Томские инженеры разработали ультразвуковой томограф для диагностики деталей термоядерного реактора
Учёные ТПУ разработали диагностический комплекс, предназначенный для контроля сварных швов диагностических элементов термоядерного реактора ИТЭР. Он выполнен по заказу Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН (Новосибирск), который разрабатывает и изготавливает эти элементы. Ультразвуковой томограф позволяет эффективно отслеживать мельчайшие дефекты специфичных изделий и является универсальным, то есть впоследствии может быть адаптирован под другие задачи и объекты контроля. Установка уже смонтирована и прошла этап пусконаладочных работ.
ИТЭР — проект первого в мире международного термоядерного экспериментального реактора, который строится во Франции усилиями международной команды. Он должен продемонстрировать научно-технологическую возможность использования термоядерной энергии в промышленных масштабах и помочь в отработке необходимых для этого технологических процессов. Специалисты новосибирского Института ядерной физики в рамках проекта изготавливают диагностические защитные модули для измерения параметров плазмы. Комплекс, разработанный по их заказу учёными Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ, позволит провести неразрушающий контроль качества сварных соединений готового изделия.
Разработка политехников представляет собой шестиосевой портальный манипулятор с датчиком для определения пространственного положения объектов контроля. Система построена на базе фазированной антенной решетки и производит контроль дефектов методом ультразвуковой томографии. Акустический метод даёт возможность при неразрушающей целостности сварочных соединений эффективно обнаруживать скрытые и внутренние механические дефекты недопустимой величины.
«Для разработки мы использовали свой многолетний опыт в области ультразвуковой томографии и технологии, применяемые при производстве аналогичных дефектоскопов-томографов. Установка, создаваемая по заказу новосибирских коллег, потребовала также решения специфических задач. Они связаны с большими габаритами объектов контроля и сложностью акустического доступа к сварному шву. Нами была разработана электроника и программное обеспечение, которые позволяют эти задачи решать», — рассказывает инженер Международной научно-образовательной лаборатории неразрушающего контроля ТПУ Герман Филиппов.
Комплекс ультразвуковой томографии работает следующим образом. На установочную площадку, которая представляет собой подвижные каретки, размещается объект контроля. Затем система со специальным контактным датчиком «ощупывает» объект, определяя его границы. Далее находит его в своей системе координат, после чего программное обеспечение моделирует траекторию движения датчика по подконтрольным участкам, чтобы осуществить процедуру неразрушающего контроля.
«Важное преимущество установки по сравнению с аналогами — её универсальность. У комплекса нет жёсткой привязки к конкретному объекту контроля. Разработанная нами электроника поддерживает работу датчиков разного типа: матричные и антенные решетки, фокусированные и нефокусированные одноканальные датчики. Это позволяет при необходимости перепрограммировать систему для осуществления неразрушающего контроля любых других объектов», — отмечает Герман Филиппов.
Российские специалисты принимают активное участие в создании ИТЭР. 13 сентября три трейлера с российскими гиротронными комплексами отправились на строительную площадку проекта Международного экспериментального ядерного реактора.
