10.14489/td.2024.08.pp.004-016

2024, 08 август (August)

DOI: 10.14489/td.2024.08.pp.004-016

Данилов В. Н., Ушаков В. М.
ОЦЕНКА СРЕДНИХ РАЗМЕРОВ ЗЕРЕН В МЕТАЛЛЕ И ИХ РАЗБРОСА ПО ИЗМЕНЕНИЮ АМПЛИТУДЫ ДОННЫХ СИГНАЛОВ ПРОДОЛЬНЫХ ВОЛН С РАЗЛИЧНЫМ ЧИСЛОМ ОТРАЖЕНИЙ
(с. 4-16)

Аннотация. Разработана модель (алгоритм) оценки среднего размера зерна металла и разброса его величины (среднеквадратичного отклонения) по экспериментальным значениям коэффициентов затухания за счет рассеяния на зернах продольных волн, определяемых по отношению амплитуд донных сигналов (первого и более высокого порядка) на трех частотах с использованием таблицы значений разности экспериментальных и расчетных величин коэффициентов затухания.Проведено компьютерное моделирование разностей амплитуд импульсов 1-го и 3-го донных сигналов для моделей прямых преобразователей с номинальными частотами 5,0; 7,5 и 10,0 МГц и двух вариантов параметров зерен, использованных для тестирования указанного алгоритма. Полученные результаты позволяют выбрать оптимальную рабочую частоту при контроле металла прямым преобразователем на основе оценочного значения затухания продольных волн, определяемого по среднему размеру зерен металла и значению разброса его величины.

Ключевые слова: средний размер зерна, продольная волна, прямой преобразователь, коэффициент затухания, рассеяние на зернах, донный сигнал, импульс, спектр сигнала, слой контактной жидкости.

Danilov V. N., Ushakov V. M.
ESTIMATION OF THE AVERAGE GRAIN SIZES IN METAL AND THEIR DISPERSION BY CHANGING THE AMPLITUDES OF BOTTOM ECHOES OF LONGITUDINAL WAVES WITH A DIFFERENT NUMBER OF REFLECTIONS
(pp. 4-16)

Abstract. A model (algorithm) has been developed for estimating the average size of a metal grain and the spread of its magnitude (standard deviation) according to experimental values of attenuation coefficients due to scattering of longitudinal waves on grains determined by the ratio of the amplitudes of bottom echoes (of the first and higher order) at three frequencies using a table of values of the difference between experimental and calculated values of attenuation coefficients. Computer modeling of the pulse amplitude differences of the 1st and 3rd bottom echoes for normal probe models with nominal frequencies of 5.0, 7.5 and 10.0 MHz and two variants of grain parameters used to test the specified algorithm has been carried out. The results obtained make it possible to choose the optimal operating frequency for metal control by a normal probe based on the estimated value of attenuation of longitudinal waves, determined by the average size of metal grains and the value of its magnitude spread.

Keywords: average grain size, longitudinal wave, normal probe, attenuation coefficient, scattering on grains, bottom echo, pulse, signal spectrum, contact liquid layer.

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

Рус

В. Н. Данилов, В. М. Ушаков (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, V. M. Ushakov (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 Р 50.05.02‒2022. Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Оценка соответствия в форме контроля. Унифицированные методики. Ультразвуковой контроль сварных соединений и наплавленных поверхностей. М.: Стандартинформ, 2023. 86 с.
2. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 3. Ультразвуковой контроль / И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. 2-е изд., дораб. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
3. Данилов В. Н. К расчету коэффициента затухания упругих волн при рассеянии в поликристалличских средах // Дефектоскопия. 1989. № 8. С. 18 – 23.
4. Дымкин Г. Я., Кадикова М. Б. Ультразвуковой метод количественной оценки структуры металла осей колесных пар // Дефектоскопия. 2009. № 7. С. 27 – 36.
5. Ермолов И. Н. Контроль ультразвуком: крат. справочник. М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992. 86 с.
6. Меркулова В. М. Влияние распределения размеров зерен на затухание ультразвуковых волн //Дефектоскопия. 1970. № 2. С. 111 – 113.
7. Кеслер Н. А., Шрайфельд Л. И. Исследование рассеяния ультразвука с учетом статистики распределения величины зерен поликристаллических металлов // Дефектоскопия. 1975. № 1. С. 95 ‒ 100.
8. Меркулов Л. Г., Меркулова В. М. Лекции по теории ультразвука / Таганрогский радиотехнический институт. Таганрог, 1976. 71 с.
9. 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.
10. Данилов В. Н. О влиянии толщины слоя контактной жидкости на амплитуду эхо-сигнала прямого преобразователя с разным числом отражений от донной поверхности // Контроль. Диагностика. 2022. Т. 25, № 1. С. 4 ‒ 14.
11. Данилов В. Н., Ушаков В. М., Евтушенко С. Г. О некоторых особенностях спектров сигналов при ультразвуковом исследовании структуры металла с повышенным затуханием продольных волн // Контроль. Диагностика. 2023. Т. 26, № 2. С. 13 ‒ 21.
12. Данилов В. Н. Программа компьютерного моделирования работы электроакустических трактов дефектоскопов «Импульс +» // Дефектоскопия. 2006. № 3. С. 37 ‒ 43.
13. 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.

Eng

1. Conformity assessment system in the field of nuclear energy use. Conformity assessment in the form of control. Unified methods. Ultrasonic testing of welded joints and deposited surfaces. (2023). Ru Standard No. GOST R 50.05.02‒2022. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
2. Klyuev V. V. (Ed.), Ermolov I. N., Lange Yu. V. (2006). Non-destructive testing: reference book: in 8 volumes. Vol. 3. Ultrasonic testing. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
3. Danilov V. N. (1989). Toward the calculation of the attenuation coefficient of elastic waves during scattering in polycrystalline media. Defektoskopiya, (8), 18 – 23. [in Russian language]
4. Dymkin G. Ya., Kadikova M. B. (2009). Ultrasonic method for quantitative assessment of the metal structure of wheel pair axles. Defektoskopiya, (7), 27 – 36. [in Russian language]
5. Ermolov I. N. (1992). Ultrasound testing: a quick guide. Moscow: NPO TsNIITMASh. [in Russian language]
6. Merkulova V. M. (1970). Influence of grain size distribution on the attenuation of ultrasonic waves. Defektoskopiya, (2), 111 – 113. [in Russian language]
7. Kesler N. A., Shrayfel'd L. I. (1975). Study of ultrasound scattering taking into account the statistics of grain size distribution of polycrystalline metals. Defektoskopiya, (1), 95 ‒ 100. [in Russian language]
8. Merkulov L. G., Merkulova V. M. (1976). Lectures on ultrasound theory. Taganrog: Taganrogskiy radiotekhnicheskiy institut. [in Russian language]
9. Danilov V. N., Ushakov V. M., Rymkevich A. I. (2021). Study of the possibilities of assessing the state of the metal structure of pipelines that were in operation using the ultrasonic method. Defektoskopiya, (8), 3 – 13. [in Russian language]
10. 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, 25(1), 4 ‒ 15. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2022.01.pp.004-015
11. Danilov V. N., Ushakov V. M., Evtushenko S. G. (2023). On some features of the signal spectra in the ultrasonic study of the metal structure with increased attenuation of longitudinal waves. Kontrol'. Diagnostika, 26(2), 13 ‒ 21. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2023.02.pp.013-021
12. Danilov V. N. (2006). Computer simulation program for the operation of electroacoustic paths of flaw detectors “Impulse +”. Defektoskopiya, (3), 37 ‒ 43. [in Russian language]
13. Danilov V. N., Izofatova N. Yu., Voronkov V. A. (1997). Comparison of theoretical and experimental results of studying the operation of direct combined converters. Defektoskopiya, (6), 39 ‒ 49. [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 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.2024.08.pp.004-016

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.2024.08.pp.004-016

and fill out the form