10.14489/td.2023.02.pp.013-021

2023, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/td.2023.02.pp.013-021

Данилов В. Н., Ушаков В. М., Евтушенко С. Г.
О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ СПЕКТРОВ СИГНАЛОВ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ ИССЛЕДОВАНИИ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА С ПОВЫШЕННЫМ ЗАТУХАНИЕМ ПРОДОЛЬНЫХ ВОЛН
(с. 13-21)

Аннотация. етодом компьютерного моделирования установлены некоторые особенности изменения частотных спектров донных сигналов прямых высокочастотных преобразователей при ультразвуковом исследовании структуры металла с различным средним размером зерен и дисперсии их размеров. Показано, что для моделей преобразователей с частотами f0 = 10, 15 МГц (с шириной частотного спектра на уровне 0,25 от максимума ≈0,5f0) при росте значений среднего размера зерен и дисперсии их размеров происходит увеличение ширины спектров сигналов, обусловленное особенностями изменения формы спектров в области низких частот. Для модели широкополосного преобразователя с частотой f0 = 15 МГц (с шириной полосы спектра ≈ f0) в аналогичных условиях ширина спектра уменьшается вследствие преимущественного ослабления его высокочастотных компонент, при этом для всех использовавшихся в расчетах моделей преобразователей имеет место уменьшение частоты максимума спектра. Результаты расчета для широкополосного преобразователя подтверждены экспериментом. Предложено использовать при УЗ-исследовании структуры металла смещение максимума спектра и изменение полосы пропускания спектра импульсов.

Ключевые слова: преобразователь, донный сигнал, ширина спектра, средний размер зерна, дисперсия, импульс, металл, продольная волна.

Danilov V. N., Ushakov V. M., Evtushenko S. G.
ON SOME FEATURES OF THE SIGNAL SPECTRA IN THE ULTRASONIC STUDY OF THE METAL STRUCTURE WITH INCREASED ATTENUATION OF LONGITUDINAL WAVES
(pp. 13-21)

Abstract. By the method of computer modeling, some features of the change in the frequency spectra of the bottom signals of direct high-frequency probes during ultrasonic investigation of the metal structure with different average grain sizes and the dispersion of their sizes have been established. It is shown that for probe models with frequencies f0 = 10; 15 MHz (with a frequency spectrum width at 0.25 from a maximum of 0.5f0), with an increase in the values of the average grain size and the dispersion of their sizes, an increase in the width of the signal spectra occurs due to the peculiarities of changing the shape of the spectra in the low frequency region. For a broadband converter model with a frequency f0 = 15 MHz (with a spectrum bandwidth ≈ f0), under similar conditions, the spectrum width decreases due to the predominant attenuation of its high-frequency components, while for all converter models used in calculations, there is a decrease in the frequency of the spectrum maximum. The calculation results for the broadband converter are confirmed by experiment. It is proposed to use the shift of the maximum of the spectrum and the change in the bandwidth of the pulse spectrum in the ultrasonic study of the metal structure.

Keywords: probe, bottom signal, spectrum width, average grain size, dispersion, pulse, metal, longitudinal wave.

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

Рус

В. Н. Данилов, В. М. Ушаков, С. Г. Евтушенко (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. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. N. Danilov, V. M. Ushakov, S. G. Evtushenko (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. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Данилов В. Н., Ушаков В. М. Исследование структуры образцов металла энергетических трубопроводов ультразвуковым методом // Контроль. Диагностика. 2021. Т. 24, № 6. С. 4 – 14.
2. Ушаков В. М., Данилов В. Н. Исследование структуры металла энергетических трубопроводов неразрушающим ультразвуковым методом // Контроль. Диагностика. 2022. Т. 25, № 7. С. 4 – 13.
3. Данилов В. Н., Ушаков В. М., Рымкевич А. И. Исследование возможностей оценки состояния структуры металла трубопроводов, находившихся в эксплуатации, ультразвуковым методом // Дефектоскопия. 2021. № 8. С. 3 – 13.
4. Данилов В. Н. Программа компьютерного моделирования работы электроакустических трактов дефектоскопов «Импульс +» // Дефектоскопия. 2006. № 3. С. 37 – 43.
5. 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.
6. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой контроль // Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. Т. 3. 2-е изд., испр. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
7. Данилов В. Н. О влиянии толщины слоя контактной жидкости на амплитуду эхосигнала прямого преобразователя с разным числом отражений от донной поверхности // Контроль. Диагностика. 2022. Т. 25, № 1. С. 4 – 15.
8. Данилов В. Н. К расчету коэффициента затухания упругих волн при рассеянии в поликристаллических средах // Дефектоскопия. 1989. № 8. С. 18 – 23.
9. Ермолов И. Н. Контроль ультразвуком: крат. справочник. М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992. 86 с.

Eng

1. Danilov V. N., Ushakov V. M (2021). Research of structure of samples of metal of power pipelines by ultrasonic method. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 24, (6), pp. 4 – 14. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2021.06.pp.004-014
2. Ushakov V. M., Danilov V. N. (2022). Investigation of metal structure by non-destructive ultrasonic method. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 25, (7), pp. 4 – 13. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2022.07.pp.004-013
3. Danilov V. N., Ushakov V. M., Rymkevich A. I. (2021). Investigation of the possibilities of assessing the state of the metal structure of pipelines in operation by the ultrasonic method. Defektoskopiya, (8), pp. 3 – 13. [in Russian language]
4. Danilov V. N. (2006). The program for computer simulation of the operation of electroacoustic paths of flaw detectors "Impulse +". Defektoskopiya, (3), pp. 37 – 43. [in Russian language]
5. 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]
6. Ermolov I. N., Lange Yu. V. (2006). Ultrasonic control. Non-destructive testing: handbook: in 8 volumes. Vol. 3. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Danilov V. N. (2022). About influence of thickness of a layer of a contact liquid on amplitude echo signal the normal probe with different number of reflections from a bottom surface. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 25, (1), pp. 4 – 15. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2022.01.pp.004-015
8. Danilov V. N. К (1989). On the calculation of the damping coefficient of elastic waves during scattering in polycrystalline media. Defektoskopiya, (8), pp. 18 – 23. [in Russian language]
9. Ermolov I. N. (1992). Ultrasonic control: a quick handbook. Moscow: NPO TsNIITMASh. [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.2023.02.pp.013-021

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.2023.02.pp.013-021

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.