Ультразвуковой контроль стыковых соединений в пластинах электротехнической стали с использованием волн Лэмба

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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. Ельцина

Екатеринбург, 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 сообщения

Екатеринбург, Россия

Список литературы

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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.
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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.
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. Хлыбов А.А. Исследование влияния микронеоднородности среды на распространение поверхностных волн // Дефектоскопия. 2018. № 6. С. 3-10. https://doi.org/10.1134/S1061830918060049
  20. 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.
  21. 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
  22. Разыграев Н.П. Физика, терминология и технология в ультразвуковой дефектоскопии головными волнами // Дефектоскопия. 2020. № 9. С. 3-19. https://doi.org/10.31857/S0130308220090018
  23. 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.
  24. 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
  25. 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
  26. 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
  27. 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
  28. 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.
  29. 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
  30. 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
  31. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Релея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. 68 с.
  32. 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.

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах