беларусь), РУП «МАЗ» (Беларусь), АК «ФИАТ» (Италия».