10.14489/td.2023.04.pp.004-013

2023, 04 апрель (April)

DOI: 10.14489/td.2023.04.pp.004-013

Данилов В. Н.
К ОЦЕНКЕ ОТНОШЕНИЯ УРОВНЕЙ ЭХОСИГНАЛА И СТРУКТУРНОГО ШУМА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ КОНТРОЛЕ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ СТАЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ОБОРУДОВАНИЯ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
(c. 4-13)

Аннотация. На основе компьютерного моделирования сделаны оценки отношения сигнал/шум для моделей отражателей в виде бокового цилиндрического отверстия и круглого плоскодонного отверстия небольших размеров при ультразвуковом контроле наклонным преобразователем изделий из ряда типов стали, используемых при изготовлении оборудования атомных электростанций. Показано, что для сталей типов 20, 12Х1МФ и 10ГН2МФА отношения уровней эхосигнала и структурной помехи (сигнал/шум) для обеих моделей с большим запасом удовлетворяют критерию проф. И. Н. Ермолова надежного обнаружения полезного эхосигнала. Для стали типа 15Х2МФА-А вследствие достаточно большой величины среднего размера зерна и, соответственно, повышенного уровня структурного шума отношение сигнал/шум может не удовлетворять критерию проф. И. Н. Ермолова, что обусловливает необходимость повышения этого отношения, например, за счет увеличения демпфирования пьезопластины наклонного преобразователя. Для повышения отношения сигнал/шум и увеличения амплитуды эхосигнала может оказаться целесообразным использование преобразователя с композитной пьезопластиной.

Ключевые слова: тип стали, наклонный преобразователь, модель отражателя, боковое цилиндрическое отверстие, круглый плоскодонный отражатель, структурный шум, эхосигнал, отношение сигнал/шум, демпфирование пьезопластины, композитная пьезопластина.

Danilov V. N.
TO ASSESS THE RATIO OF ECHO SIGNAL LEVELS AND STRUCTURAL NOISE DURING ULTRASONIC TESTING OF CERTAIN TYPES OF STEEL USED IN THE MANUFACTURE OF NUCLEAR POWER PLANT EQUIPMENT
(pp. 4-13)

Abstract. Based on computer modeling, the signal-to-noise ratio estimates are made for models of reflectors in the form of a side drilled hole and a round flat bottom hole small size during ultrasonic method by an angle probe of products made of a number of types of steel used in the manufacture of equipment for nuclear power plants. It is shown that for steels of types 20, 12X1MF and 10GN2MFA, the ratio of the levels of the echo signal and structural noise (signal/noise) for both models with a large margin satisfy the criterion of Prof. I. N. Ermolov reliable detection of a useful echo signal. For steel of type 15X2MFA-A, due to a sufficiently large value of the average grain size and, accordingly, an increased level of structural noise, the signal-to-noise ratio may not meet the criterion of Prof. I. N. Ermolov, which necessitates an increase in this ratio, for example, by increasing the damping of the piezoelectric plate of the angle probe. To increase the signal-to-noise ratio and increase the amplitude of the echo signal, it may be advisable to use a angle probe with a composite piezoelectric plate.

Keywords:

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

Рус

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

Eng

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

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. Т. 3. Ультразвуковой контроль / И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. 2-е изд., дораб. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
2. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. 240 с.
3. Данилов В. Н., Ушаков В. М. Исследование структуры образцов металла энергетических трубопроводов ультразвуковым методом // Контроль. Диагностика. 2021. № 6. C. 4 – 14.
4. Кулешова Е. А., Мальцев Д. А., Федотова С. В., Фролов А. С. Структурные исследования стали 15Х2МФА-А модификации А категории прочности КП-45 для перспективных ядерных реакторов // Материалы 13-й Научно-технической конференции молодых специалистов. Подольск, 16–17 марта 2011 г. Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2011.
5. Данилов В. Н., Кретов Е. Ф., Разыграев Н. П. и др. Исследование ультразвукового контроля металла совмещенным наклонным преобразователем через плакирующий наплавленный слой // Контроль. Диагностика. 2018. № 7. С. 4 – 18.
6. Марочник сталей и сплавов. 4-е изд. / под общ. ред. Ю. Г. Драгунова и А. С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2014. 1216 с.
7. Данилов В. Н. Расчеты акустических трактов наклонных преобразователей в ультразвуковой дефектоскопии. М.: Изд. дом «Спектр», 2021. 182 с.
8. Унифицированные методики контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Ультразвуковой контроль. Часть 2. Контроль сварных соединений и наплавки. ПНАЭГ-7-030-91. М.: ЦНИИатоминформ, 1992. 157 с.
9. Данилов В. Н. Программа компьютерного моделирования работы электроакустических трактов дефектоскопов «Импульс +» // Дефектоскопия. 2006. № 3. C. 37 – 43.
10. Ермолов И. Н. Достижения в теоретических вопросах ультразвуковой дефектоскопии, задачи и перспективы // Дефектоскопия. 2004. № 10. C. 13 – 48.
11. Ямщиков В. С., Данилов В. Н. Об отражении продольных и поперечных упругих волн от цилиндрической полости в полупространстве // Дефектоскопия. 1984. № 4. C. 3 – 11.
12. Данилов В. Н., Ермолов И. Н. К компьютерному моделированию эхосигнала от бокового цилиндрического отверстия // Дефектоскопия. 2001. № 8. C. 3 – 10.
13. Данилов В. Н., Ермолов И. Н. Расчет композиционных пьезопреобразователей на компьютерной модели // Дефектоскопия. 1999. № 3. С. 3 – 7.
14. Данилов В. Н., Ермолов И. Н., Ушаков В. М. Преобразователь с композиционной пьезопластиной // Контроль. Диагностика. 1999. № 10. С. 32 – 34.
15. Данилов В. Н. Об особенностях характеристик сигнала наклонного преобразователя с композитной пьезопластиной и различными типами пьезокерамики // Контроль. Диагностика. 2021. № 2. C. 6 – 16.

Eng

1. Ermolov I. N., Lange Yu. V. (2006). Nondestructive Testing: Handbook: in 8 volumes. Vol. 3. Ultrasonic Testing. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Ermolov I. N. (1981). Theory and practice of ultrasonic testing. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
3. Danilov V. N., Ushakov V. M. (2021). Research of structure of samples of metal of power pipelines by ultrasonic method. Kontrol'. Diagnostika, (6), pp. 4 – 14. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2021.06.pp.004-014
4. Kuleshova E. A., Mal'tsev D. A., Fedotova S. V., Frolov A. S. (2011). Structural Investigations of 15Kh2MFA-A Steel of Modification A of Strength Category KP-45 for Prospective Nuclear Reactors. Proceedings of the 13th Scientific-Technical Conference of Young Specialists. Podol'sk: OKB «Gidropress». [in Russian language]
5. Danilov V. N., Kretov E. F., Razygraev N. P. et al. (2018). Research of the ultrasonic control of metal by the angle beam probe through the cladding fused layer. Kontrol'. Diagnostika, (7), pp. 4 – 18. [in Russian language]. DOI: 10.14489/td.2018.07.pp.004-019
6. Dragunov Yu. G., Zubchenko A. S. (Eds.) (2014). Handbook of steels and alloys. 4th ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Danilov V. N. (2021). Calculations of acoustic paths of inclined transducers in ultrasonic flaw detection. Moscow: Izdatel'skiy dom «Spektr». [in Russian language]
8. Unified methods of control of basic materials (semifinished products), welded joints and cladding of equipment and pipelines of nuclear power plants. Ultrasonic checking. Part 2. Inspection of welded joints and surfacing. (1992). Rules and regulations in the nuclear power industry No. PNAEG-7-030-91. Moscow: TsNIIatominform. [in Russian language]
9. Danilov V. N. (2006). Computer simulation program for the operation of electroacoustic paths of flaw detectors "Impulse +". Defektoskopiya, (3), pp. 37 – 43. [in Russian language]
10. Ermolov I. N. (2004). Advances in theoretical issues of ultrasonic flaw detection, tasks and prospects. Defektoskopiya, (10), pp. 13 – 48. [in Russian language]
11. Yamshchikov V. S., Danilov V. N. (1984). About reflection of longitudinal and transverse elastic waves from a cylindrical cavity in a half-space. Defektoskopiya, (4), pp. 3 – 11. [in Russian language]
12. Danilov V. N., Ermolov I. N. (2001). Toward computer modeling of the echo signal from a lateral cylindrical hole. Defektoskopiya, (8), pp. 3 – 10. [in Russian language]
13. Danilov V. N., Ermolov I. N. (1999). Calculation of composite piezoelectric transducers on a computer model. Defektoskopiya, (3), pp. 3 – 7. [in Russian language]
14. Danilov V. N., Ermolov I. N., Ushakov V. M. (1999). Transducer with composite piezo plate. Kontrol'. Diagnostika, (10), pp. 32 – 34. [in Russian language]
15. Danilov V. N. (2021). About features of characteristics of a signal of the angle beam probe with composite piezoplate and various types piezoelectric ceramics. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp. 6 – 16. [in Russian language]. DOI: 10.14489/td.2021.02.pp.006-016

+ - 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 500 руб. (в том числе НДС 20%). 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.2023.04.pp.004-013

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 500 rubles. (including VAT 20%). 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.2023.04.pp.004-013

and fill out the form