|
DOI: 10.14489/td.2021.07.pp.004-012
Шевалдыкин В. Г.
ГОЛОВНАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ ПРОДОЛЬНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ ВОЛНА: ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
(с. 4-12)
Аннотация. Представлена экспериментальная проверка возможности использования головной и боковой поперечной ультразвуковых волн для обнаружения внутренних дефектов в металле, а также исследование распространения головной волны по вогнутой поверхности металла. Траектории распространения головной и боковой поперечной волн исследовали на стальной плите. Измеряли времена прохождения ультразвукового сигнала по таким траекториям разной длины и сравнивали результаты измерений с расчетными значениями времени. Измеренные и расчетные значения совпали с точностью, достаточной для когерентного накопления эхосигналов, прошедших в металле часть пути головной волной и еще часть пути – боковой поперечной волной. Распространение головной волны по вогнутой поверхности исследовали на стальном образце с цилиндрическими гранями разных радиусов. В результате оказалось, что по вогнутой поверхности головная волна распространяется с той же скоростью продольных волн, как и по плоской поверхности, но значительно сильнее затухает с расстоянием. Исследования показали, что головные волны можно использовать в ультразвуковой томографии, где требуется предварительный расчет траекторий распространения ультразвуковых сигналов. Распространение головных волн по вогнутым поверхностям расширяет возможности дифракционно-временного метода на область внутритрубного контроля.
Ключевые слова: ультразвуковой контроль, головная волна, поверхностно-продольная волна, боковая волна, creeping wave, скользящая волна.
Shevaldykin V. G.
CREEPING SURFACE LONGITUDINAL ACOUSTIC WAVE: MAIN PROPERTIES AND APPLICATION POSSIBILITIES
(PP. 4-12)
Abstract. Creeping ultrasonic waves have long been successfully used for flaw detection of near-surface and near-bottom zones of metal products. However, due to the fact that the creeping wave generates a lateral transverse wave directed into the metal volume at the third critical angle, it is also possible to test internal defects in principle. At known velocities of propagation of longitudinal and transverse waves in the metal, the third critical angle is easily calculated. Therefore, the time of propagation of the ultrasonic signal along any trajectory between points on the surface and in the volume of the metal can be calculated. Usually, creeping waves are used to test products of plane-parallel shape. There are no cases of their application on curved surfaces in the literature. It is possible that the creeping wave can also propagate over a concave surface. The aim of the article is to test experimentally new ways of using creeping waves. The propagation trajectories of the creeping and lateral transverse waves were studied on a steel plate. The time of passage of the ultrasonic signal along such trajectories of different lengths was measured, and the measurement results were compared with the calculated time values. The measured and calculated values coincided with accuracy sufficient for the coherent accumulation of echo signals that passed through the metal part of the path by the creeping wave and another part of the path by the lateral transverse wave.The propagation of the creeping wave over a concave surface was studied on a steel sample with cylindrical faces of different radii. As a result, it turned out that on a concave surface, the creeping wave propagates at the same speed of longitudinal waves as on a flat surface, but it decays much more strongly with distance. Studies have shown that creeping waves can be used in ultrasonic tomography, where a preliminary calculation of the propagation trajectories of ultrasonic signals is required. The propagation of creeping waves over concave surfaces extends the capabilities of the TOFD method to the area of intube testing
Keywords: ultrasonic testing, surface-longitudinal wave, lateral wave, creeping wave.
В. Г. Шевалдыкин (ООО «Акустические Контрольные Системы», Московская область, пос. Горки Ленинские, Россия) Е-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. G. Shevaldykin (Acoustic Control Systems Ltd, village Gorki Leninskie, Moscow region, Russia) Е-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Ермолов И. Н., Разыграев Н. П., Щербинский В. Г. Использование акустических волн головного типа для ультразвукового контроля // Дефектоскопия. 1978. № 1. С. 33 – 40.
2. Юозонене Л. В. Упругие поверхностно-продольные волны и их применение для неразрушающего кон-троля // Дефектоскопия. 1980. № 8. С. 29 – 38.
3. Werner G. Neubauer/Ultrasonic reflection of a bounded beam of Rayleigh and critical angles for a plane liquid – solid interface // J. Appl. Phys. 1973. V. 44. P. 48 – 53.
4. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой контроль // Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 3. 2-е изд., дораб. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
5. Ланге Ю. В., Воронков В. А. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения: справочник. М.: Авторское издание, 2003. 120 с.
6. Викторов И. А. Типы звуковых поверхностных волн в твердых телах // Акустический журнал. 1979. № 25. С. 1 – 17.
7. Крауткремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов: справ. изд.: пер. с нем. М.: Металлургия, 1991. 752 с.
8. Разыграев Н. П. Ультразвуковая дефектоскопия головными волнами – физические предпосылки и практическое применение // Дефектоскопия 2004. № 9. С. 27 – 37.
9. Давыдов Е. А., Дядин В. П., Шекеро А. Л. О терминологических особенностях в обозначении ультразвуковых волн, образующихся при первом критическом угле // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2018. № 3. С. 14 – 26.
10. Шевалдыкин В. Г. Применение головных волн в ультразвуковой томографии // XXII Всерос. конф. по неразрушающему контролю и технической диагностике «Трансформация неразрушающего контроля и технической диагностики в эпоху цифровизации. Обеспечение безопасности общества в изменяющемся мире»: сб. тр., Москва, 3 – 5 марта 2020 г. М.: Издательский дом «Спектр», 2020. С. 45 – 47.
11. Самокрутов А. А., Шевалдыкин В. Г. Ультразвуковая томография металлоконструкций методом цифровой фокусировки антенной решетки // Дефектоскопия. 2011. № 1. С. 21 – 38.
12. Базулин Е. Г. Получение изображений дефектов с учетом многократного отражения ультразвуковых импульсов от границ объекта контроля // Дефектоскопия. 2010. № 10. С. 34 – 58.
13. Ермолов И. Н., Разыграев Н. П., Щербинский В. Г. Исследование ослабления ультразвуковых головных волн с расстоянием // Дефектоскопия. 1979. № 1. С. 37 – 40.
14. Басацкая Л. В., Ермолов И. Н. Теоретическое исследование ультразвуковых продольных подповерхностных волн в твердых средах // Дефектоскопия. 1980. № 7. С. 58 – 65.
15. Базулин Е. Г. Когерентное восстановление изображений дефектов с учетом эффекта незеркального отражения ультразвуковых импульсов от границ объекта контроля // Дефектоскопия. 2010. № 7. С. 18 – 29.
16. Шевалдыкин В. Г. Применение головных волн в ультразвуковой томографии методом цифровой фокусировки апертуры // Известия Академии электротехнических наук РФ. 2020. Вып. 22. С. 66 – 72.
1. Ermolov I. N., Razygraev N. P., Shcherbinskiy V. G. (1978). Using acoustic waves of the head type for ultrasonic testing. Defektoskopiya, (1), pp. 33 – 40. [in Russian language]
2. Yuozonene L. V. (1980). Elastic surface-longitudinal waves and their application for non-destructive testing. Defektoskopiya, (8), pp. 29 – 38. [in Russian language]
3. Werner G. (1973). Neubauer/Ultrasonic reflection of a bounded beam of Rayleigh and critical angles for a plane liquid – solid interface. Journal of Applied Physics, Vol. 44, pp. 48 – 53.
4. Klyuev V. V. (Ed.), Ermolov I. N., Lange Yu. V. (2006). Ultrasonic testing. Non-destructive testing: handbook: in 8 volumes. Vol. 3. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
5. Lange Yu. V., Voronkov V. A. (2003). Non-destructive acoustic control. Terms and definitions: handbook. Moscow: Avtorskoe izdanie. [in Russian language]
6. Viktorov I. A. (1979). Types of sound surface waves in solids. Akusticheskiy zhurnal, 25, pp. 1 – 17. [in Russian language]
7. Krautkremer Y., Krautkremer G. (1991). Ultrasonic inspection of materials: handbook. Moscow: Metallurgiya. [in Russian language]
8. Razygraev N. P. (2004). Ultrasonic nondestructive testing by head waves: physical prerequisites and practical use. Defektoskopiya, (9), pp. 27 – 37. [in Russian language]
9. Davydov E. A., Dyadin V. P., Shekero A. L. (2018). On terminological features in the designation of ultrasonic waves generated at the first critical angle. Tekhnicheskaya diagnostika i nerazrushayushchiy kontrol', (3), pp. 14 – 26. [in Russian language]
10. Shevaldykin V. G. (2020). The use of head waves in ultrasound tomography. XXII All-Russian Conference on Non-destructive Testing and Technical Diagnostics “Transformation of Nondestructive Testing and Technical Diagnostics in the Era of Digitalization. Ensuring the safety of society in a changing world ": a collection of works, pp. 45 – 47. Moscow: Izdatel'skiy dom «Spektr». [in Russian language]
11. Samokrutov A. A., Shevaldykin V. G. (2011). Ultrasound tomography of metal structures using digitaly focused antenna array method. Defektoskopiya, (1), pp. 21 – 38. [in Russian language]
12. Bazulin E. G. (2010). Obtaining images of defects taking into account multiple reflection of ultrasonic pulses from the boundaries of the tested object. Defektoskopiya, (10), pp. 34 – 58. [in Russian language]
13. Ermolov I. N., Razygraev N. P., Shcherbinskiy V. G. (1979). Study of attenuation of ultrasonic head waves with distance. Defektoskopiya, (1), pp. 37 – 40. [in Russian language]
14. Basatskaya L. V., Ermolov I. N. (1980). Theoretical study of ultrasonic longitudinal subsurface waves in solid media. Defektoskopiya, (7), pp. 58 – 65. [in Russian language]
15. Bazulin E. G. (2010). Coherent restoration of defect images taking into account the effect of non-specular reflection of ultrasonic pulses from the boundaries of the test object. Defektoskopiya, (7), pp. 18 – 29. [in Russian language]
16. Shevaldykin V. G. (2020). The use of creeping waves in ultrasound tomography by digital focusing aperture. Izvestiya Akademii elektrotekhnicheskih nauk RF, 22, pp. 66 – 72. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 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.2021.07.pp.004-012
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 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.2021.07.pp.004-012
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»