10.14489/td.2020.01.pp.004-018

2020, 01 январь (January)

DOI: 10.14489/td.2020.01.pp.004-018

Данилов В. Н., Воронкова Л. В.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЧУГУНА С ПЛАСТИНЧАТЫМ ГРАФИТОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАНДАРТНЫХ ПРЯМЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
(c. 4-18)

Аннотация. Проведено компьютерное моделирование акустических трактов для среды чугуна с пластинчатым графитом для стандартных прямых преобразователей нескольких типов в целях изучения влияния такой среды на характеристики излучаемых и регистрируемых сигналов при ультразвуковом контроле. В ходе исследований для расчета коэффициента затухания продольных волн в чугуне с пластинчатым графитом, обусловленного их рэлеевским и фазовым рассеянием на графитовых включениях, использовалась ранее разработанная модель. Сравнение результатов расчетов спектров и импульсов регистрируемых сигналов с их экспериментальными значениями для двух образцов чугуна с пластинчатым графитом подтвердило возможность использования разработанной расчетной модели для достаточно адекватного для практики ультразвукового контроля описания реальных физических явлений. Проведена оценка отношения уровней регистрируемого сигнала и структурного шума для различных моделей преобразователей, отражателей и характеристик контролируемого чугуна. Показано, что повышенное затухание продольных волн в чугуне по сравнению со сталью вследствие их рассеяния на включениях приводит к более высокому уровню такого шума и может значительно уменьшить отношение сигнал/шум при регистрации отраженных от дефектов сигналов.

Ключевые слова: чугун, пластинчатый графит, включение, импульс, продольная волна, спектр сигнала, коэффициент затухания, прямой преобразователь, структурный шум, пьезопластина, протектор.

Danilov V. N., Voronkova L. V.
INVESTIGATION OF THE POSSIBILITIES OF ULTRASONIC TESTING OF CAST IRON WITH LAMELLAR GRAPHITE USING STANDARD NORMAL PROBE
(pp. 4-18)

Abstract. Computer simulation of acoustic paths for medium – cast iron with lamellar graphite for standard normal probe of several types was carried out in order to study the effect of such medium on the characteristics of transmitted and received signals during ultrasonic testing. In the course of studies to calculate the attenuation coefficient of longitudinal waves in cast iron with lamellar graphite, due to their Rayleigh and phase scattering by graphite inclusions, the previously developed model was used. Comparison of the results of calculations of spectra and pulses of the recorded signals for two samples of cast iron with lamellar graphite confirmed the possibility of using the developed calculation model for a description of real physical phenomena adequate for the practice of ultrasonic testing. The ratio of the recorded signal and structural noise levels for different models of transducers, reflectors and characteristics of the controlled cast iron is estimated. Shown that increased attenuation of the longitudinal wave in cast iron in comparison with steel as a result of scattering by inclusions leads to higher level of this noise and can greatly reduce the signal-to-noise ratio in the detection of the reflected from the defect signals.

Keywords: cast iron, lamellar graphite, imperfection, pulse, longitudinal wave, the spectrum of the signal, attenuation coefficient, normal probe, structural noise, the piezoelectric element, diaphragm.

+ - 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. Воронкова Л. В. Контроль чугунных отливок ультразвуком. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 24 с.
2. 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.
3. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. Т. 3. Ультразвуковой контроль / И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. 2-е изд., доп. М.: Машиностроение, 2004. 864 с.
4. Ермолов И. Н. Контроль ультразвуком: крат. справочник. М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992. 86 с.
5. Данилов В. Н. Программа компьютерного моделирования работы электроакустических трактов дефектоскопов «Импульс +» // Дефектоскопия. 2006. № 3. С. 37 – 43.
6. Данилов В. Н., Изофатова Н. Ю. К вопросу о моделировании электроакустического тракта дефектоскопа с прямыми преобразователями для цилиндрического отражателя // Дефектоскопия. 1997. № 7. С. 65 – 72.
7. 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.
8. Качанов В. К., Карташев В. Г., Соколов И. В. и др. Структурный шум в ультразвуковой дефектоскопии. М. : ИД МЭИ, 2016. 185 с.
9. Ермолов И. Н. Теории и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. 240 с.

Eng

1. Voronkova L. V. (2006). Ultrasound control of cast iron castings. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
2. Danilov V. N., Voronkova L. V. (2019). Investigation of the influence 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
3. Ermolov I. N., Lange Yu. V. (2004). Non-Destructive Testing: Handbook: in 8 volumes. Vol. 3. Ultrasonic testing. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
4. Ermolov I. N. (1992). Ultrasound monitoring: a quick handbook. Moscow: NPO TsNIITMASh. [in Russian language]
5. Danilov V. N. (2006). The computer simulation program of the electro-acoustic paths of flaw detectors "Impulse +". Defektoskopiya, (3), pp. 37 – 43. [in Russian language]
6. Danilov V. N., Izofatova N. Yu. (1997). On the question of modeling the electro-acoustic path of a flaw detector with direct transducers for a cylindrical reflector. Defektoskopiya, (7), pp. 65 – 72. [in Russian language]
7. 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]
8. Kachanov V. K., Kartashev V. G., Sokolov I. V. et al. (2016). Structural noise in ultrasonic inspection. Moscow: ID MEI. [in Russian language]
9. Ermolov I. N. (1981). Theories and practice of ultrasonic testing. Moscow: Mashinostroenie. [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).

DOI: 10.14489/td.2020.01.pp.004-018

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/td.2020.01.pp.004-018

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

Please specify the article DOI in the order comments.