+7 (495) 744 8688
ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД К ДЕФЕКТОСКОПИИ
ЗАО «НТИ» является дочерним предприятием компании «НТ-МДТ», которая более 20 лет плодотворно занимается разработкой сканирующих зондовых микроскопов и является признанным лидером на российском рынке сканирующей зондовой микроскопии, обладая известностью во всём мире. До недавнего времени разрабатываемое оборудование поставлялось в основном в научные лаборатории и исследовательские центры самых разных направлений (химические, физические, биологические и другие) в крупнейших научных и индустриальных центрах Европы, Азии и Северной Америки. В 2010 году, в рамках частно-государственного партнёрства по Постановлению Правительства Российской Федерации от 09.04.2010 №218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства» (согласно Договору № 13.G25.31.0052 «Об условиях предоставления и использования субсидии на реализацию комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, выполняемого с участием российского высшего учебного заведения»), была поставлена задача создания прибора для нужд промышленности, связанных с осуществлением неразрушающего контроля и диагностикой состояния конструкционных материалов промышленного оборудования.
Первый вариант прототипа специализированного аппаратно-программного комплекса был разработан и представлен под рабочим названием СОЛВЕР Пайп. Его основу составляет атомно-силовой микроскоп.
Атомно-силовая микроскопия (АСМ) является надёжным и высокоточным методом, применяемым в промышленной диагностике. В сравнении с другими современными методами диагностики состояния материалов промышленного оборудования, такими как оптическая микроскопия, рентгенография, электронная микроскопия, ультразвуковая дефектоскопия и прочие, АСМ имеет ряд существенных преимуществ, а именно:
• Инструментальное оформление АСМ компактно, дешевле электронной микроскопии и, в отличие от последней, не требует использования сложной вакуумной техники.
• По сравнению с оптической микроскопией АСМ позволяет существенно расширить диапазон увеличений, исследовать структуру материалов не только на микроуровне, но и на уровне нанометрового диапазона (получая линейные размеры области сканирования вплоть до нескольких нанометров).
• АСМ-изображения структур металлов и сплавов на разных уровнях увеличения дают более полную информацию по сравнению с данными, получаемыми с помощью оптических микроскопов, что позволяет расширить совокупность определяемых количественных характеристик структур. АСМ-изображения представляют собой цифровую матрицу и легко поддаются обработке методами математической статистики и теории распознавания образов.
• Исследование наноразмерной структуры посредством АСМ может сопровождаться одновременным измерением твёрдости материала на одних и тех же участках поверхности. Это создаёт новые возможности определения характеристик, ответственных за макроскопические свойства материалов.
• В связи с возможностью одновременного исследования структуры и измерения твёрдости, в перспективе может быть поставлена задача стандартизации методов неразрушающего определения механических свойств металлов и сплавов на более глубокой научной основе, чем это сделано в ряде отраслевых норм.
СОЛВЕР Пайп представляет собой автоматизированную платформу перемещения измерительного узла по трём осям X-Y-Z. Посредством ремней прибор можно закрепить на цилиндрических (диаметром от 120 мм и до нескольких метров) и плоских объектах под любым углом. Поворотный механизм измерительного узла обеспечивает установку зонда в перпендикулярную плоскость к исследуемому образцу. Благодаря небольшим габаритным размерам прибора, существует возможность его использования в лабораторных условиях для исследования большеразмерных образцов. Устройство оснащено модулем видеокамеры, позволяющим быстро и наглядно выбирать место исследования, а также визуально следить за процессом исследования. Значительное оптическое увеличение позволяет быстро сопоставить получаемые АСМ-данные с «привычными» оптическими изображениями. Кроме того, несколько полученных АСМ-изображений могут быть объединены в одно, что, в свою очередь, даёт возможность получать сопоставимые по размерам с оптической микроскопией изображения поверхностей, которые при этом обладают разрешением в нанометровом диапазоне. АСМ-изображения представляют собой трёхмерные массивы данных, что позволяет измерять размеры исследуемых объектов по трём координатам.
Аппаратно-программный комплекс СОЛВЕР Пайп предназначен для исследования крупногабаритных промышленных объектов. Комплекс применим для диагностики материалов промышленного оборудования: участков трубопроводов, металлоконструкций, роторов турбин, химических реакторов, сосудов под давлением и пр.
В случае оснащения АСМ-комплексами труднодоступных и отдалённых промышленных объектов появляется возможность мониторинга состояния материалов важных технологических объектов без присутствия человека с использованием удалённого доступа.
Возможные направления диагностики и исследований структуры поверхности конструкционных материалов с использованием аппаратно-программного комплекса СОЛВЕР Пайп:
• контроль качества выпускаемых материалов;
• диагностика материалов, длительное время в экстремальных условиях;
• исследование зёренной структуры металла (тип, размер, форма);
• определение локальной микротвёрдости;
• определение термической предыстории металла;
• определение дефектов структуры металла (например, коррозии);
• диагностика сварных швов.
Использование СОЛВЕР Пайп при проведении регламентных испытаний и плановой замене оборудования позволяет перейти на практически безаварийный режим работы предприятий в следующих отраслях промышленности:
• нефтегазовая промышленность;
• химическая промышленность;
• энергетическая промышленность;
• металлургическая промышленность;
• машиностроение и др.
В настоящее время предлагаемый АСМ метод уже прошёл ряд испытаний на действующем оборудовании, в ходе которых были получены убедительные результаты. Первое в мире испытание АСМ для прямого неразрушающего контроля трубопроводов в реальных (производственных) условиях проводилось на нефтеперерабатывающем заводе (Raffineria di Roma, Италия). По результатам данной демонстрации сканирующий зондовый микроскоп показал себя как современное и очень перспективное средство диагностики и обнаружения дефектов в материалах различных металлоконструкций промышленных объектов, быстро и информативно выполняющее исследовательские задачи в сфере промышленной дефектоскопии.
Следующим испытанием для прибора на основе АСМ стала демонстрация на территории завода по ремонту паровых турбин в Польше. Прибор впервые должен был работать на образцах такого класса, как ротор паровой турбины. В результате измерений было необходимо выявить и исследовать зоны с дефектами материала. Также были получены прекрасные результаты и подтверждение возможности работы на нестандартных образцах.
Многократное участие в выставках, конференциях и профильных отраслевых совещаниях наглядно демонстрирует интерес, проявляемый к АСМ СОЛВЕР Пайп, и его востребованность в отраслевых исследованиях.
ЗАО «НТИ»
Россия, Москва, Зеленоград, корпус 100
тел.: 8 (495) 913 5737,
8 (499) 735 7777
факс: 8 (495) 913 5739,
8 (499) 735 6410
- Теги: оборудование
