Ультразвуковой контроль стыковых соединений в пластинах электротехнической стали с использованием волн Лэмба
- Авторы: Васильев А.В1, Бирюков Д.Ю1,2, Зацепин А.Ф1,2
-
Учреждения:
- Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
- Уральский государственный университет путей сообщения
- Выпуск: № 1 (2023)
- Страницы: 14-24
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0130-3082/article/view/144323
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0130308223010025
- EDN: https://elibrary.ru/BVDTLA
- ID: 144323
Цитировать
Аннотация
С использованием волн Лэмба изучено влияние качества сварки тонких стальных листов на физико-механические свойства электротехнической стали. Показано, что волны Лэмба, возбужденные в нулевой симметричной моде, являются эффективным источником информации о состоянии материала как в сварном соединении пластин, так и в области основного металла, не затронутого термическими воздействиями. Определены маркеры качества сварных соединений. Установлено, что наиболее информативными параметрами являются фазовая скорость волны Лэмба и ее амплитуда. На основе измерений скоростей обнаружена макроскопическая анизотропия акустических свойств материала. Предполагается, что происхождение указанной анизотропии обусловлено остаточными напряжениями, возникающими в технологическом процессе обработки стальных листов. Полученные результаты представляют интерес для специализированного контроля качества стыковых швов в тонких стальных листах.
Об авторах
А. В Васильев
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. ЕльцинаЕкатеринбург, Россия
Д. Ю Бирюков
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина;Уральский государственный университет путей сообщения
Email: bir-70@list.ru
Екатеринбург, Россия
А. Ф Зацепин
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина;Уральский государственный университет путей сообщенияЕкатеринбург, Россия
Список литературы
- Ларин Ю.И., Поляков М.Ю., Цейтлин Г.А. Способ производства анизотропной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами / Патент на изобретение RU 2407809 C1. 27.12.2010. Заявка № 2009129885/02 от 03.08.2009.
- Пименов В.А., Бабушко Ю.Ю., Бахтин С.В., Мирошников Ю.В., Ивлиев С.Н., Федюкин О.П. Способ производства электротехнической анизотропной стали с высоким комплексом магнитных свойств / Патент на изобретение RU 2574613 C1. 10.02.2016. Заявка № 2014140556/02 от 07.10.2014.
- Смирнов А.Н., Данилов В.И., Ожиганов Е.А., Горбатенко В.В., Муравьев В.В. Зависимость локальных деформаций и полей внутренних напряжений от способа сварки конструкционной стали ВСт3сп. 1. Влияние способа сварки на механические характеристики и параметры акустической эмиссии стали ВСт3сп // Дефектоскопия. 2015. № 11. С. 59-67. https://doi.org/10.1134/S1061830915110066
- Kurashkin K.V., Mishakin V.V. Ultrasonic Estimation of the Residual Stresses // Inorganic Materials. 2014. V. 50. No. 15. P. 1506-1510. https://doi.org/10.1134/S0020168514150060
- Rosen A., Jago R., Kjer T. Tensile properties of metastable stainless steels //j. Mater. Sci. 1972. V. 7. P. 870-876. https://doi.org/10.1007/BF00550434
- Hecker S., Stout M., Staudhammer K., Smith J. Effects of strain state and strain rate on deformationinduced transformation in 304 stainless steel: Part I. Magnetic measurements and mechanical behavior // Metall. Trans. A. 1982. V. 13. P. 619-626. https://doi.org/10.1007/BF02644427
- Gonchar A.V., Klyushnikov V. A., Mishakin V. V. Effect of plastic deformation and subsequent heat treatment on the acoustic and magnetic properties of 12Kh18N10T steel // Inorganic Materials. 2020. V. 56. No. 15. P. 1-5. https://doi.org/10.1134/S0020168520150066
- Gauzzi F., Montanari R., Principi G., Tata M. E. AISI 304 steel: anomalous evolution of martensitic phase following heat treatments at 400 °C // Materials Science and Engineering: A. 2006. V. 438-440. P. 202-206. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.02.116
- Sholokhov M.A., Smorodinsky Ya.G., Melnikov A.Yu., Buzorina D.S. Development of an Approach to Forcast the Defect Formation in the End of a Weld Joint Based on the Modeling of Heat Processes // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2020. V. 56. No. 5. Р. 460.
- Шолохов М.А., Смородинский Я.Г., Мельников А.Ю., Бузорина Д.С. Разработка методики прогнозирования образования дефектов в концевой части сварного соединения на основе моделирования тепловых процессов // Дефектоскопия. 2020. № 5. С. 65-67. https://doi.org/10.31857/S0130308220050085, https://doi.org/10.1134/S1061830920050095
- Khan S.H., Farhad A., Khan A. N., Iqbal M.A. Eddy current detection of changes in stainless steel after cold reduction // Computational Materials Science. 2008. V. 43. P. 623-628. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.01.034
- Shaira M., Guy P., Courbon J., Godin N. Monitoring of martensitic transformation in austenitic stainless steel 304L by eddy currents // Research in Nondestructive Evaluation. 2010. V. 21: 2. P. 112-126. https://doi.org/10.1080/09349840903427854
- Щербинский В.Г., Артемьев С.А., Антонова Н.М., Панферов К.В., Грачев А.Ю., Копылов А.П., Захаров А.Ф., Мирошин С.А. Мобильная многоканальная установка "Лист-4" для ультразвукового контроля листа // Дефектоскопия. 2014. № 5. С. 3-8. https://doi.org/10.1134/S1061830914050076
- Danilov V.N.,Ushakov V.M., Rymkevich A.I. Investigating the Possibilities of Assessing the State of the Metal Structure of Pipelines in Service by Ultrasonic Method // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2021. V. 57. No. 8. Р. 635-646.
- 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. https://doi.org/10.31857/S0130308221080017, https://doi.org/10.1134/S1061830921080052
- Ерофеев В.И., Иляхинский А.В., Никитина Е.А., Родюшкин В.М. Пути повышения чувствительности метода акустического зондирования при исследовании структуры металлов // Дефектоскопия. 2018. № 2. С. 11-14. https://doi.org/10.1134/S106183091802002X
- Муравьев В.В., Муравьева О.В., Петров К.В. Связь механических свойств пруткового проката из стали 40х со скоростью объемных и Рэлеевских волн // Дефектоскопия. 2017. № 8. С. 20-28. https://doi.org/10.1134/S1061830917080046
- Смирнов А.Н., Князьков В.Л., Абабков Н.В., Ожиганов Е.А., Конева Н.А., Попова Н.А. Оценка напряженно-деформированного состояния сварных соединений углеродистых сталей после различных режимов тепловложения акустическим методом // Дефектоскопия. 2018. № 1. С. 40-46. https://doi.org/10.1134/S1061830918010072
- Хлыбов А.А. Исследование влияния микронеоднородности среды на распространение поверхностных волн // Дефектоскопия. 2018. № 6. С. 3-10. https://doi.org/10.1134/S1061830918060049
- Pasmanic L.A., Kamyshev A.V., Radostin A.V., Zaitsev V.Yu. Parameters of Acoustic Inhomogeneity for Nondestroductive Estimation of the Influence of Manufacturing Technology and Operational Damage on the Structure of Metal // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2020. V. 56. No. 12. Р. 971-983.
- Пасманик Л.А., Камышев А.В., Радостин А.В., Зайцев В.Ю. Параметры акустической неоднородности для неразрушающей оценки влияния технологии изготовления и эксплуатационной поврежденности на структуру металла // Дефектоскопия. 2020. № 12. С. 24-36. https://doi.org/10.31857/S0130308220120039, https://doi.org/10.1134/S1061830920120062
- Разыграев Н.П. Физика, терминология и технология в ультразвуковой дефектоскопии головными волнами // Дефектоскопия. 2020. № 9. С. 3-19. https://doi.org/10.31857/S0130308220090018
- Aleshin N.P., Krysko N.V., Kusyy A.G., Skrynnikov S.V., Mogilner L.Yu. Investigating the Detectability of Surface Volumetric Defects in Ultrasonic Testing with the Use of Rayleigh Waves Generated by an Electromagnetic-Acoustic Transducer // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2021. V. 57. No. 5. Р. 361-368.
- Алешин Н.П., Крысько Н.В., Кусый А.Г., Скрынников С.В., Могильнер Л.Ю. Исследование выявляемости поверхностных объемных дефектов при ультразвуковом контроле с применением волн Рэлея, генерируемых электромагнитно-акустическим преобразователем // Дефектоскопия. 2021. № 5. С. 22-30. https://doi.org/10.31857/S0130308221050031, https://doi.org/10.1134/S1061830921050028
- Муравьева О.В., Муравьев В.В. Методические особенности использования SH-волн и волн Лэмба при оценке анизотропии свойств листового проката // Дефектоскопия. 2016. № 7. С. 3-11. https://doi.org/10.1134/S1061830916070056
- Перов Д.В., Ринкевич А.Б. Локализация отражателей в пластинах при ультразвуковом контроле волнами Лэмба // Дефектоскопия. 2017. № 4. С. 27-41. https://doi.org/10.1134/S1061830917040064
- Бурков М.В., Еремин А.В., Любутин П.С., Бяков А.В., Панин С.В. Применение ультразвуковой методики с использованием волн Лэмба для контроля состояния образцов алюминиевого сплава В96ц3Т12 // Дефектоскопия. 2017. № 12. С. 3-15. https://doi.org/10.1134/S1061830917120038
- Iskhuzhin R.R., Borisov V.N., Atavin V.G., Uzkikh A.A., Khafizova K.K. Ultrasonic Testing of Welds in Thin-Walled Titanium Shells Using an Incomplete Penetration Indicator // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2021. V. 57. No. 2. Р. 105-113.
- Исхужин Р.Р., Борисов В.Н., Атавин В.Г., Узких А.А., Хафизова К.К. Ультразвуковой контроль сварного шва тонкостенной титановой оболочки с индикатором непровара // Дефектоскопия. 2021. № 2. С. 24-32. https://doi.org/10.31857/S0130308221020032, https://doi.org/10.1134/S1061830921020054
- Su Z.Q., Ye L. Identification of damage using Lamb waves: from fundamentals to applications. Verlag Berlin Heidelberg: Springer Press, 2009. 346 p. https://doi.org/10.1007/978-1-84882-784-4
- Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Релея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. 68 с.
- Ермолов И.Н., Алешин Н.П., Потапов А.И. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 2. Акустические методы контроля / Практ. пособие. Под ред. Сухорукова В.В. М.: Высшая школа, 1991. 283 с.