Паврос Кирилл Сергеевич - старший преподаватель кафедры электроакустики и ультразвуковой техники.
Ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376
Kirill S. Pavros - Senior Lecturer of the Department of Electroacoustics and Ultrasound Engineering.
5 Professor Popov Str., St Petersburg 197376
Сидоренко Ирина Геннадьевна - инженер по направлению "Приборостроение", ассистент кафедры электроакустики и ультразвуковой техники.
Ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376
Irina G. Sidorenko - Engineer in Instrument Engineering (2010), Assistant of the Department of Electroacoustics and Ultrasound Engineering.
Бернд Рокштро - инженер по сварке, инженер.
Ул. Томаса Манна, д. 63, Нюрнберг, 90471
Bernd Rockstroch - Welding engineer of Institute of Technology, Rosswein (Germany, 1974), Engineer of GMH Pruftechnik, Germany.
Введение. В настоящее время листовой прокат является основным конструкционным материалом многоцелевого назначения. Актуальной задачей промышленности является повышение качества толстолистового проката. Это позволяет в дальнейшем обеспечивать необходимую надежность конструкций и изделий особо ответственного назначения. Действующие в настоящее время нормативные документы допускают проведение ультразвукового контроля листового проката методами отражения или прохождения. В силу отсутствия конкретных рекомендаций по применению того или иного метода становится неочевидным, какой из методов использовать предпочтительней.
Цель работы. Оценка предельной выявляемости плоскостных несплошностей толстолистового проката методами отражения (эхометод) и методами прохождения (теневой и зеркально-теневой методы).
Материалы и методы. На основании анализа уравнений акустических трактов определены соотношения, позволяющие оценивать предельную выявляемость плоскостных несплошностей толстолистового проката эхо-, теневым и зеркально-теневым методами с использованием продольных волн. Теоретические исследования проводились компьютерным моделированием с использованием математического пакета Mathcad.
Результаты. Получены интегральные выражения для расчета амплитуд эхосигнала от плоскостного дефекта, донного сигнала на бездефектном и дефектном участках и их соотношение для эхометода. Определены выражения для расчета амплитуд прошедших и донных сигналов на дефектном и бездефектном участках и их соотношение для теневого и зеркально-теневого методов. На основе численного анализа выполнена оценка предельной выявляемости плоскостных дефектов листового проката: методами отражения возможно выявление дефектов раскрытием 5 мкм, методами прохождения - более 100 мкм.
Заключение. Установлено, что методы отражения обладают лучшими возможностями по выявлению плоскостных дефектов продольными волнами. Определены условия уменьшения толщины эквивалентной прослойки, связанные с увеличением волнового размера преобразователей. Показано, что с целью выявления дефектов с малым раскрытием при контроле листового проката целесообразнее отдавать предпочтение эхометоду ультразвукового контроля.
Introduction. Currently, sheet metal is the main structural material for multi-purpose use. The actual task of the industry is to improve the quality of rolled sheet. It allows to ensure the necessary reliability of structures and products of especially critical use. The regulatory documents currently in force allow an ultrasonic testing of sheet metal by reflection or by transmission method. Due to lack of specific recommendations it becomes unclear which of the methods is preferable to use.
Aim. An estimation of the maximum detectability of rolled sheet planar extended defects by reflection methods (echo method) and by transmission methods (shadow and mirror-shadow methods).
Materials and methods. Based on analysis of the equations of acoustic paths, formulas were determined. The formulas allow one to evaluate an ultimate detectability of planar discontinuities of plate rolling by echo, shadow and mirror-shadow methods in a contact version by longitudinal waves. Experimental studies were conducted under computer simulation using the Mathcad mathematical package.
Results. Integral expressions for calculating of amplitudes of echo signal from a plane defect, of bottom signal in defect-free and defective areas and their ratio for the echo method were obtained. The expressions for calculating of amplitudes of transmitted and bottom signals in defective and defect-free areas and their ratio for shadow and mirror-shadow methods were determined. Based on the numerical analysis, an estimation of the maximum detectability of planar extended defects of sheet metal was realized. It is possible to detect defects with a thickness of 5 pm by reflection methods and with a thickness more than 100 pm by transmission methods.
Conclusion. It was established that reflection methods have better capabilities for detecting plane defects by longitudinal waves. The conditions for reducing of the thickness of the equivalent layer associated with an increase in transducers wave size were determined. It was shown that in order to detect defects with a small thickness, it is more expedient to give preference to the echo method of ultrasonic testing.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.