Разработка конструкции портативного оборудования и комплекса измерительных методик для роботизированного технологического контроля геометрических и механических характеристик материалов и изделий, применяемых в машиностроительной и атомной отраслях по теме: «Изготовление и проведение испытаний экспериментальных образцов приборов iPoRTH. Оценка результатов исследований»

Объект прикладных исследований: экспериментальный образец портативного роботизированного твердомера, использующего принципы инструментального индентирования, и методики автоматизированного измерения механических свойств и характеристик высоты формы и шероховатости рельефа поверхности.Основная цель ПНИЭР: обеспечение возможности оперативного роботизированного контроля рельефа поверхности, твердости, модуля упругости, предела текучести, коэффициента и показателя деформационного упрочнения широкого круга конструкционных материалов и функциональных покрытий при помощи портативного (вес измерительного блока до 15 кг) и автономного (время работы без подзарядки до 10 часов или 300 измерений) прибора, работающего в автоматическом режиме и позволяющего проводить измерения на крупногабаритных элементах узлов и агрегатов изделий и механизмов, применяемых в машиностроительной и атомной отраслях, в том числе на габаритных заготовках, трубопроводах, элементах конструкции атомных и тепловых электростанций, а также функциональных металлических и композиционных гетерофазных конструкционных материалов нового поколения и деталей сложной формы, в том числе, полученных с использованием аддитивных технологий.Основными задачами, решенными в ходе выполнения работ по проекту, были: изготовление экспериментальных образцов iPoRTH, разработка радиоэлектронного обеспечения iPoRTH, написание и испытание программного обеспечения, необходимого для функционирования iPoRTH в автоматическом режиме измерения, апробация экспериментальных образцов на широком классе материалов.Разработано и протестировано программное обеспечение модуля беспроводной цифровой связи, обеспечивающее в автоматическом режиме передачу данных, полученных модулем оперативного контроля блоку сбора и обработки данных. На данном итоговом этапе работ по ПНИЭР были проведены исследовательские испытания изготовленных экспериментальных образцов iPoRTH в лабораторных и полевых условиях, путем которых проведена верификация предложенных алгоритмом и методики автоматического измерения твердости, модуля упругости и предела текучести, а также коэффициента и показателя деформационного упрочнения. Всесторонний анализ полученных данных позволил произвести корректировку технической документации и измерительных методик, что позволило улучшить эксплуатационные характеристики разработанного оборудования.Было испытано пользовательское программное обеспечение экспериментального образца iPoRTH, предназначенное для администрирования результатов измерений. Были апробированы методики, реализующие автоматизированную процедуру измерения твердости и модуля упругости (в лабораторных и полевых условиях). Проведены экспериментальные исследования с целью разработки методики измерения высоты, формы и шероховатости рельефа поверхности и методики измерения площади отпечатка, использующей информацию о контактном электрическом сопротивлении и данные оптической конфокальной микроскопии. Было разработано руководство по эксплуатации и откорректирована ЭКД на экспериментальный образец iPoRTH в целом. Проведена оценка полноты решения задачи и достижения поставленных целей ПНИЭР, эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Был разработан проект технического задания на проведение ОКР по созданию промышленного образца iPoRTH, включающего модуль оперативного контроля как независимо функционирующее автономное устройство.Область применения: контроль механических свойств крупных объектов в полевых условиях. Задача контроля механической прочности объектов в полевых условиях является особенно актуальной с точки зрения обеспечения надежности работы охлаждающих контуров АЭС и предотвращения техногенных катастроф на промышленных трубопроводах. Одним из основных факторов, ограничивающих время работы АЭС, является охрупчивание корпуса реактора и усталостное и коррозионное разрушение трубопроводов первого охлаждающего контура.Данный 3 этап является заключительным этапом ПНИЭР. По результатам проведенной оценки и обобщения результатов работы сформулированы предложения по доработке ЭКД для расширения функциональных возможностей разработанного прибора. На основании анализа полученных в ПНИЭР результатов подготовлен проект ТЗ на ОКР для разработки промышленного производства приборов данного типа, что является необходимым этапом для их внедрения в промышленности.Настоящий отчет состоит из двух частей: основной и приложений. Информация о ходе выполнения ПНИЭР и основных результатах, полученных при выполнении проекта, размещена в Интернет на веб-сайте ФГБНУ ТИСНУМ по адресу http://www.tisnum.ru/fcp.html.