10.14489/td.2020.02.pp.006-025

2020, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/td.2020.02.pp.006-025

Данилов В. Н., Воронкова Л. В.
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОДОЛЬНЫХ УПРУГИХ ВОЛН
(c. 6-25)

Аннотация. На основе ранее разработанной модели оценки коэффициента затухания упругих продольных волн в чугуне вследствие их рэлеевского рассеяния на графитовых включениях проведено исследование влияния такого затухания для чугуна с шаровидным графитом на характеристики сигналов с частотными спектрами разной ширины в зависимости от номинальных частот импульсов, моделей чугуна и пройденного ультразвуковой волной расстояния. Проведено компьютерное моделирование акустических трактов для среды – чугуна с шаровидным графитом для стандартных прямых преобразователей двух типов в целях изучения влияния такой среды на характеристики реальных излучаемых и регистрируемых сигналов при ультразвуковом контроле. Сравнение результатов расчетов спектров и импульсов регистрируемых донных сигналов с их экспериментальными значениями для двух образцов чугуна с шаровидным графитом показало возможность использования примененной расчетной модели для достаточно адекватного для практики ультразвукового контроля описания фактических физических явлений. Показано влияние затухания продольных волн в чугуне с шаровидным графитом на диаграмму направленности их излучения в зависимости от модели чугуна и длительности импульса. Оценка отношения уровней регистрируемого сигнала и структурного шума для различных отражателей и характеристик контролируемого чугуна показала выполнение рекомендаций И. Н. Ермолова по надежному обнаружению полезного сигнала на фоне помех для толщин, ранее установленных экспериментально. Отмечены особенности АРД-диаграмм для чугуна с шаровидным графитом, обусловленные более высоким, чем в стали, затуханием продольных волн и несколько меньшими скоростями их распространения.

Ключевые слова: чугун, шаровидный графит, импульс, продольная волна, спектр сигнала, коэффициент затухания, прямой преобразователь, структурный шум, диаграмма направленности, АРД-диаграмма.

Danilov V. N., Voronkova L. V.
INVESTIGATION OF THE SPECIFICITY OF ULTRASONIC TESTING OF CAST IRON WITH GLOBULAR GRAPHITE USING LONGITUDINAL ELASTIC WAVES
(pp. 6-25)

Abstract. On the basis of the previously developed model for estimating the attenuation coefficient of elastic longitudinal waves in cast iron due to their Rayleigh scattering on graphite inclusions, the influence of such attenuation for cast iron with globular graphite on the characteristics of signals with frequency spectra of different widths depending on the nominal pulse frequencies, cast iron models and the distance traveled by the ultrasonic wave is studied. Computer modeling acoustic channel for environment – cast iron with globular graphite for standard normal probes of two types for studying influence of such environment on characteristics real transmitting and registered signals at the ultrasonic testing. Comparison of results of calculations of spectrums and pulses of registered bottom signals with their experimental values for two samples of cast iron with globular graphite has shown an opportunity of use of the applied settlement model for description of the actual physical phenomena quite adequate for practice. Influence of attenuation of longitudinal waves in cast iron with globular graphite on the directivity characteristic of their radiation is shown on model of cast iron and duration of a pulse. The estimation of the relation of levels of a registered signal and structural noise for various reflectors and characteristics of controllable cast iron has shown performance of recommendations by I. N. Ermolov on reliable detection of a useful signal on a background of noise for thickness, before established experimentally. Features of DGS-diagrams for cast iron with globular graphite, caused by higher, than in steel, attenuation of longitudinal waves and a little smaller speeds of their distribution are marked.

Keywords: attenuation coefficient, longitudinal waves, cast iron with globular graphite, signal spectrum, directivity characteristic, DGS-diagram.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. Н. Данилов, Л. В. Воронкова (АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. N. Danilov, L. V. Voronkova (JSC “RPA “CNIITMASH”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. ГОСТ 3443–87. Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры. Переизд. М.: Стандартинформ, 2005.
2. Беляков А. И., Жуков А. А., Маццарелли Д., Беляков А. А. Производство отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. М.: Машиностроение, 2010. 672 – 693 с.
3. Александров Н. Н. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом – перспективный конструкционный материал XXI века // Материалы в арматуростроении. 2008. № 2. С. 72.
4. Изосимов В. А. Роль химического состава при получении отливок из высокопрочного чугуна // Арматуростроение. 2004. № 6. С. 49.
5. Zbinden H. U. Der ultrashall als Mittel der Wer Kstafforschung // Technica. 1969. No 14. S. 3 – 18.
6. Heine H. J. Using NDT Effectively // Ultrasonics. Foundry M and T. 1975. June. P. 76.
7. Данилов В. Н., Воронкова Л. В. Исследование влияния затухания упругих продольных волн в чугуне с пластинчатым графитом на характеристики сигналов при ультразвуковом контроле // Контроль. Диагностика. 2019. № 6. С. 18 – 33.
8. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. Т. 3. Ультразвуковой контроль / И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
9. Ермолов И. Н. Контроль ультразвуком: крат. справочник. М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992. 86 с.
10. Mihovski M., Alexiev A., Kovachev B. et al. Modeling the Propagation of Ultrasonic Waves in a Medium with Non-homogeneities // 9th European Conference on NDT. Berlin. 2006. September 25 – 29. Poster 203.
11. Воронкова Л. В. Контроль чугунных отливок ультразвуком. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 24 с.
12. Данилов В. Н., Воронкова Л. В. Исследование возможностей ультразвукового контроля чугуна с пластинчатым графитом с использованием стандартных прямых преобразователей // Контроль. Диагностика 2020. №1. С. 4 – 18.
13. Данилов В. Н. Программа компьютерного моделирования работы электроакустических трактов дефектоскопов «Импульс +» // Дефектоскопия. 2006. № 3. С. 37 – 43.
14. Данилов В. Н., Изофатова Н. Ю., Воронков В. А. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов исследования работы прямых совмещенных преобразователей // Дефектоскопия. 1997. № 6. С. 39 – 49.
15. Ермолов И. Н. Теории и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. 240 с.
16. Разыграев А. Н., Разыграев Н. Н., Диков И. А. Методические рекомендации по применению АРД-диаграмм при ультразвуковом контроле основного металла, сварных соединений и наплавки. М.: ИД «Спектр», 2016. 78 с.
17. Данилов В. Н., Ермолов И. Н. К вопросу о расчете АРД-диаграмм // Дефектоскопия. 2000. № 6. С. 35 – 43.

Eng

1. Castings of cast iron with various shapes of graphite. Methods for determining the structure. (2005). Ru Standard No. GOST 3443–87. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
2. Belyakov A. I., Zhukov A. A., Matstsarelli D., Belyakov A. A. (2010). Production of ductile iron castings, pp. 672 – 693. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
3. Aleksandrov N. N. (2008). High-strength nodular cast iron - a promising structural material of the 21st century. Materialy v armaturostroenii, (2). [in Russian language]
4. Izosimov V. A. (2004). The role of chemical composition in the production of castings from ductile iron. Armaturostroenie, (6). [in Russian language]
5. Zbinden H. U. (1969). Der ultrashall als Mittel der Wer Kstafforschung. Technica, 14, pp. 3 – 18.
6. Heine H. J. (1975). Using NDT Effectively. Ultrasonics. Foundry M and T.
7. Danilov V. N., Voronkova L. V. (2019). Investigation of the effect of attenuation of elastic longitudinal waves in cast iron with lamellar graphite on the characteristics of signals in ultrasonic testing. Kontrol'. Diagnostika, (6), pp. 18 – 33. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2019.06.pp.018-033
8. Ermolov I. N., Lange Yu. V. (2006). Non-Destructive Testing: Handbook: in 8 volumes. Vol. 3. Ultrasonic testing. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
9. Ermolov I. N. (1992). Ultrasound monitoring: a quick handbook. Moscow: NPO TsNIITMASh. [in Russian language]
10. Mihovski M., Alexiev A., Kovachev B. et al. (2006). Modeling the Propagation of Ultrasonic Waves in a Medium with Non-homogeneities. 9th European Conference on NDT. Berlin.
11. Voronkova L. V. (2006). Ultrasound control of cast iron castings. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
12. Danilov V. N., Voronkova L. V. (2020). Investigation of the possibilities of ultrasonic testing of lamellar cast iron using standard direct transducers. Kontrol'. Diagnostika, (1), pp. 4 – 18. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2020.01.pp.004-018
13. Danilov V. N. (2006). The computer simulation program of the electro-acoustic paths of flaw detectors " Impul's +". Defektoskopiya, (3), pp. 37 – 43. [in Russian language]
14. Danilov V. N., Izofatova N. Yu., Voronkov V. A. (1997). Comparison of theoretical and experimental results of the study of the operation of direct combined converters. Defektoskopiya, (6), pp. 39 – 49. [in Russian language]
15. Ermolov I. N. (1981). Theories and practice of ultrasonic testing. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
16. Razygraev A. N., Razygraev N. N., Dikov I. A. (2016). Guidelines for the use of ARD diagrams in ultrasonic testing of base metal, welded joints and surfacing. Moscow: ID «Spektr». [in Russian language]
17. Danilov V. N., Ermolov I. N. (2000). On the issue of calculating ARD diagrams. Defektoskopiya, (6), pp. 35 – 43. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2020.02.pp.006-025

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2020.02.pp.006-025

and fill out the form