Методы и средства вихретокового контроля нахлёсточных паяных соединений электрических машин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Горбунов Антон Евгеньевич

• Горбунов Антон Евгеньевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Горбунов Антон Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА НАХЛЁСТОЧНЫХ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОКОВЕДУЩИХ ШИН СТАТОРНЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, ДЕФЕКТОВ И МЕТОДОВ ИХ ВЫЯВЛЕНИЯ

1.1 Объект контроля, технология изготовления нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорных обмоток электрических машин

1.2 Дефекты нахлёсточных паяных соединений

1.3 Методы и средства неразрушающего контроля нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорных обмоток электрических машин

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВИХРЕТОКОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ НАХЛЁСТОЧНЫХ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОКОВЕДУЩИХ ШИН СТАТОРНЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

2.1 Взаимодействие электромагнитного поля с материалами токоведущих соединений

2.2 Обоснование принципа вихретокового контроля и конструкции вихретокового преобразователя

2.3 Моделирование процессов получения измерительной информации (сигналов) при взаимодействии двухэлементного тангенциального ВТП и ОК

2.3.1 Упрощенная модель взаимодействия тангенциальной катушки возбуждения и ОК

2.3.2 Построение приближенной геометрической модели ВТП и ОК

2.4 Источники погрешности моделирования и способы повышения точности моделирования

2.4.1 Критерии качества модели

2.4.2 Исследование точности моделирования взаимодействия ВТП и ОК

2.5 Информативные параметры сигналов двухэлементного тангенциального вихретокового преобразователя и их выделение

2.6 Мешающие параметры и отстройка от их влияния, оценка погрешностей измерения степени пропаянности

2.7 Выводы по главе

ГЛАВА 3 ИСПЫТАНИЯ ВИХРЕТОКОВЫХ СРЕДСТВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ НАХЛЁСТОЧНЫХ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОКОВЕДУЩИХ ШИН СТАТОРНЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ МОДЕЛИ И ПАРАМЕТРОВ ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

3.1 Обоснование и разработка конструкции вихретокового преобразователя для

контроля нахлёсточных паяных соединений

3.1.1 Подавление влияния девиации удельной электрической проводимости материала ОК на сигналы ВТП

3.2 Разработка испытательных образцов с искусственными дефектами

3.3 Экспериментальное исследование макета ВТП с применением испытательных образцов (верификация моделей процессов получения измерительной информации)

3.4 Оценка метрологических характеристик макета ВТП

3.5 Выводы по главе

ГЛАВА 4 ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ НАХЛЁСТОЧНЫХ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОКОВЕДУЩИХ ШИН СТАТОРНЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

4.1 Разработка основных положений метрологического обеспечения контроля нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорных обмоток

электрических машин

4.1.1 Требования к контрольным образцам

4.2 Оценка погрешностей измерения степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорных обмоток электрических машин

4.2.1 Погрешность измерения от девиации удельной электрической проводимости

4.2.2 Погрешность измерения от девиации геометрических параметров

4.3 Разработка методики неразрушающего контроля нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорных обмоток электрических машин

4.4 Выводы по главе

ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ВАЛИДАЦИЯ МЕТОДИКИ В РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

5.1 Экспериментальные исследования вихретокового преобразователя в производственных условиях

5.2 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акт внедрения

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Патент на изобретение

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и средства вихретокового контроля нахлёсточных паяных соединений электрических машин»

Актуальность темы исследования

В конструкции статоров некоторых типов гидро- и турбогенераторов большой мощности для соединения полуобмоток статора применяют промежуточные медные шины, электрическое соединение которых обеспечивается пайкой, в результате образуя нахлёсточное паяное соединение. Обеспечение надежности такого соединения является одной из важных задач при изготовлении и ремонте электрических машин, поскольку неполный пропай соединения приводит к уменьшению площади электрического контакта, т.е. уменьшению поперечного сечения проводника и увеличению его электрического сопротивления. Таким образом, при протекании рабочих токов по статорной обмотке на паяных соединениях с дефектами пайки образуются места локальных перегревов с выделением значительного количества тепла, способного плавить припой паяного соединения, приводя к еще большему разрушению пайки. Дефекты соединительных шин ведут к потере мощности и становятся причиной четверти всех случаев выходов электрических машин из строя и аварий на энергетических объектах. Большинство известных видов и методов неразрушающего контроля не применимо для решения задачи контроля пайки нахлёсточных паяных соединений шин статоров ввиду особенностей геометрии и выбора материалов объекта контроля. Обнаружение и оценка величины внутренних дефектов нахлёсточных паяных соединений не производится, т.е. время работы установки до отказа не может быть установлено, в связи с чем задача контроля этих соединений важна и актуальна.

Степень разработанности темы исследования

Для контроля качества пайки элементов статора электрических машин используют визуально-оптический, ультразвуковой и вихретоковый виды неразрушающего контроля, Герасимова Л.П., Ростик Г.В., Абрамов А.И., Извеков В.И., Серихин Н.А.

Накладные вихретоковые преобразователи описываются в работах Сясько В.А., Потапова А.И., Троицкого В.А., Власова К.В., Боброва А.Л., Учанина В.Н.

Экранные вихретоковые преобразователи описываются в работах Коротеева М.Ю., Сясько В.А., Ройтгарца М.Б., Соломенчука П.В., Фащука В.И.

П-образные вихретоковые преобразователи описываются в работах Когана Л.Х., Ничипурук А.П., Розенфельд Е.В., Сташкова А.Н.

Тангенциальные преобразователи подавляющем большинстве используются для контроля изделий из углепластика и специализируются на детектировании трещин и определении расслоений, описаны в работах Mizukami, К., Mizutani, Y., Ктига, К., Сясько В.А., Чертова Д.Н., Шкатова П.Н., Дидина Г.А.

Объектом исследования является вихретоковый неразрушающий контроль нахлёсточных паяных соединений.

Предметом исследования являются процессы формирования вихревых токов в нахлёсточных паяных соединениях, получение, анализ и обработка сигналов тангенциальных измерительных преобразователей.

Целью исследования является разработка вихретоковых средств неразрушающего контроля нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорной обмотки электрических машин для измерения степени пропаянности в процессе производства.

Идея исследования: использование двух обмоток возбуждения, расположенных тангенциально к плоскости паяного соединения по разные стороны нахлёсточного паяного соединения и включенных последовательно синфазно, обеспечивает чувствительность к дефектам нахлёсточных паяных соединений.

Задачи исследования:

1. Анализ объекта контроля, процессов образования дефектов пайки нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорной обмотки электрических машин и методов их выявления.

2. Моделирование процессов взаимодействия вихревых токов с материалом объекта контроля в зоне нахлёсточного паяного соединения.

3. Разработка алгоритмов обработки первичных измерительных сигналов при вихретоковом контроле нахлёсточных паяных соединений.

4. Разработка вихретокового преобразователя для контроля нахлёсточных паяных соединений.

5. Обоснование и разработка испытательных образцов нахлёсточных паяных соединений с искусственными дефектами.

6. Экспериментальные исследования вихретокового преобразователя с целью установления его параметров и адекватности основных положений модели взаимодействия вихревых токов с материалом объекта контроля в зоне нахлёсточного паяного соединения.

7. Обоснование и разработка основных положений методики измерения степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин с применением разработанных средств вихретокового контроля.

8. Разработка принципов метрологического обеспечения измерения степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин с применением разработанных средств вихретокового контроля.

9. Экспериментальные исследования разработанных технических средств и методики с использованием испытательных образцов и реальных паяных соединений.

10. Практическое применение разработанных методических и аппаратных средств неразрушающего контроля в реальных условиях.

Научная новизна работы:

1. Обосновано использование двух обмоток возбуждения, включенных последовательно синфазно и расположенных тангенциально к плоскости нахлёсточного паяного соединения по разные стороны от него, обеспечивающее чувствительность к дефектам пайки нахлёсточных паяных соединений за счет формирования вихревых токов, содержащих ненулевую нормальную пространственную составляющую.

2. Разработана конечно-элементная модель процессов взаимодействия двухэлементного вихретокового преобразователя с расположенными тангенциально катушками с нахлёсточным паяным соединением с заложенными искусственными дефектами, имитирующими реальные, учитывающая процессы возбуждения вихревых токов с учетом мешающих параметров, обусловленных геометрическими и электрическими параметрами шин статорных обмоток, позволяющая рассчитать распределение плотности вихревых токов в контролируемой зоне нахлёсточного паяного соединения, необходимую чувствительность измерительного преобразователя и оценить погрешность измерения степени пропаянности.

3. На основе разработанной конечно-элементной модели обоснован принцип активного экранирования тыльного магнитного поля вихретокового измерительного преобразователя от влияния электропроводящих элементов статорной обмотки, расположенных вне зоны контроля.

Соответствие паспорту специальности:

Полученные научные результаты соответствуют паспорту специальности 2.2.8. Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды по пунктам:

1. «Научное обоснование новых и совершенствование существующих методов, аппаратных средств и технологий контроля, диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды, способствующее повышению надёжности изделий и экологической безопасности окружающей среды»;

3. «Разработка, внедрение, испытания методов и приборов контроля, диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды, способствующих повышению надёжности изделий и экологической безопасности окружающей среды».

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Получены зависимости конечно-элементной модели, позволяющие проводить исследования влияния параметров чувствительных измерительных преобразователей с погрешностью расчетов сигналов не выше 1,5%.

2. Разработана конструкция двухэлементного вихретокового преобразователя с расположенными тангенциально катушками и активным экранированием для измерения степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений токоведущих медных шин статорных обмоток электрических машин.

3. Обоснованы и предложены методические основы измерения степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений токоведущих медных шин статорных обмоток электрических машин с применением разработанного преобразователя, обеспечивающие выявление непропаев и измерение степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений с относительной погрешностью измерений не более 5%.

4. Результаты исследования внедрены в производственный процесс на предприятии ООО «КОНСТАНТА» с получением акта внедрения (акт внедрения №4 от 05.11.2024 г., Приложение А).

Методология и методы исследования

Для расчета параметров вихретокового преобразователя использовался метод формализации. Для исследования взаимодействия вихретокового преобразователя и объекта контроля использовались методы моделирования, в частности, метод конечных элементов. Исследование алгоритмов выделения информативного параметра сигнала преобразователя проводилось с применением методов математического моделирования. Для получения сигналов с макетов преобразователя на контрольных образцах использовались экспериментальные методы исследования.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Разработанная конечно-элементная модель процессов взаимодействия двухэлементного вихретокового преобразователя с расположенными тангенциально катушками и нахлёсточного паяного соединения с заложенными искусственными дефектами, имитирующими реальные, учитывающая процессы возбуждения вихревых токов с учетом мешающих параметров, обусловленных геометрическими и электрическими параметрами шин статорных обмоток, позволяет рассчитать картину и распределение плотности вихревых токов в

контролируемой зоне нахлёсточного паяного соединения, геометрические и электрические параметры измерительного преобразователя, а также оценить погрешность измерения степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений.

2. Разработанные основные положения методики контроля, основанные на применении двухэлементного вихретокового преобразователя с расположенными тангенциально катушками и комплекта контрольных образцов рассчитанной формы для имитации степени пропаянности 0% и 100%, а также рассчитанные зависимости влияния информативных и мешающих параметров на сигналы измерительного преобразователя, обеспечивают измерение степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений токоведущих медных шин статорных обмоток электрических машин в диапазоне 0%-100% с относительной погрешностью измерений не более 5% в производственных условиях.

Степень достоверности результатов исследования

Достоверность научных положений, выводов и заключений подтверждается применением стандартизованных методов неразрушающего контроля, получением статистически значимых экспериментальных результатов, удовлетворительным совпадением экспериментальных результатов с теоретическими исследованиями и результатами численного моделирования.

Апробация результатов. проведена на 4 научно-практических мероприятиях с докладами, в том числе на 2 международных. За последние 3 года принято участие в 3 научно-практических мероприятиях с докладами, в том числе на 2 международных:

1. XVIII Международный форум-конкурс студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы недропользования», Санкт-Петербург, 15-21 мая 2022 г.

2. XXXIV Уральская конференция с международным участием «Физические методы неразрушающего контроля (Янусовские чтения)», Пермь, 20-21 апреля 2023 г.

3. XXIII Всероссийская научно-техническая конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике, Москва, 23-25 октября 2023 г.

4. Молодежная научно-техническая конференция в рамках XII Международного промышленного Форума «Территория NDT 2025», 1-3 апреля 2025 г.

Личный вклад автора в работу заключается в постановке целей и задач теоретических и экспериментальных исследований; обзорном исследовании зарубежной и отечественной научной литературы по теме исследования; разработке конечно-элементной модели взаимодействия двухэлементного вихретокового преобразователя тангенциального типа с активным экранированием и объекта контроля с моделями дефектов, имитирующими реальные; разработке конструкции и исследовании характеристик преобразователя; разработке основных положений методики контроля степени пропаянности нахлёсточных паяных соединений; подготовке публикаций по теме исследования.

Публикации результатов диссертационной работы

Результаты диссертационной работы в достаточной степени освещены в 7 печатных работах (пункты списка литературы № 13, 14, 15, 16, 17, 82, 90), опубликованных в рецензируемых научных изданиях, в том числе в 2-х статьях -в изданиях из перечня рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук, в 2-х статьях - в изданиях, входящих в международную базу данных и систему цитирования Scopus. Получен 1 патент на изобретение (пункт списка литературы № 55, Приложение Б).

Структура работы. Диссертация состоит из оглавления, введения, пяти глав с выводами по каждой из них, заключения, списка литературы, включающего 95 наименований и 2 приложений. Диссертация изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 57 рисунков, 3 таблицы и 10 формул.

Благодарности. Автор выражает благодарность и искреннюю признательность доктору технических наук, доценту Сясько Владимиру Александровичу за неоценимую помощь при формировании общей структуры и

постановке целей и задач исследования, а также за предоставленную материально-техническую базу для проведения экспериментальных исследований Автор выражает особую благодарность Соломенчуку Павлу Валентиновичу за ценные консультации в процессе исследования и неоценимую помощь при формировании общей структуры и главной идеи диссертационного исследования.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА НАХЛЁСТОЧНЫХ

ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОКОВЕДУЩИХ ШИН СТАТОРНЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, ДЕФЕКТОВ И МЕТОДОВ ИХ

ВЫЯВЛЕНИЯ

1.1 Объект контроля, технология изготовления нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорных обмоток электрических машин

В многообразии конструкций турбогенераторов и других электрических машин высокой мощности существуют статоры, в которых элементы обмотки соединяются при помощи промежуточных медных шин с применением пайки, образуя нахлёсточные паяные соединения. Неполный пропай и иные дефекты пайки таких соединений изменяют площадь электрического контакта токоведущего соединения при неизменных нагрузках на электрическую машину, что становится источником локальных перегревов, приводящих к дальнейшему разрушению пайки. Дефекты соединительных шин ведут к потере мощности и становятся причиной четверти всех случаев аварий и выходов генераторов из строя, в связи с чем задача контроля качества этих соединений важна и актуальна [64, 95].

Турбогенераторы - синхронные электрические машины, вырабатывающие электроэнергию при непосредственном соединении с паровыми турбинами на тепловой или атомной электростанциях путем преобразования механического вращения ротора в электрическую энергию на обмотках статора. В конструкцию неподвижного статора турбогенератора входят: корпус, наружные (торцевые) щиты, элементы системы охлаждения, сердечник и обмотки [2]. Статорная обмотка турбогенератора представляет собой двухслойную стержневую петлевую обмотку, каждый стержень которой имеет два или четыре параллельных столбика элементарных проводников, спаянных между собой. Соединение полученных стержней происходит в лобовой части статора (рисунок 1.1), при помощи различных по конструкции паяных соединений.

Рисунок 1.1 - Статорная обмотка турбогенератора [45] В конструкции статоров некоторых типов турбогенераторов высокой мощности электрическое соединение токоведущих обмоток обеспечивается посредством промежуточных медных шин, также называемых медными головками [32, 67]. Стержень каждой полуобмотки при помощи пайки соединяется с медной головкой в специальном пазу (рисунок 1.2) [1, 35], и называется «наконечником» или «головкой» полуобмотки. В паре образованных наконечников полуобмоток верхнего и нижнего рядов медные шины устанавливаются внахлёст и соединяются между собой при помощи пайки внешний вид которого представлен на рисунке 1.3. Согласно [20] паяное соединение, в котором паяемые элементы соединены частично перекрывающимися взаимно параллельными поверхностями, является нахлёсточным паяным соединением. Нахлёсточные паяные соединения описанной конструкции и геометрии производятся преимущественно на заводе НПО «ЭЛСИБ».

Рисунок 1.2 - Эскиз нахлёсточного паяного соединения медных головок статорной обмотки турбогенератора [составлено автором]

Рисунок 1.3 - Фотография нахлёсточного паяного соединения токоведущих шин статорной обмотки турбогенератора ТВФ-120-2 [составлено автором] На предприятии АО «Силовые машины» встречаются нахлёсточные паяные соединения аналогичной конструкции, но с отличающейся геометрией медных головок (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Эскиз нахлёсточного паяного соединения токоведущих шин статорной обмотки турбогенератора [составлено автором] В некоторых серийных турбогенераторах, например ТВФ-100-2, применяется схожая конструкция нахлёсточных паяных соединений наконечников стержней полуобмоток верхнего и нижнего рядов статорной обмотки, где до пайки наконечники дополнительно стягиваются при помощи болта (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Конструкция узла соединения стержней полуобмоток, оснащенных наконечниками и стягиваемых болтом [составлено автором] Спайка шин производится газопламенной пайкой с использованием серебряно-оловянного припоя ПСр-15, в состав которого входит 15% серебра, 80% меди и 5% фосфора [22]. Применение этого припоя обеспечивает необходимый электрический контакт даже при пайке 50% поверхности, при этом

образованные паяные соединения имеют большую механическую прочность и не стареют в процессе длительной эксплуатации. После нанесения припоя на соединение производится нагрев до температуры от 800°С до 850°С при помощи индукционной горелки [21, 31].

Сами медные шины в составе паяных соединений изготавливаются из меди М1 (СиЕТР) [26, 83] и имеют соответствующий протокол, подтверждающий соответствие химического состава марки М1.

На основе проведенного анализа сформулированы основные пункты задачи неразрушающего контроля объекта исследования. Объект контроля (ОК) -нахлёсточное паяное соединение двух пластин из меди М1 с применением серебряно-оловянного припоя, нанесенного на всю площадь сопряжения двух пластин, доступ к которому возможен с трех сторон. Контролируемая зона ОК -объем части ОК, ограниченный по длине, ширине и толщине ОК (рисунок 1.6). Контролируемый параметр - степень пропаянности соединения, выраженная как отношение площади фактического электрического контакта пластин к площади пространственного сопряжения пластин. Задача контроля состоит в измерении степени пропаянности ОК.

Рисунок 1.6 - Контролируемая зона ОК [составлено автором]

Различные серии турбогенераторов в конструкции статорной обмотки применяют отличающиеся по геометрии паяные соединения медных шин. Из всего многообразия конструктива паяных соединений были выбраны соединения с минимальными и максимальными размерами контролируемой зоны (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Наиболее распространенные конфигурации нахлёсточных паяных соединений обмоток туброгенераторов [составлено автором]

Номер паяного соединения Размеры контролируемой зоны, мм

Длина Ширина Толщина

73402-075 58 75 30

73402-075-01 42 72 22

78402-077 37 64 20

1.2 Дефекты нахлёсточных паяных соединений

Обеспечение надежности электрического соединения токоведущих элементов статорной обмотки является одной из важных задач при изготовлении и капитальном ремонте электрических машин. Неполный пропай соединения приводит к уменьшению площади электрического контакта, т.е. уменьшению поперечного сечения проводника и увеличению его электрического сопротивления. При протекании больших токов через проводник с большим сопротивлением выделяется значительное количество тепла. Вызванные локальные перегревы ведут к расплавлению припоя соединения, приводя к дальнейшему разрушению. Таким образом, наличие дефектов паяных соединений статорной обмотки приводит к потере мощности до десятков кВт и выводу соединения из строя, приводя к увеличению объемов и сроков ремонтных работ, остановкам или авариям на энергетических объектах. Около четверти всех аварий и отказов турбогенераторов связано именно с дефектами пайки соединительных шин [64, 85], что обусловливает необходимость проведения своевременного контроля качества паяных соединений при изготовлении и обслуживании машин.

Образование локальных повреждений в области паяных соединений обусловлено тепловыми, механическими, химическими и эрозионными

процессами [12, 24, 66]. Причины образования дефектов контролируемых соединений могут быть разными:

1. Существенное влияние оказывает подготовка паяемых поверхностей. Наличие загрязнений или посторонних включений в плоскости, некачественная обработка перед пайкой могут привести к недостаточной смачиваемости поверхностей или незатеканию припоя и, соответственно, к неполной пропаянности соединения.

2. Соответствие составов флюса и припоя требованиям, указанным в стандартах, а также их количество на соединении. Недостаточное количество флюса, его повышенная вязкость и др. ведет к неудовлетворительной смачиваемости соединения. Неудовлетворительное качество или недостаточное количество припоя также приводит к неполному заполнению зазора элементов соединения. Чрезмерное количество припоя ведет к усиленной эрозии соединения.

3. Время и температура прогрева соединения. Быстрое и неравномерное охлаждение припоя может приводить к образованию усадочных раковин. Неправильный температурный режим прогрева до и в процессе пайки также оказывает влияние на смачиваемость элементов соединения и увеличивает риск образования дефектов.

4. Деформации в соединении, вызываемые либо механическим воздействием, либо температурным напряжениями в соединении и приводящие к образованию трещин в паяном соединении.

В основном, отказы генераторов, вызванные дефектами статора, происходят в результате ослабления креплений соединительных шин и лобовых частей, усталостными изломами и нарушениями пайки стержней. Так, вследствие нормального режима эксплуатации электрической машины на обмотку статора воздействуют электродинамические усилия и инерционные усилия, которые в совокупности приводят к вибрации лобовых частей электрической машины, что часто проявляется в ослаблении креплений обмотки статора [61, 62, 63].

В местах паяных соединений наблюдаются трещины, которые наиболее часто образуются на границе пайки стержня к наконечнику. Также паяные соединения подвержены коррозии, приводящий к образованию неплотностей и утечек в местах соединения стержня к наконечнику.

Для нахлёсточных паяных соединений наиболее распространенным и серьезным дефектом является неудовлетворительное качество пайки, причиной которого может быть как недостатки технологии пайки, так и неудовлетворительное качество применяемого припоя. Так, применяемые серебряные припои требуют прогрева до высоких температур (850 С), однако медные шины ввиду высокой теплопроводности существенно увеличивают зону термического влияния.

Среди дефектов пайки, характерных для нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорной обмотки [20, 24], стоит выделить основные:

• непропай, частичное или полное незаполнение паяльного зазора припоем;

• неспай, отсутствие сцепления между паяемыми материалами;

• включения флюса;

• перегрев элементарных проводников вблизи зоны пайки;

• образование трещин при старении припоев.

Самым распространенным дефектом пайки нахлёсточных паяных соединений медных головок статоров как электрического соединения является непропай или непропаянные места, ведущие к образованию пустот внутри паяного соединения.

Качество паяного соединения характеризуется количеством непропаянных мест, размерами и общей площадью непропаев. Для обобщения этих параметров применяется термин «степень пропаянности», под которым подразумевается отношение текущей площади электрического контакта элементов соединения к площади зоны сплавления, измеряемое в процентах.

Таким образом, путем нахождения дефектов в ОК по типу непропая и обнаружение общего числа непропаянных мест можно обеспечить измерение степени пропаянности ОК, для чего с применением методов неразрушающего

контроля необходимо определить величину текущей площади электрического контакта ОК. Т.е. контролируемым параметром является площадь электрического контакта нахлёсточного паяного соединения медных шин статорной обмотки турбогенератора.

1.3 Методы и средства неразрушающего контроля нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин статорных обмоток электрических машин

Контроль качества паяных соединений описан в [24], где регламентируются как неразрушающий, так и разрушающий контроль.

Разрушающий контроль применяют для выявления макро- и микроскопических дефектов методами вскрытия и технологической пробы. Разрушение нескольких реальных образцов соединений применяется, как правило, для отладки технологии и режима пайки ОК. Однако в процессе изготовления и капитального ремонта турбогенераторов контроль качества пайки медных шин готовой статорной обмотки с применением методов разрушающего контроля нецелесообразен и трудоемок.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Горбунов Антон Евгеньевич, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамов, А. И. Проектирование гидрогенераторов и синхронных компенсаторов: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. / А. И. Абрамов, А. В. Иванов-Смоленский. - М. : Высш. Шк., 2001. - 389 с. ISBN 5-06004090-9

2. Антонюк, О. В. Турбогенераторы с воздушным охлаждением мощностью до 350 МВт / О. В. Антонюк // Доклад на конференции Russian Power.

- СПб : ОАО «Силовые машины», 2009.

3. Артемьев, Б. Г. Справочное пособие для работников метрологических служб / Б. Г. Артемьев, С. М. Голубев. - В 2 кн. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Изд-во стандартов, 1990. - 428 с. ISBN 978-5-7050-0523-9

4. Артемьев, Б. Г. Поверка и калибровка средств измерений / Б. Г. Артемьев, Ю. Е. Лукашов. - М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2006 г.; ISBN: 5-70500483-4.

5. Бакунов, А. С. Вихретоковый неразрушающий контроль в дефектоскопии металлоизделий / А. С. Бакунов, А. Г. Ефимов // Контроль. Диагностика. - 2009. - № 4. - С. 21-22.

6. Бобров, А. Л. Основы вихретокового неразрушающего контроля: учебное пособие / А. Л. Бобров, К. В. Власов, С. А. Бехер. - Новосибирск : Изд-во СГУПСа, 2019. - 98 с.

7. Верхотуркин, Е. Ю. Интерфейс и генерирование сетки в ANSYS Workbench : учебное пособие по курсу «Геометрическое моделирование в САПР» / Е. Ю. Верхотуркин, В. Н. Пащенко, В. Б. Пясецкий. - Москва : Изд-во МГТУ им. Баумана, 2013. - 64 с.

8. Вихретоковый контроль качества пайки токоведущих соединений электрических машин. I. Общие принципы / Е. В. Розенфельд, А. П. Ничипурук, Л. Х. Коган, Б. А. Худяков. - Текст : электронный // Дефектоскопия. - 2016. - Т. 1.

- № 4. - URL: https://defectoskopiya.ru/article/view/1893 (дата обращения: 22.05.2025).

9. Вихретоковый контроль качества пайки токоведущих соединений электрических машин. II. Эксперимент / Л. Х. Коган, А. П. Ничипурук, Е. В. Розенфельд, Б. А. Худяков. - Текст : электронный // Дефектоскопия. - 2016. - Т. 1. - № 4. - URL: https://defectoskopiya.ru/article/view/1894 (дата обращения: 22.05.2025).

10. Герасимов, В. Г. Методы и приборы электромагнитного контроля / В. Г. Герасимов, В. В. Клюев, В. Е. Шатерников. - М. : Спектр, 2010. - 256 с. ISBN 978-5-904270-12-4

11. Герасимов, В. Г. Решение некоторых задач вихретоковой дефектоскопии посредством математического моделирования / В. Г. Герасимов, А. Д. Покровский, В. В. Сухоруков // Электромагнитные методы неразрушающего контроля. - Минск : Наука и техника, 1971. - С. 110-120.

12. Герасимова, Л. П. Контроль качества сварных и паяных соединений: справ. изд. / Л. П. Герасимова. - М. : Интермет Инжиниринг, 2007. - 376 с. ISBN 5-89594-137-0.

13. Горбунов, А. Е. Неразрушающий вихретоковый контроль остаточной толщины стенок трубопроводов под изоляцией с использованием нестационарного электромагнитного поля / А. Е. Горбунов. - Текст : электронный // Актуальные проблемы недропользования: тезисы докладов XVIII Международного форума-конкурса студентов и молодых ученых, Санкт-Петербург, 15-21 мая 2022 года. Том 3. - Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский горный университет, 2022. - С. 20-21. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50228452 (дата обращения: 22.06.2025).

14. Горбунов, А. Е. Измерение степени пропаянности соединения токоведущих шин турбогенераторов с использованием тангенциального вихретокового преобразователя с активным экранированием / А. Е. Горбунов, А. Е. Ивкин, П. В. Соломенчук // Физические методы неразрушающего контроля (Янусовские чтения): Тезисы докладов XXXIV Уральской конференции с международным участием, Пермь, 20-21 апреля 2023 года. - Пермь : Федеральное

государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, 2023. - С. 36-37.

15. Горбунов, А. Е. Тангенциальный вихретоковый преобразователь для контроля нахлёсточных паяных соединений токоведущих шин электрических машин / А. Е. Горбунов, А. Е. Ивкин, П. В. Соломенчук. - Текст : электронный // Дефектоскопия. - 2023. - Т. 0. - № 11. - С. 54-56. - URL: https://joumals.rcsi.stience/0130-3082/artide/view/233691 (дата обращения: 13.05.2025).

16. Горбунов, А. Е. Моделирование двухэлементного вихретокового преобразователя тангенциального типа с активным экранированием для контроля паяных соединений / А. Е. Горбунов, П. В. Соломенчук // Умные технологии НК. Единство теории и практики : Сборник трудов XXIII Всероссийской конференции по неразрушающему контролю и технической диагностике, Москва, 23-25 октября 2023 года. - Москва : Издательский дом «Спектр», 2023. - С. 145-149.

17. Горбунов, А. Е. Подавление влияния мешающих параметров при контроле нахлёсточных паяных соединений электрических машин / А. Е. Горбунов, П. В. Соломенчук, А. С. Уманский // Контроль. Диагностика. - 2025. -Т. 28. - № 6. - С. 4-11.

18. ГОСТ 1.25-76. Метрологическое обеспечение. Основные положения : государственный стандарт Союза ССР : издание официальное : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 09.11.1976 № 2503 : введен впервые : дата введения 1977-0701. - М. : Издательство стандартов, 1986. - 13 с.

19. ГОСТ 1535-2016. Межгосударственный стандарт. Прутки медные. Технические условия. национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом казом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 августа 2016 г. No 927-ст : введен впервые : дата введения 2017-04-01 / Разработан Техническим комитетом по стандартизации ТК 106 «Цветметпрокат», Научно-исследовательским, проектным и конструкторским институтом сплавов и

обработки цветных метал- лов «Акционерное общество «Институт Цветметобработка» (АО «Институт Цветметобработка»). - Москва : Стандартинформ, 2016. - 16 с.

20. ГОСТ 17325-79. Пайка и лужение. Основные термины и определения. - . Введ. 01.01.81 / Сварка, пайка и термическая резка металлов. Ч. 1. М.: Изд-во стандартов, 1990. С. 57-68.

21. ГОСТ 17349-79. Пайка. Классификация способов. - Введ. 1981-01-01. -М.: Издательство стандартов, 1981. - 4 с.

22. ГОСТ 19738-2015. Припои серебряные. Марки. - Введ. 2017-01-01. -М.: Стандартинформ, 2016. - 19 с..

23. ГОСТ 23829-85. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения - Введ. 1987-01-01 - М.: Издательство стандартов, 1986.- 19 с.

24. ГОСТ 24715-81. Соединения паяные. Методы контроля качества. -М.: ИПК Изд-во стандартов, 1983. - 12 с.

25. ГОСТ 27333-87. Контроль неразрушающий. Измерение удельной электрической проводимости цветных металлов вихретоковым методом. - Введ. 1988-07-01 - М.: Издательство стандартов, 2004. - 6 с.

26. ГОСТ 859-2014. Медь. Марки. - Взамен ГОСТ 859-2001; введ. 01.07.2015. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2015. - 5 с.

27. ГОСТ Р 56542-2019 Национальный стандарт российской федерации контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. Non- destructive testing. Classification of types and method». - Москва. - ИПК Издательство стандартов. - 2019. - 10 с.

28. ГОСТ Р 8.736-2011. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. - Москва: Стандартинформ, 2011 -21 с..

29. ГОСТ Р ИСО 12718-2009. Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Термины и определения. -- Введ. 01.12.2010. - М.: Стандартинформ, 2011. - 35 с.

30. ГОСТ Р ИСО 15549-2009. Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Основные положения. Введ. 01.01.2011. - М.: Стандартинформ, 2011. - 7 с.

31. ГОСТ Р ИСО 857-2-2009. Сварка и родственные процессы. Процессы пайки. Термины и определения. - Введ. 2010-07-01. - М.: Издательство стандартов, 2009. - 23 с.

32. Гурвич, В. С. Справочник по ремонту турбогенераторов / В. С. Гурвич, И. Я. Гурьев, Каллуновский М. И.; ред. П. И. Устинов. - М. : Энергия, 1978. - 480 с.

33. Демирчян, К. С. Моделирование магнитных полей / К. С. Демирчян. -Л. : Энергия, 1974. - 288 с.

34. Денисенко, В. В. Компьютерное управление технологическими процессами, экспериментом, оборудованием / В. В. Денисенко. - М. : Горячая линия-Телеком, 2013. - 606 с.

35. Извеков, В. И. Проектирование турбогенераторов: учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. / В. И. Извеков, Н. А. Серихин, А. И. Абрамов. -М. : Издательство МЭИ, 2005. - 440 с.

36. Инженерный анализ в ANSYS Workbench: Учебное пособие / В. А. Бруяка, В. Г. Фокин, Е. А. Солдусова [и др.]. - Самара : Самарский гос. технический ун-т, 2010. - 271 с.

37. Клюев, В. В. Вихретоковый контроль: современное состояние и перспективы развития / В. В. Клюев, Ю. К. Федосенко, В. Ф. Мужицкий // В мире неразрушающего контроля. - 2007. - № 2. - С. 4-9.

38. Клявлин, А. ANSYS, INC.: Современные методы моделирования электромагнитного поля / А. Клявлин // «САПР и Графика». - 2011. - № 6 (176). -С. 52-54.

39. Коган, Л. Х. Вихретоковый контроль качества пайки сверхпроводящих токоведущих соединений с учетом влияния вариации их сечения на результаты контроля / Л. Х. Коган, А. Н. Сташков, А. П. Ничипурук. -Текст : электронный // Дефектоскопия. - 2019. - С. 20-28.

40. Коган, Л. Х. Контроль качества пайки боковых стенок хомутов в токоведущих соединениях электрических машин с учетом влияния их размеров / Л. Х. Коган, А. Н. Сташков, А. П. Ничипурук // Дефектоскопия. - 2022. - № 12. -С. 59-69.

41. Константа — Приборы неразрушающего контроля. URL: https://constanta.ru (дата обращения: 23.05.2025). Текст : электронный/

42. Контроль качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов на заводе «Электросила» / В. А. Сясько, М. Б. Ройтгарц, М. Ю. Коротеев, П. В. Соломенчук. - Текст : электронный // В мире неразрушающего контроля. - 2010. - № 2(56). - С. 40-43.

43. Коротеев, М. Ю. Вихретоковый контроль качества паяных соединений стержней статорных обмоток турбогенераторов : специальность 05.11.13 "Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий" : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Коротеев Михаил Юрьевич, 2014. - 134 с.

44. Коротеев, М. Ю. Расчет параметров вихретоковых преобразователей для контроля качества пайки стержней статорной обмотки турбогенераторов / М. Ю. Коротеев. - Текст : электронный // Естественные и технические науки. - 2014. - № 2. - С. 195-204. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21446206 (дата обращения: 13.05.2025).

45. НПО «ЭЛСИБ» ОАО: dedmaxopka — ЖЖ. URL: https://dedmaxopka.livejournal.com/57880.html (дата обращения: 20.05.2025). Текст : электронный.

46. Оптические измерения температур по собственному излучению при контроле элементов электрических машин и устройств / В. И. Завидей, С. В. Милованов, М. А. Вихров, В. А. Головичер // Энергетик. - 2008. - № 2. - С. 28-30.

47. Оптические методы измерения температур при контроле элементов систем охлаждения турбогенераторов / В. И. Завидей, С. В. Милованов, М. А. Вихров, В. А. Головичер // Энергетик. - 2008. - № 5. - С. 45.

48. Основы теоретической электротехники: учебное пособие / Ю. А. Бычков, В. М. Золотницкий, Е. Б. Соловьева [и др.]. - 2-е изд., стер. - Санкт-Петербург : Лань, 2022. - 592 с.

49. Патент № 2567736 С1 Российская Федерация, М. G. 27/90. Способ неразрушающего контроля качества пайки токоведущих соединений: № 2014132608/28: заявл. 07.08.2014: опубл. 10.11.2015 / Л. Х. Коган, А. П. Ничипурук, Е. В. Розенфельд, Б. А. Худяков; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН). - 13 с.

50. Патент № 2572791 С2 Российская Федерация, М. G. 27/90. Способ оценки качества паяного соединения обмоток электрических машин: № 2014100835/28: заявл. 10.01.2014: опубл. 20.01.2016 / А. И. Потапов, В. А. Сясько, М. Ю. Коротеев, П. В. Соломенчук; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «КОНСТАНТА». - 12 с.

51. Патент № 2704011 С1 Российская Федерация, М. G. 27/90. Устройство для контроля качества паяного соединения обмоток электрических машин: № 2018118925: заявл. 22.05.2018: опубл. 23.10.2019 / В. И. Фащук; заявитель ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ЗАВОД «ЭЛЕКТРОТЯЖМАШ». - 9 с.

52. Патент № 2726910 С1 Российская Федерация, М. G. 27/90, Н. 4/68, Н. 6/00. Способ вихретокового контроля качества пайки соединений токоведущих шин сверхпроводящих электромагнитов: № 2019131995: заявл. 09.10.2019: опубл. 16.07.2020 / Л. Х. Коган, А. Н. Сташков; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михееева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН). - 15 с.

53. Патент № 2778621 С1 Российская Федерация, М. G. 27/90. Вихретоковый преобразователь для контроля качества углепластиковых объектов : № 2021129679 : заявл. 12.10.2021 : опубл. 22.08.2022 / П. Н. Шкатов, А.

А. Ермолаев; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет». - 13 с.

54. Патент № 2796194 С1 Российская Федерация, М. G. 27/90. Вихретоковый преобразователь для дефектоскопии: № 2022130396: заявл. 23.11.2022: опубл. 17.05.2023 / П. Н. Шкатов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет». - 22 с.

55. Патент № 2808437 С1 Российская Федерация, М. G. 27/90. Вихретоковый преобразователь тангенциального типа с активным экранированием: № 2023116472: заявл. 13.07.2023: опубл. 28.11.2023 /

A. Е. Горбунов, А. Е. Ивкин, В. А. Сясько; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет». - 10 с.

56. Патент № 2813477 С1 Российская Федерация, М. G. 27/90. Вихретоковый преобразователь для дефектоскопии: № 2023132312: заявл. 07.12.2023: опубл. 12.02.2024 / П. Н. Шкатов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА-Российский технологический университет». - 19 с.

57. Потапов, А. И. Неразрушающие методы и средства контроля толщины покрытий и изделий. Научное, методическое, справочное пособие / А. И. Потапов,

B. А. Сясько. - СПб : Гуманистика, 2009. - 904 с.

58. РД 153-34.1-30.608-2000. Методические указания по использованию экспертной оценки эксплуатационно-ремонтного обслуживания турбогенераторов: утв. РАО «ЕЭС России», ввод в действие с 01.01.2001. 13 с.

59. РД 34.45.614. Руководство по капитальному ремонту турбогенератора ТВФ-120-2 и ТВФ-100-2 (РУ 34-38-002-84): утв. Главэнергоремонтом, ввод в действие с 01.01.84. 81 с.

60. РМГ 29-2013. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. - М.: Стандартинформ - 2014. - С. 55.

61. Ростик, Г. В. О совершенствовании контроля технического состояния турбогенераторов / Г. В. Ростик // Энергетика за рубежом, приложение к журналу «Энергетик». - 2011. - № 5.

62. Ростик, Г. В. О совершенствовании контроля технического состояния турбогенераторов / Г. В. Ростик // Тр. Всесоюзн. науч.-практ. конф. «Повышение надёжности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем». - М. : Издательство МЭИ, 2010.

63. Ростик, Г. В. Оценка технического состояния турбогенераторов: учебное пособие / Г. В. Ростик. - М. : ИПК Госслужбы, 2008. - 492 с.

64. Самородов Ю.Н. Причины и последствия аварий и отказов турбогенераторов / Самородов Ю.Н. - Текст: электронный // Энергия единой сети. - 2014. - Т. 2. - № 13. - С. 70-80. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21773359 (дата обращения: 13.05.2025).

65. Соболев, В. С. Накладные и экранные датчики / В. С. Соболев, Ю. М. Шкарлет. - Новосибирск : Издательство «Наука». Сибирское отделение, 1967. -146 с. - URL: https://ru.djvu.online/file/EOZcECwHpAYOR (дата обращения: 12.05.2025). - Текст : электронный.

66. Справочник по пайке / под ред. И.Е. Петрунина / И. Е. Петрунин, Ю. И. Березников, Р. Р. Бунькина [и др.]; ред. И. Е. Петрунин. - 3-е изд., С74. - М. : Машиностроение, 2003. - 480 с.

67. Справочник по ремонту турбогенераторов / Под ред. Бекова Х.А., Барило В .В. / С. Е. Пузаков, О. С. Голоднова, Г. В. Ростик [и др.]; ред. Х. А. Беков, В. В. Барило. - М. : ИПКгосслужбы, ВИПКэнерго, 2006. - 724 с.

68. СТО 70238424.29.160.20.005-2009. Турбогенераторы серии ТВФ. Групповые технические условия на капитальный ремонт. Нормы и требования. Стандарт организации «ИНВЭЛ». Москва, 2009. 54 с.

69. СТО 70238424.29.160.20.007-2009. Турбогенераторы и синхронные компенсаторы. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. Нормы и требования. Стандарт организации «ИНВЭЛ». Москва, 2009. 167 с.

70. Сухоруков, В. В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах / В. В. Сухоруков. - М. : Энергия, 1975. - 152 с.

71. Сясько, В. А. Выявление расслоений углепластиковых материалов с использованием тангенциальных вихретоковых преобразователей / В. А. Сясько, Д. Н. Чертов // Технология машиностроения. - 2014. - № 4. - С. 53-55.

72. Троицкий, В. А. Вихретоковый контроль. Учебное пособие / В. А. Троицкий. - К. : «Феникс», 2011. - 148 с.

73. Учанин, В. Н. Вихретоковые накладные преобразователи: расширенная классификация, сравнительный анализ и характерные примеры реализации / В. Н. Учанин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 2010. - № 4. - С. 24-30.

74. Федосенко, Ю. К. Вихретоковый контроль: учебное пособие для подготовки специалистов по неразрушающему контролю и технической диагностике. под. общ. Ред. В.В. Клюева / Ю. К. Федосенко, П. Н. Шкатов, А. Г. Ефимов. - М. : ИД «Спектр», 2014. - 224 с.

75. Шкарлет, Ю. М. Общие и частные закономерности теории вихретокового контроля / Ю. М. Шкарлет // Дефектоскопия. - 1991. - № 4. - С. 71-76.

76. Шкатов, П. Н. Вихретоковый преобразователь с улучшенными характеристиками для неразрушающего контроля углепластиковых материалов / П. Н. Шкатов, Г. А. Дидин, А. А. Ермолаев. - Текст: электронный // Инновационные технологии в электронике и приборостроении : сборник докладов Российской научно-технической конференции с международным участием Физико-технологического института РТУ МИРЭА, Москва, 16-17 апреля 2020 года. Том 2. - Москва : МИРЭА - Российский технологический университет, 2020.

- С. 320-325. - URL: elibrary.ru/item.asp?id=44424898 (дата обращения: 13.05.2025).

77. Шубочкин, А. Е. Развитие и современное состояние вихретокового метода неразрушающего контроля: монография / А. Е. Шубочкин. - М. : Изд. дом «Спектр», 2014. - 288 с. - ISBN 978-5-4442-0075-9.

78. A Finite-element modeling of a probe of eddy-current quality testing of soldered joints in turbogenerator windings / A. I. Potapov, V. A. Syasko, M. Y. Koroteev, P. V. Solomenchuk // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2014. -Т. 50. - № 5. - С. 264-273.

79. Adaptive meshing for eddy current calculations / D. Dupuy, D. Pedreira, D. Verbeke [и др.] // IEEE Transactions on Magnetics. - 2015. - Т. 51. - № 11.

80. Detection of in-plane fiber waviness in cross-ply CFRP laminates using layer selectable eddy current method / K. Mizukami, Y. Mizutani, K. Kimura [и др.] // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2016. - Т. 82. - С. 108-118.

81. Eddy current quality control of soldered current-carrying busbar splices of superconducting magnets / L. Kogan, A. Nichipuruk, F. Savary [и др.] // Insight: NonDestructive Testing and Condition Monitoring. - 2015. - Т. 57. - № 12. - С. 697-702.

82. Gorbunov, A. E. Modeling a Two-Element Tangential Eddy Current Probe with Active Shielding for Soldered Joint Testing / A. E. Gorbunov, P. V. Solomenchuk, A. S. Umanskii // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2024. -Т. 60. - № 8. - С. 912-920.

83. ISO 1190-1:1982 -. Copper and copper alloys — Code of designation — Part 1: Designation of materials / Текст: электронный. - URL: https://www.iso.org/ru/standard/5783.html (дата обращения: 13.05.2025).

84. ISO 15549:2019. Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Основные положения - ФГБУ «Институт стандартизации». - Текст : электронный.

- URL: https://www.gostinfo.ru/catalog/Details/?id=6450926 (дата обращения: 12.05.2025).

85. Klempner, G. Maintenance / G. Klempner, I. Kerszenbaum // Handbook of Large Turbo-Generator Operation and Maintenance. - Wiley, 2018. - С. 923-974.

86. Kogan, L. K. Capabilities of eddy current ndt of soldered current-carrying joints in submersible electrical equipment / L. K. Kogan, A. N. Stashkov. // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. - 2023. - № 4. - C. 47-59.

87. Kogan, L. K. Improving the Reliability of Eddy-Current Quality Control of Soldering in Current-Carrying Copper Joints and Expanding the Nomenclature of Inspected Joints in Energy Equipment / L. K. Kogan, A. N. Stashkov, A. P. Nichipuruk // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2018. - T. 54. - № 11. - C. 784-791.

88. Koyama, K. Investigation of impact damage detection of carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) by eddy current non-destructive testing / K. Koyama, H. Hoshikawa, T. Hirano. -// e-Journal of Nondestructive Testing. - 2012. - T. 17. - № 02.

89. Lehikoinen, A. Reduced basis finite element modelling of electrical machines with multi-conductor windings / A. Lehikoinen, A. Arkkio, A. Belahcen // Proceedings - 2016 22nd International Conference on Electrical Machines, ICEM 2016. - 2016. - C. 2796-2802.

90. Methods and Means of Eddy Current Testing of Soldered Lap Joints of Electrical Machines / A. Gorbunov, V. Syasko, P. Solomenchuk, A. Umanskii // Applied Sciences 2025, Vol. 15, Page 2036. - 2025. - T. 15. - № 4. - C. 2036.

91. Reduction of Coil-Crack Angle Sensitivity Effect Using a Novel Flux Feature of ACFM Technique / R. Huang, M. Lu, Z. Chen, W. Yin. // Sensors. - 2021. -T. 22. - № 1. - C. 201.

92. Rodriguez, A. A. Eddy Current Approximation of Maxwell Equations : MS&A. T. 4 / A. A. Rodriguez, A. Valli. - Milano : Springer Milan, 2010. - 345 c.

93. Strac, L. Three-Phase Shunts for Stray Magnetic Field / L. Strac // Procedia Engineering. - 2017. - T. 202. - C. 183-188.

94. Teterko, A. Y. Improvement of the accuracy of eddy-current testing of the electric conductivity of materials and the thickness of dielectric coatings of the shells / A. Y. Teterko, V. M. Uchanin, V. I. Hutnyk // Materials Science. - 2014. - T. 49. - № 6. - C. 857-865.

95. Worden, J. A. Understanding, Diagnosing and Repairing Leaks in Water-cooled Generator Stator Windings. / J. A. Worden, J. M. Mundulas // GER-3751A. GE Power Systems. Schenectadi, NY. - 2001. - T. 08.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Акт внедрения

КОНСТАНТА

Почтовый адрес: Россия, 19809р,

г. Санкт-Петербург, а/я 42

ИНН 7805666639, КПП 780501001 —<,,

р/с 40702810500000027063

к/с 30101810000000000852, БИК

044030852

в АО Банк "ПСКБ" г. Санкт-Петербург

ООО "КОНСТАНТА"

Утверждаю

Заместитель генерального директора ООО «Константа»

A.C. Булатов

«

» \

2024 г.

ОКПО 27449627

Юр. адрес: 198097, г. Санкт-Петербург, переулок

Огородный, д. 21, литер А, офис 404 [phone]

[e-mail], www.constanta.ru

о внедрении/использовании результатов кандидатской диссертации Горбунова Антона Евгеньевича по научной специальности 2.2.8. Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды

Научно-технический совет (НТС) ООО «Константа» в составе: Председатель: Булатов A.C.

Члены комиссии: Ивкин А.Е., к.т.н., научный секретарь НТС; Мусихин A.C., к.т.н.;Соломенчук П.В к.т.н.составили настоящий актотом, что результаты диссертации Горбунова Антона Евгеньевича на тему «Методы и средства вихретокового контроля нахлёсточных паяных соединений электрических машин», представленной на соискание ученой степени кандидата наук по научной специальности 2.2.8. Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды, внедрены/использованы в 2024 году в практике деятельности Общества с Ограниченной Ответственностью «КОНСТАНТА» (Протокол заседания Внедрены/использованы следующие результаты:

разработанная конечно-элементная модель взаимодействия

вихретокового преобразователя (ВТП) и объекта контроля (OK)

методика построения конечно-элементной модели и оптими

зации параметров, которая может быть использована при разработке низкочастотных вихретоковых преобразователей различных конструкций, а также при изучении влияния мешающих параметров, встречающиеся на практике, которые невозможно достоверно воспроизвести в реальном объекте контроля или контрольных образцах;

АКТ

прототип ВТП для контроля нахлесточных паяных соединений медных шин статорных обмоток электрических машин.

Использование указанных результатов позволяет

повысить эффективность исследования точностных параметров низкочастотных ВТП на этапах проектирования и оптимизации конструкций преобразователей;

обеспечить измерение степени пропаянности нахлесточных паяных соединений медных токоведущих шин статорных обмоток электрических машин в диапазоне 0%-100% с допускаемой абсолютной погрешностью не более 5%.

Председатель комиссии

Заместитель генерального директора ? /, /г

А.С. Булатов.

Члены комиссии:

Руководитель отдела разработок

Ведущий специалист

Ведущий специалист

А.Е. Ивкин

^ П.В. Соломенчук

А.С. Мусихин

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Патент на изобретение

Р©ОТШШ€ЖАШ ФВДШРАЩШШ

ил ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2808437

ВИХРЕТОКОВЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО ТИПА С АКТИВНЫМ ЭКРАНИРОВАНИЕМ

Патенгообладател ь: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет " (ЯС)

Авторы: Г)орбунов Антон Евгеньевич (Н11), Ивкин Антон Евгеньевич (ЯП), Сясько Владимир Александрович (ЯС')

Заявка Л° 2023116472

Приоритет изобретения 13 июля 2023 г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 28 ноября 2023 Г. Срок действия исключительного права на изобретение истекает 13 июля 2043 Г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Ю.С. Зубов