Сборник тезисов докладов 3-й Международной конференции по компьютерной томографии 978-5-9907248-0-8



Скачать 315.6 Kb.
Pdf просмотр
страница2/3
Дата14.02.2017
Размер315.6 Kb.
Просмотров752
Скачиваний0
ТипСборник
1   2   3
Библиографический список
Трухов А. П, Сорокин Ю. А, Ершов МЮ. и др. //
1.
Технология литейного производства Литье в песчаные формы. Учебник для студ. учеб. заведений под ред. А. П. Трухова, 2005, с. 528.
Чуркин Б. С, Гофман Э. Б, Майзель С. Г, Афонаскин А. В, Миляев В. М,
2.
Чуркин А. Б, Филиппенков А. А. // Технология литейного производства учеб.; под ред. Б. С. Чуркина, 2000, с. 662.
Галдин НМ, Чистяков В.
В., Шатульский А.
А.
3.
Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок под общ. ред. В. В. Чистякова. 1992, с. 256.
Коротченко А. Ю
4.
. Критерии образования усадочной пористости в отливках // Литейщик России, 2010, № 4, c. 43.

20
Рентгеноскопия и компьютерная томография
ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДА РЕНТГЕНОВСКОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Д. В. Ярцев, В. А. Воронцов,
АО «НИИграфит», г. Москва
E-mail: laboratory41@yandex.ru
Проведена оценка применимости метода рентгеновской компьютерной томографии для контроля качества изделий из углеродных композиционных материалов (УКМ) объемного армирования:
обнаружение трещин и посторонних включений измерение порового пространства исследование внутренней структуры.

Для построения трехмерных рентгенографических моделей образцов УКМ использовалась установка v|tome|x s240 (минимальная разли- чимость деталей — менее 1 мкм) производства компании GE Measurement
& Control GmbH, Германия. Опробованы режимы сканирования с параметром геометрического увеличения 2,17, 2,47, 20 и 31,7 крат (размеры вокселя — 91, 81, 10 и 6,2 мкм соответственно. Анализ полученных 3D- моделей проводился по томографическим срезам в программном пакете
VGStudio MAX 2.2.
На томографических срезах хорошо видна структура армирования материала. Инспекция по срезам позволила выявить водном из образцов наличие трещины шириной около 116 мкм, а также большое количество пустот с характерными размерами порядка 0,5–1 мм. С помощью модуля анализа дефектов в программе
VGStudio MAX 2.2 проведена их визуализация и собран массив данных, включающий в себя информацию о координатах пор, их размерах и форме, объеме и площади поверхности, площади проекций на координатные плоскости, расстоянии до границ образца и множестве других параметров. Форма представления результатов может быть выбрана в виде различных графических зависимостей, например гистограмм (рис. По моделями томографическим срезам возможно контролировать геометрические размеры деталей
1500 1250 1000 750 500 250 0,00 0,05 0,00 0,15
volume Рис. 1. Гистограмма распределения объема пор диаметром от 0,3 до 1,4 мм в образце УКМ

21
Сборник тезисов докладов и инородных включений в случае их наличия, что является важным на этапе выходного контроля.
Микроструктура образцов УКМ исследовалась по томографическим срезам, для которых размер вокселя составлял 6,2 мкм. Такой режим сканирования позволяет определять размеры жгутов и пустот внутри и между жгутами (рис. 2).
а)
б)
Рис. 2. Томографические изображения элементов структуры УКМ:
а) определение размера углеродного жгута;
б) пустоты внутри и между жгутами
Дополнительный интерес могут представлять такие возможности метода рентгеновской компьютерной томографии, как обнаружение и исследование карбидной составляющей матрицы в силицированных
УКМ, диагностика клеевых и сварных швов в сборных конструкциях из УКМ, контроль образцов для определения сдаточных характеристик например физико-механических свойств) на наличие дефектных областей в объеме рабочей зоны образца для исключения заведомо худших результатов.
По результатам проведенных исследований образцов из УКМ объемного армирования можно сделать вывод о том, что метод рентгеновской компьютерной томографии позволяет получить большой объем информации о внутренней структуре и качестве изготовления изделий из УКМ, сочетая в себе возможности рентгенографического (2D) контроля, методов микроскопии и порометрии.
Авторы благодарят Стаценко Е. О. — завлабораторией рентгеновской
компьютерной томографии Института геологии и нефтегазовых техноло-
гий КФУ (г. Казань, Румянцева СИ начальника группы технологической
поддержки отдела технологий контроля ООО «Остек-СМТ» (г. Москва,
Федорова НА начальника отдела технологий контроля ООО «Остек-
СМТ» (г. Москва) за помощь в получении и представлении результатов.

22
Рентгеноскопия и компьютерная томография
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСПЛОШНОСТЕЙ В СВАРНЫХ ШВАХ
Е. В. Федичкина, Ю. В. Крылов,
ФГУП МНИИРИП, г. Мытищи
E-mail: evfedi4kina@ya.ru
На базе испытательного центра ФГУП МНИИРИП проводились масштабные исследования совместно с компанией «Газпром». Они проводились для квалификации оборудования неразрушающего контроля наряду с металлографией. Для этого были изготовлены так называемые темплеты — это срез трубы вместе сварного шва. Диаметр трубы —
1420 мм, толщина стенки трубы — 25,8 мм.
Исследования проводились на рентгеновском томографе Phoenix v|tome|x m300, максимальное напряжение в трубке — до 300 кВ.
По техническому заданию необходимо провести автоматический анализ дефектов и метрологические измерения несплошностей (длина, ширина, глубина залегания, протяженность) и занести их в отчет, также предоставить фото- и видеоотчет.
Рентгеновский томограф позволяет с высокой точностью реконструировать модель и воспроизвести точные размер и форму дефектов в отличие от простой рентгеновской съемки она дает полное представление о структуре дефектов, а по сравнению с металлографией результат получается намного быстрее, менее затратно мы получаем полную информацию о дефектах, а неводной точке.
Сканирование проводилось со следующими параметрами:
напряжение в рентгеновской трубке — 280 В ток — 160 А проекций время сканирования 2,5 ч. в режиме Рис. 1. Автоматический анализ дефектов

23
Сборник тезисов докладов
Далее производилась реконструкция объекта и с помощью возможностей проводился автоматический анализ дефектов, то есть программа автоматически выявляла участки с меньшей плотностью с заданным размером более 0,1 мм, выделяла выявленные области и рассчитывала их размеры.
Результаты проведенных измерений координата начала дефекта, длина, ширина, глубина залегания, протяженность — заносились в таблицу. В дальнейшем эти результаты сравнивались с результатами других испытаний, таких как ультразвук и рентгенография.
Также проводилось сравнение результатов КТ и металлографии. Было произведено сканирование образцов металлографических срезов и измерение обнаруженных на их поверхности дефектов и получены сопоставимые результаты измерений.
Рис. 2. Сравнение с результатами металлографии

24
Рентгеноскопия и компьютерная томография
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ ПРИ КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА ОТЛИВОК И ПОЛУФАБРИКАТОВ
Е. С. Прусов
1
, В. А. Копытов
2
,
1
Владимирский государственный университет
им. А. Г. и Н. Г. Столетовых, г. Владимир,
2
ООО «Остек-СМТ», г. Москва
E-mail: eprusov@mail.ru
Последние десятилетия характеризуются возрастающим интересом к использованию методов трехмерной компьютерной томографии для контроля качества ответственных изделий производственно- технического назначения. Уникальные возможности этих методов обусловливают их эффективное применение при дефектоскопии ракетных, авиационных и автомобильных двигателей, лопаток турбин, компонентов ядерных реакторов, различных гидромеханических система также продукции литейно-металлургического производства.
Направления использования компьютерной томографии в промышленности постоянно расширяются с учетом потребностей современной техники ив настоящее время наряду с анализом внутренних дефектов включают оценку качества сборки узлов и конструкций, бесконтактную пространственную метрологию, сравнение томографических данных сданными компьютерного проектирования, а также создание моделей по томограммам реальных образцов. В последнее время методы томографии находят широкое применение не только при неразрушающем контроле качества материалов и изделий, но ив практике научных исследований в области материаловедения и литейного производства.
К примеру, морфология литейных пор находится в непосредственной зависимости от процесса их формирования газовые поры имеют, как правило, сферическую форму, усадочные поры представляют собой междендритные полости и имеют неправильную геометрию. Таким образом, при стандартной металлографической диагностике соседние поры усадочного происхождения с высокой степенью вероятности могут принадлежать к одной и той же поре вследствие ее разветвленной пространственной структуры, что было подтверждено экспериментально с применением компьютерной томографии (рис. 1б). Важно отметить, что измерение реальных размеров и протяженности пор при использовании традиционных металлографических методов практически невозможно, поскольку далеко не всегда случайному сечению изучаемого образца соответствует максимальный размер наблюдаемой поры.

25
Сборник тезисов докладов
Представленные на рис. 1 результаты трехмерной визуализации пор различного происхождения получены в Центре рентгеновских технологий контроля ООО «Остек-СМТ» с помощью установки nanome|x с функцией томографии (GE Measurement & Control GmbH, Германия. Результаты наглядно демонстрируют возможности компьютерной томографии при определении природы образовавшихся пор. Подобный анализ позволяет более обоснованно подойти к разработке мероприятий по устранению различных литейных дефектов в зависимости от причин их возникновения.
Практика показывает, что компьютерная томография дает возможность с высокой точностью определить форму, размеры, объемное содержание и пространственное расположение не только газовых и усадочных пор, но и различных раковин, рыхлот, трещин, ликвационных неоднородностей, инородных включений, флокенов и других нарушений сплошности макроструктуры отливок из сплавов черных и цветных металлов. Это убедительно свидетельствует об эффективности использования томографических методов при входном и выходном контроле литых изделий, к которым предъявляются повышенные требования по эксплуатационной надежности, долговечности, герметичности и прочим показателям.
В целом расширение использования методов рентгеновской компьютерной томографии в литейной отрасли будет способствовать повышению качества выпускаемых отливок и снижению затрат времени на оптимизацию технологических процессов их производства.
а)
б)
Рис. 1. Газовые (а) и усадочные (б) порыв литой заготовке из алюминиевого сплава

26
Рентгеноскопия и компьютерная томография
МЕСТО РЕНТГЕНОВСКОЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ СРЕДИ 3D НЕРАЗРУШАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ КОНТРОЛЯ УСПЕХИ И НЕУДАЧИ НА ПУТИ РАЗВИТИЯ МЕТОДА
М. В. Чукалина
1,2
, Д. П. Николаев
3
, А. В. Бузмаков
2
, ДА. Золотов
2
,
В. Е. Асадчиков
2
, ЕЮ. Терещенко
2
, В. Е. Прун
4
, АС. Ингачева
2
,
1
Институт проблем технологии микроэлектроники
и особо чистых материалов РАН, г. Черноголовка
2
Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова РАН, г. Москва
3
Институт проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН, г. Москва
4
Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный
E-mail: chukalinamarina@mail.ru
В докладе представлены этапы развития метода рентгеновской флуоресцентной томографии, изначально предложенного для исследования включений сверхнизкой концентрации. Возможности метода были продемонстрированы впервые с применением синхротронного излучения в 1987 г. С тех пор основные успехи были достигнуты в аппаратной части. В дополнение к классической измерительной схеме были предложены так называемые аппаратные решения, которые предполагают использование конфокальных коллиматоров, 3, 4
перед окном детектора для локализации объема, из которого собирается генерируемое флуоресцентное излучение. С введением коллиматора была надежда сильно упростить математический аппарат обработки томографических проекций, однако ожидания не оправдались. Сегодня в каталоге фирмы
Bruker можно найти описание прибора SkyScan 2140, которое звучит как 3D micro-XRF scanner for reconstruction of 3D chemical composition. Это фактически означает, что на рынок выпущен лабораторный флуоресцентный томограф. Сточки зрения математического аппарата для обработки регистрируемых проекций будет дан обзор текущего состояния дел в этой области.
Также будут представлены результаты, полученные в лаборатории рентгеновской рефлектометрии ИК РАН, которые демонстрируют возможности совместного использования метода рентгеновской томографии и сканирующей флуоресцентной микроскопии сточки зрения анализа распределения компонентов внутри исследуемого объекта.
Отдельным блоком в докладе будет рассмотрена проблема визуализации результатов реконструкции метода и изложен подход к проблеме оценки достоверности получаемых результатов
5

27
Сборник тезисов докладов
Библиографический список
Boisseau P. and Grodzins L.
1.
// Hiperfi ne Interactions, 1987, 33, р. 283.
Chukalina M., Simionovici A., Zaitsev S.//
2. X-ray
fl uorescence microtomography comparison between a standart CT setup and a confocal collimator apparatus.
Proceedings of the X-ray Optics Workshop. Nizhnii Novgorod, Russia, May
26, 2004, р. 261.
Vincze L., Vekemans B., Berker F., Falkenberg G., Rickers K., Somogyi A., Kersten
3.
M. and Adams F. // Analytical Chemistry, 2004, 76, р. 6786.
Woll A. R., Agyeman-Budu D., Bilderback D. H., Dale D., Kazimirov A. Y., Pfeifer
4.
M., Plautz T., Szebenyi T. and Untracht G. // 3D X-ray fl uorescence microscopy with 1.7 microns resolution using lithographically fabricated micro-channel ar- rays. Proc. of SPIE, vol. 8502, 2012, р. 85020K.
Nikolaev D., Chukalina M.
5.
// X-ray Fluorescence Tomography: Jacobin matrix and confi dence of the reconstructed images. Seventh International Conference on Machine Vision (ICMV 2014), Proc. of SPIE, vol. 9445, 2015, р. 94451M.
Buzmakov A., Chukalina M., Nikolaev D., Schaefer G., Gulimova V., Saveliev S.,
6.
Tereschenko E., Seregin A., Senin R., Prun V., Zolotov D. and Asadchikov V. //
Computed microtomography and x-ray fl uorescence analysis for comprehen- sive analysis of structural changes in bone. Engineering in Medicine and Bi- ology Society (EMBC), 35th Annual International Conference of the IEEE
10.1109/EMBC.2013.6610007, 2013, p. 2340.

28
Рентгеноскопия и компьютерная томография. НЕФТЬ, ГАЗ, ГЕОЛОГИЯ
ПРИВЕТСТВЕННОЕ СЛОВО ПРЕДСЕДАТЕЛЯ СЕКЦИИ НЕФТЬ, ГАЗ, ГЕОЛОГИЯ»
Залогом эффективного развития нефтегазовой отрасли всегда являлось активное применение наукоемких технологий и решений. Не стала исключением и рентгеновская компьютерная томография, опыт применения которой в этой сфере насчитывает более 25 лет.
КТ-исследования находят свое место в классическом для себя направлении контроле качества материалов, являются основой для создания цифровых баз данных и электронных хранилищ, обеспечивают получение уникальных стереологических данных, являются основой для создания компьютерных моделей пород-коллекторов и физико- математического моделирования протекающих в них процессов.
Обсуждение текущих наработок, обмен опытом и знакомство с последними достижениями на конференции по КТ проходят при участии специалистов и пользователей из ведущих отечественных компаний и институтов.
Корост Дмитрий Вячеславович,
кандидат геолого-минералогических наук,
научный сотрудник кафедры
геологии и геохимии горючих ископаемых
геологического факультета МГУ им. МВ. Ломоносова

29
Сборник тезисов докладов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТОМОГРАФИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ СТРУКТУРЫ ИСКУССТВЕННЫХ ОБРАЗЦОВ
В. И. Исаев
1
, АР. Ликутов
2
, К. Ю. Шепель
1, 2
,
1
РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина, г. Москва;
2
ОАО «ВНИПИвзрывгеофизика», г. Раменское, Московская область
E-mail: isa@gubkin.ru, shepel@vnipivzryv.ru
Для исследования структуры образцов горных пород с каждым годом все более широкое применение получают методы неразрушающего контроля, позволяющие проводить регистрацию и анализ различных параметров горных пород без нарушения строения их структуры и целостности. Широко применяют эти методы в РГУ нефти и газа им. ИМ. Губкина, в ОАО «ВНИПИвзрывгеофизика», как показывают приведенные ссылки. В последнее время (2013–2015 гг.) нами проведены совместные исследования по изучению образцов горных пород с ОАО
«НПЦ «Тверьгеофизика» (г. Тверь) и с институтом геологии и нефтегазовых технологий при Казанском (Приволжском) федеральном университете (г. Казань) с использованием рентгеновских томографов, а также продолжаются совместные работы с ОАО «РциХимТех» (г. Ка- зань).
Особенно важно в настоящее время провести исследование изменений внутренней структуры искусственных и реальных образцов горной породы дои после воздействия внешних факторов (например дои после перфорации).
Эти исследования в значительной степени нами проведены.
Также метод рентгеновской томографии использован для анализа экспериментальных исследований заполнения каналов перфорации продуктами взрыва в зависимости от использования различных промывочных жидкостей при проведении перфорации.
Библиографический список
Исаев В. И, Ликутов АР, Шепель К. Ю, Галеев А. А, Стаценко Е. О.
1.
// Исследование структуры горных пород после перфорации перфоси- стемой «Спарка» с использованием рентгеновской томографии. Практическая микротомография // Материалы Всероссийской конференции ГНУ Почвенный институт имени В. В.
Докучаева
Россельхозакадемии, 2013, с. 156.
Стрельченко В. В,
Абросимов А. А,
Шумейко А. Э.
2.
// Применение компьютерной томографии для определения физико-химических свойств флюидов в горных породах // Практическая микротомография.

30
Рентгеноскопия и компьютерная томография
Материалы Всероссийской конференции ГНУ Почвенный институт имени В. В. Докучаева Россельхозакадемии. 2013, с. 184.
Мельничук ДА, Соколов Д. И, Шумейко А.
3. Э. // Прототипирование томографических объектов // Практическая микротомография. Материалы Всероссийской конференции ГНУ Почвенный институт имени В. В. Докучаева Россельхозакадемии. 2013, с. Пособие по выбору решений на базе компьютерной томографии
4. для задач современного производства. — ООО «Остек-СМТ», отдел технологий контроля, 2013.

31
Сборник тезисов докладов
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРСКИХ И ОЗЕРНЫХ ОСАДКОВ
Д. Р. Гилязетдинова, Д. В. Корост,
Московский государственный университет
имени М. В. Ломоносова, г. Москва
E-mail: gilyazetdinova_91@mail.ru
Рентгеновская компьютерная микротомография является одним из неинвазивных современных методов изучения характеристик состава и строения исследуемого вещества. Микротомография позволяет получить внутреннюю структуру объекта, основываясь на изменениях плотности и атомного состава вещества. Также этот метод позволяет рассчитать пористость и проницаемость исследуемых объектов.
Метод компьютерной микротомографии с успехом пользуется виз- учении морских донных осадков. В отличие от других методов изучения структур образцов, таких как литологические шлифы, растровая электронная микроскопия и др, микротомография позволяет более подробно изучить структуру породы, а также рассчитать процентные содержания различных фаз. Помимо этого, данный метод является наиболее наглядным, так как с помощью него можно визуализировать различные компоненты исследуемого объекта.
Основная цель данной работы — наглядно показать преимущества рентгеновской компьютерной микротомографии и принципы определения основных характеристик исследуемых образцов.
Данные, полученные после съемки морских осадков, позволяют понять процессы седиментации исследуемых отложений. Таким образом было идентифицировано три вида текстур в осадках Баренцева моря рис. 1). Каждая текстура отвечает определенной обстановке осадконакопления. Так, на рис. 1a изображен образец из оползневых отложений, на рис. 1б — отложения турбидитовых потоков и на рис. 1в — осадки сна- рушенной слоистостью. Как уже отмечалось выше, каждая текстура отвечает определенной обстановке осадконакопления, что позволяет понять энергию и тип среды, в которой происходило отложение осадков.
Помимо осадков Баренцева моря детально исследовались донные отложения озера Байкал, в частности грязевулканические отложения вулкана Новосибирск. Подробное деление осадка на литотипы с использованием данных макро- и микротомографии позволило выявить основные характеристики, присущие грязевулканическим отложениям озера Байкал. В целях изучения непосредственно вышеописанных осадков компьютерная томография стала незаменимым иснтрументом для выявления грязевулканических брекчий (рис. 2), распознание которых было затруднено на борту судна.

32
Рентгеноскопия и компьютерная томография
а
б
в
Рис. 1. Рентгеновские срезы и модели донных осадков
Рис. 2. модель распределения интракластов в грязевулканических отложениях озера Байкал
Библиографический список
Cuylaerts Myriam, Naudts Lieven, Casier Robbert, Khabuev Andrey V., Belousov
1.
Oleg V., Kononov Eugene E., Khlystov Oleg, Marc De Batist // Distribution and morphology of mud volcanoes and other fl uid fl ow-related lake-bed structures in Lake Baikal, Russia // Geo-Mar Lett., 2012, 32, р.383.
Staffi
ni Fabio, Spezzaferri Silvia, Aghib Fulvia
2.
// Mud diapirs of the mediterra- nean ridge: sedimentological and micropaleontological study of the mud brec- cia // riv. it. paleont. strat., 1993, р. 225.

33
Сборник тезисов докладов
ПРИМЕНЕНИЕ РЕНТГЕНОКОНТРАСТНЫХ АГЕНТОВ ДЛЯ
МИКРОТОМОГРАФИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД
О. А. Ковалева
1, 2
, ДА. Коробков
2
, ИВ. Якимчук
2
,
1
Московский физико-технический институт, г. Москва
2
Московский научно-исследовательский центр «Шлюмберже», г. Москва
E-mail: okovaleva@slb.com
Решение современных задач нефтедобычи требует использования высокотехнологичных методов прогнозирования разработки месторождений. Неотъемлемой частью изучения резервуара являются исследования на керне.
Среди методов исследования кернового материала в настоящее время все более популярным становится метод рентгеновской микро- томографии, который позволяет определить морфологию пористого пространства и оценить минеральный состав исследуемой породы, не разрушая образец. Входе такого рода исследований возникает ряд проблем, требующих отдельного рассмотрения.
Одной из проблем получения и анализа изображений горных пород является разрешение присутствующих на них мелких деталей. Даже мельчайшие структурные особенности могут сказываться на изучаемых петрофизических свойствах породы. К примеру, присутствующие в породе частицы глины размером менее 100 нм оказывают существенное влияние на такие важнейшие параметры породы, как ее смачиваемость и проницаемость. Входе представленной работы были рассмотрены следующие вопросы:
определение пористости керна с учетом пор, размер которых
1) сравним или меньше разрешения рентгеновского томографа;
увеличение контраста между различными жидкими и газовыми
2) фазами, находящимися внутри пористого пространства.
Экспериментально показано, что применение рентгеноконтрастных агентов при правильном подборе условий сканирования позволяет успешно решить обе задачи. Все эксперименты в данной работе проводились на образце Bentheimer sandstone с использованием в качестве рентгеноконтрастного агента водного раствора йодида калия в различных его концентрациях.
Определение пористости керна. Для определения пористости керна образец песчаника предварительно вакуумировался, после чего заполнялся высококонцентрированным водным раствором рентгеноконтрастного агента. Анализ полученных изображений (рис. 1–2) позволил оценить объемную долю пор, размер которых не превосходил разрешение томографа (≤2 мкм).
1   2   3


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал