Наши публикации 2017 г.
Список публикаций 2017 г., в которых приняли участие наши сотрудники:
Vera Barat, Peter Kostenko, Vladimir Bardakov, and Denis Terentyev. Acoustic Signals Recognition by Convolutional Neural Network. International Journal of Applied Engineering Research ISSN 0973-4562 Volume 12, Number 12 (2017) pp. 3461-3469. https://ripublication.com/ijaer17/ijaerv12n12_67.pdf (full text). eLibrary ID: 31066184
Abstract
Acoustic emission is non-destructive method which is widely and successfully used to assess the technical condition of industrial facilities. It is challenging to divide useful signals and a noise in the flow of acoustic emission data. In this paper we describe the application of convolutional neural networks to classify acoustic emission signals by their time frequency structures. Convolutional neural network was learned to classify acoustic emission signals with 95% accuracy. Acoustic signal recognition by convolutional neural networks can greatly simplify the data processing.
S. Elizarov, V. Bardakov, A. Shimanskiy, A. Alyakritskiy, D. Terentyev, V. Barat, A. Gogin, and V. Koltsov. UNISCOPE: Instrument Integrating NDT Methods. Springer Proceedings in Physics. Volume 218. Advances in Acoustic Emission Technology. Proceedings of the World Conference on Acoustic Emission-2017, pp. 65-74. DOI: 10.1007/978-3-030-12111-2_7. eLibrary ID: 41689952
Abstract
This article describes the use of the multifunction device UNISCOPE. Tightness test of shutoff and control valves, evaluation of the integral thickness of test object, and concrete strength forecasting and monitoring of the movement of pipeline pig are the main topics described in the paper.
Sergey Elizarov, Vladimir Bardakov, Denis Terentyev, Vera Barat and Dmitry Chernov. AE Testing of Equipment on Operating Mode. Approaches and Results. World Conference on Acoustic Emission (WCAE-2017, Xi'an, China, October 10–13, 2017) (unpublished)
Abstract
The possibility of organizing a continuous monitoring AE without decommissioning of the following objects is shown: a walking excavator of the dragline type, a high-temperature process pipeline, and a 7-span motor bridge across the river. For each of the objects, the optimal operating frequency range, the threshold level and the distance between the sensors were determined, and a data analysis technique was developed that makes it possible to identify useful signals against a background of high noise. When testing the walking excavator AE, two defects were found that turned out to be 20 and 30 mm cracks, while monitoring the high-temperature process pipeline - flow through the flanges.
В.А. Барат, В.И. Иванов, Д.В. Чернов. Информационные аспекты акустико-эмиссионного контроля: учеб. пособие. М.: Издательство МЭИ, 2017. 80 с. ISBN 978-5-7046-1780-8
Барат В.А., Елизаров С.В., Чернов Д.В., Бардаков В.В., Терентьев Д.А. Проведение АЭ контроля в условиях высокого уровня технологических шумов. XXI Всероссийская конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике: сборник трудов. Москва, 28 февраля – 2 марта 2017 г. М.: Издательский дом «Спектр», 2017. С. 12-15. ISBN 978-5-4442-0125-1. DOI 10.14489/4442-0125-1. eLibrary ID: 28836118 (полный текст)
Барат В.А., Шиманский А.Г. Способ беспороговой автоматической интеллектуальной регистрации сигналов акустической эмиссии устройством неразрушающего контроля. Патент на изобретение RU 2660403 C1, 06.07.2018. Заявка № 2017103185 от 01.02.2017. eLibrary ID: 37376547 (полный текст) / Barat V.A., Shimanskij A.G. Method of non-threshold automatic intellectual registration of acoustic emission signals by non-destructive control device. Russian patent №2660403 (2018). eLibrary ID: 37376547
Аннотация
Использование: для неразрушающего контроля с применением метода акустической эмиссии (АЭ). Сущность изобретения заключается в том, что регистрация импульсов акустической эмиссии осуществляется без применения порогового ограничения при оценке параметров импульсов акустической эмиссии и шума во временных интервалах определенной длительности, регистрация импульсов акустической эмиссии осуществляется на основании комбинированного критерия, если выполняется одна из двух статистических гипотез - гипотеза о равенстве нулю момента шестого порядка и гипотеза о различии дисперсий отсчетов сигнала акустической эмиссии, рассчитанные в соседних временных окнах, время начала импульса акустической эмиссии определяется внутри выделенного временного интервала методом кумулятивных сумм. Технический результат: упрощение процедуры проведения АЭ контроля за счет автоматической беспороговой регистрации данных, повышение чувствительности метода АЭ за счет регистрации импульсов с амплитудой порядка уровня шума, а также повышение точности определения координат источников АЭ за счет определения времени начала импульса АЭ.
Abstract
Field: physics. Substance: using: for non-destructive testing with the acoustic emission method (AE). Summary of the invention is that registration of acoustic emission pulses is performed without the use of a threshold limitation in the estimation of the parameters of the pulses of acoustic emission and noise in time intervals of a certain duration, the acoustic emission pulses are recorded on the basis of a combined criterion if one of the two statistical hypotheses is satisfied - the hypothesis that the sixth-order moment is zero and the hypothesis of the difference in the dispersion of acoustic emission signal samples calculated in neighbouring time windows, the time of the onset of the acoustic emission pulse is determined within the allocated time interval by the cumulative sum method. Effect: technical result: simplification of the procedure for conducting AE control through automatic non-threshold data recording, an increase in the sensitivity of the AE method due to the recording of pulses with an amplitude on the order of the noise level, as well as an increase in the accuracy of the AE sources coordinates determination by determination of the AE pulse beginning time.
Бардаков В.В. АЭ контроль вращающихся механизмов на примере роликовых опор вращающихся печей. В книге: Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тезисы докладов Двадцать третьей Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. В 3-х томах. 2017. С. 335. eLibrary ID: 30085614 (полный текст)
Аннотация
Актуальной задачей АЭ контроля является проведение диагностики без вывода объектов из эксплуатации [1]. Необходимость вывода конструкции из эксплуатации является одним из основных недостатков метода АЭ, понижающих его конкурентоспособность по сравнению с другими методами НК. В данной работе рассматривается возможность контроля роликовых опор вращающейся печи в режиме эксплуатации. Печь представляет собой полый цилиндр диаметром до 5 и длиной до 185 метров, установленный с наклоном по отношению к горизонту на 3-4 градуса. Она предназначена для спекания руды с целью образования твердых алюминатов. Каждая печь опирается на 7-8 парных роликоопор, также установленных с наклоном по отношению к горизонту. Роликоопора в свою очередь состоит из двух опорных блоков, установленных на общий фундамент. Каждый блок — это вал, запрессованный на него опорный ролик и три подшипниковых узла, смонтированных в двух корпусах. Данная конструкция оснащена подшипниками качения. Одна из цапф вала в осевом направлении фиксируется в корпусе подшипника с помощью упорных подшипников. Особенностью контроля такой конструкции является необходимость контроля всех элементов — подшипников и вала. Работы проводились на глиноземном комбинате. Всего было обследовано 15 опорных блоков с различными сроками эксплуатации. В результате проведенных экспериментальных исследований были выявлены основные источники шумов (электрической и механической природы), мешающие проведению контроля, и способы отстройки от каждого из источников (амплитудная и частотная дискриминация, исключение периодических сигналов). Было выявлено, что метод АЭ позволяет проводить общую оценку уровня износа вала и состояния подшипников, осуществлять локализацию дефектов на валу (за счет локации) и дефектов подшипников (на основании соотношений амплитуд на преобразователях, установленных на различных подшипниковых узлах), а также оценивать степень опасности дефектов на основании периодического диагностирования.
Бардаков В.В., Барат В.А., Терентьев Д.А., Елизаров С.В. АЭ диагностика динамического оборудования. XXI XXI Всероссийская конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике: сборник трудов. Москва, 28 февраля – 2 марта 2017 г. М.: Издательский дом «Спектр», 2017. С. 15-19. ISBN 978-5-4442-0125-1. DOI 10.14489/4442-0125-1. eLibrary ID: 28836118 (полный текст)
Аннотация
Показана возможность организации непрерывного АЭ мониторинга без вывода из эксплуатации следующих объектов: несущие элементы металлоконструкций шагающего экскаватора типа Драглайн, высокотемпературный технологический трубопровод, а также 7-пролетный автомобильный мост через реку. Для каждого из объектов определены оптимальные рабочий диапазон частот, уровень порога и дистанция между ПАЭ, разработана методика анализа данных, позволяющая выявлять полезные сигналы на фоне высокого уровня шумов. При контроле шагающего экскаватора АЭ выявлено 2 дефекта, оказавшихся трещинами размером 20 и 30 м, при контроле высокотемпературного технологического трубопровода – течь через фланцы.
Бардаков В.В., Сагайдак А.И. Прогнозирование прочности бетона в процессе его твердения при помощи метода акустической эмиссии. Дефектоскопия. 2017. № 6. С. 40-47. eLibrary ID: 29229297 (полный текст) / Bardakov, V. V.; Sagaidak, A. I. Forecasting the strength of concrete during its hardening by the acoustic-emission method. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2017. V. 53, pp. 436-443. DOI: 10.1134/S106183091706002X. eLibrary ID: 31100657
Аннотация
Проведено исследование процесса структурообразования бетона при помощи метода акустической эмиссии. По результатам проводимых экспериментальных исследований выявлена взаимосвязь между акустико-эмиссионными данными, зарегистрированными в течение первых суток твердения бетонного состава, и его прочностью в возрасте 28 суток. Выделены информативные параметры акустико-эмиссионных данных, коррелирующие с прочностью бетонного состава в возрасте 28 суток.
Abstract
Concrete structure formation has been studied by the acoustic-emission method. Using the results of the experimental research, a relationship has been revealed between the acoustic-emission data registered during the first 24 hours of hardening of a concrete composition and its strength at the age of 28 days. Informative parameters of acoustic-emission data have been determined that correlate with the strength of the concrete composition at the age of 28 days.
Бардаков В.В., Сагайдак А.И. Прогнозирование прочности бетона в процессе его твердения при помощи метода акустической эмиссии. XXI Всероссийская конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике: сборник трудов. Москва, 28 февраля – 2 марта 2017 г. М.: Издательский дом «Спектр», 2017. С. 19-21. ISBN 978-5-4442-0125-1. DOI 10.14489/4442-0125-1. eLibrary ID: 28836118 (полный текст). С. 19-21
Васильев И.Е., Матвиенко Ю.Г., Елизаров С.В., Чернов Д.В. Способ мониторинга степени деградации структуры материала и определения остаточной прочности изделия. Патент на изобретение RU 2649081 C1, 29.03.2018. Заявка № 2017109571 от 22.03.2017. eLibrary ID: 38150525 (полный текст) / Vasilev I.E., Matvienko Yu.G., Elizarov S.V., Chernov D.V. Method for monitoring degradation of material structure and determining residual strength of article. Russian patent No. 2649081 (2018). eLibrary ID: 38150525
Аннотация
Использование: для мониторинга степени деградации структуры материала и определения остаточной прочности изделия. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют акустико-эмиссионный (АЭ) контроль с использованием локационных групп преобразователей активной эмиссии, предусилителей и системы сбора-обработки регистрируемых массивов импульсов активной эмиссии, при этом в режиме реального времени осуществляют градацию массивов импульсов активной эмиссии по уровню относительной энергии и усредненной частоте выбросов, формируют нижний, средний и верхний кластеры в поле указанных параметров, и вычисляют процентное содержание импульсов в каждом кластере, отражающее микро-, мезо- и макроструктурные разрушения материала, причем в качестве информативных и устойчивых акустико-эмиссионных параметров для кластерного разделения сигналов используют показатель относительной энергии импульса, измеряемого в децибелах и соответствующего количеству выбросов в единицах, по которым при сопоставлении с результатами тестовых испытаний материала на разрушение определяют степень деградации и остаточной прочности изделия в зоне акустико-эмиссионного контроля, причем границы формируемых кластеров устанавливают по результатам предварительного тестирования материала изделия исходя из природы источников излучения импульсов и используемого уровня порога дискриминации сигналов. Технический результат: обеспечение возможности в процессе акустико-эмиссионной диагностики изделия осуществлять мониторинг степени деградации структуры материала и определять остаточную прочность изделия в зоне АЭ контроля без привлечения других методов технической диагностики и неразрушающего контроля.
Abstract
Field: measurement technology. Substance: use to monitor the degree of degradation of a material structure and to determine an article residual strength. Core of the invention is performing acoustic-emission (AE) monitoring using location groups of active emission converters, preamplifiers and a system of collection-processing of registered arrays of active emission pulses, herewith in real time pulses of active emission are graded as per the relative energy level and the average emission frequency, the lower, the middle and the upper clusters are formed within the field of the specified parameters, and the percentage of pulses in each cluster is calculated reflecting micro-, meso-, and macrostructural fractures of the material, wherein as informative and stable acoustic emission parameters for the cluster separation of signals the relative pulse energy is used measured in decibels and corresponding to the number of emissions in units, as per which when compared with the results of testing the material for destruction the degree of degradation and the residual strength of the article in the zone of acoustic emission monitoring is determined, herewith the boundaries of the formed clusters are established as per the results of the preliminary testing the material of the article basing on the nature of the pulses radiation sources and the used signals discrimination threshold level. Effect: ensuring the possibility in the process of acoustic-emission diagnostics of the article to monitor the degree of degradation of the material structure and to determine the residual strength of the article in the AE monitoring zone without involving other methods of technical diagnostics and non-destructive testing.
Елизаров С.В., Алякритский А.Л., Барат В.А., Терентьев Д.А., Бардаков В.В., Шиманский А.Г., Гогин А.В., Кольцов В. Г. Портативный прибор UNISCOPE. Новые возможности: АЭ и не только. Территория NDT, 2017, №2, с. 50-55. http://tndt.idspektr.ru/images/stories/archive/02_2017/TNDT_02_2017.pdf (полный текст)
Аннотация
Конкуренция и постоянное развитие технических средств диктуют высокие требования, предъявляемые к современным приборам неразрушающего контроля (НК). Для ряда актуальных на данный момент технических приложений особый интерес представляют интегрированные многофункциональные приборы, применение которых может охватывать целый ряд задач. Дополнительными требованиями к ним являются аккумуляторное питание во время проведения измерений, высокая точность измерений и простота в обращении. Прибором, сочетающим в себе все перечисленные качества, является UNISCOPE, разработанный компанией «ИНТЕРЮНИС-ИТ».
С.В. Елизаров, В.А. Барат, В.В. Бардаков, Д.В. Чернов, Д.А. Терентьев. АЭ контроль динамического оборудования на примере роликовых опор вращающихся печей. Контроль. Диагностика. 2017. № 7. С. 4-11 DOI: 10.14489/td.2017.07.pp.004-011. eLibrary ID: 29660792
Аннотация
На глиноземном комбинате в цехах спекания и кальцинации методом акустической эмиссии обследовано 15 опорных блоков с различными сроками эксплуатации. Целью диагностики являлась разработка методики АЭ-контроля, позволяющей контролировать оборудование без дополнительного нагружения и вывода из эксплуатации. Исследованы возможности проведения непосредственно в рабочем режиме фильтрации акустических шумов, локации повреждений и идентификации типа повреждения. На основании информации об известных дефектах по АЭ-данным были идентифицированы такие дефекты, как усталостные трещины на галтельных переходах, износ поверхности вала при фрикционном контакте, трещины внутреннего кольца подшипника и бринеллирование, а также нарушение режима смазки.
Иванов В.И., Барат В.А. Акустико-эмиссионная диагностика: Издательский дом «Спектр», 2017. 368 с. (монография). ISBN 978-5-4442-0126-8
Аннотация
Рассмотрены вопросы диагностирования промышленных объектов с использованием метода акустической эмиссии (АЭ). Изложены основные понятия, физические основы метода, показана связь параметров АЭ с параметрами процесса развития дефектов, что обеспечивает возможность оценки степени опасности дефектов для объекта диагностирования. Показаны области использования метода АЭ, подробно рассмотрены средства АЭ-контроля, сформулированы требования к средствам контроля, описаны методы измерения их параметров. Данная книга предназначена для научных, инженерно-технических работников, разработчиков и пользователей методик и средств АЭ-диагностирования, может быть полезна студентам, аспирантам и преподавателям вузов.
Иванов В.И., Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Елизаров С.В., Чернов Д.В. Возможности акустико-эмиссионного контроля процессов разрушения композиционных материалов. XXI Всероссийская конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике: сборник трудов. Москва, 28 февраля – 2 марта 2017 г. М.: Издательский дом «Спектр», 2017. С. 26-30. ISBN 978-5-4442-0125-1. DOI 10.14489/4442-0125-1. eLibrary ID: 28836118 (полный текст)
Качанов В.К., Соколов И.В., Матюнин В.М., Барат В.А., Бардаков В.В., Марченков А.Ю. Оценка трещиностойкости упрочняющих покрытий из нитрида титана по параметрам кинетического индентирования и акустической эмиссии. Измерительная техника. 2017. № 7. С. 41-44. DOI: 10.32446/0368-1025it.2017-7-41-44. eLibrary ID: 29864121 / Kachanov, V. K.; Sokolov, I. V.; Matyunin, V. M.; Barat, V. A.; Bardakov, V. V.; Marchenkov, A. Yu. Evaluation of the Fracture Toughness of Titanium Nitride Hardening Coatings According to Kinetic Indentation and Acoustic Emission Parameters. Measurement Techniques, 2017, 60, 7, pp. 706—710. DOI: 10.1007/s11018-017-1258-4. eLibrary ID: 31048648
Аннотация
Показана возможность эффективного использования метода кинетического индентирования в сочетании с методом акустической эмиссии для оценки трещиностойкости упрочняющих покрытий из нитрида титана. Установлено, что появление первого перелома на линии нагружения кинетической диаграммы вдавливания в координатах «нагрузка-перемещение индентора-время» обусловлено образованием первой трещины в покрытии и практически совпадает по времени с возникновением импульса акустической эмиссии с увеличенным значением энергии. Это позволяет более точно и обоснованно определить критические нагрузку, глубину вдавливания индентора и твёрдость, при которых образуется первая видимая кольцевая трещина вокруг отпечатка на поверхности покрытия.
Abstract
The possibility of usage of kinetic indentification method combined with acoustic emission for TiN-based hardening coatings crack resistance evaluation is revealed. Appropriate compliance between the moments of the first сrack appearance in the coating, the first notch on kinetic indentification curve registration and high-energetic acoustic emission impulse registration is established. The ability of much accurate and sound evaluation of critical indentation load causing the first ring crack appearance around the indent in the coating is shown.
Костенко П.П., Терентьев Д.А., Барат В.А. Анализ данных акустической эмиссии при помощи искусственных нейронных сетей. XXI Всероссийская конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике: сборник трудов. Москва, 28 февраля – 2 марта 2017 г. М.: Издательский дом «Спектр», 2017. С. 30-33. ISBN 978-5-4442-0125-1. DOI 10.14489/4442-0125-1. eLibrary ID: 28836118 (полный текст)
Чернов Д.В. Особенности проведения акустико-эмиссионного контроля технических объектов, находящихся в режиме эксплуатации. В книге: Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тезисы докладов Двадцать третьей Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. В 3-х томах. 2017. С. 353. eLibrary ID: 30085648 (полный текст)
Аннотация
В настоящее время в процессе эксплуатации находится большое количество опасных промышленных объектов, таких как трубопроводы, мостовые сооружения, резервуары и др. С течением времени происходит их деградация, приводящая к снижению прочностных характеристик. Скорость деградации объектов зависит от множества факторов — коррозионной среды, превышения номинальных нагрузок, внешних механических повреждений. В результате их воздействия инициируется процесс накопления повреждений. Достижение критических значений повреждений может привести как к незначительным экономических потерям, так и к техногенным катастрофам. Для предотвращений аварийных ситуаций необходимо использовать методы неразрушающего контроля (НК), позволяющие определить степень опасности накопленных повреждений. Одним из перспективных методов НК является метод акустической эмиссии (АЭ). Он основан на явлении генерации упругих волн при структурных изменениях материала [1]. Метод АЭ – один из немногих методов технической диагностики, позволяющих оценивать процесс накопления повреждений при эксплуатации технических объектов. Стоит отметить, что в рамках технологического процесса могут возникать не только полезные, но и шумовые акустические сигналы, присутствие которых усложняет регистрацию и обработку АЭ данных. Исходя их вышесказанного основной задачей АЭ контроля объектов в режиме эксплуатации является разработка методик обработки и фильтрации данных, позволяющих выявлять критически и катастрофически опасные источники акустических сигналов. Одним их таких механизмов фильтрации может стать метод оценки временных рядов [2]. Применение такого метода позволит провести фильтрацию шума и определить уровень опасности накопленных повреждений.
Чернов Д.В., Барат В.А., Елизаров С.В. Применение акустико-эмиссионного контроля для оценки состояния композиционных материалов. XXI Всероссийская конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике: сборник трудов. Москва, 28 февраля – 2 марта 2017 г. М.: Издательский дом «Спектр», 2017. С. 45-49. ISBN 978-5-4442-0125-1. DOI 10.14489/4442-0125-1. eLibrary ID: 28836118 (полный текст)