INFLUENCE OF ROUGHNESS OF PRODUCT SURFACES ON SPECTRAL CHARACTERISTICS OF BOTTOM SIGNALS

Cover Page
  • Authors: Mogilner L.Y.1,2, Sysoev A.A.3
  • Affiliations:
    1. Bauman Moscow State Technical University
    2. Federal State Autonomous Institution “Scientific and Educational Center «Welding and Testing» of BMSTU
    3. JSC «RPA «СNIITMASH»
  • Issue: No 9 (2025)
  • Pages: 16-25
  • Section: Акустические методы. По материалам XXV Петербургской научно-технической конференции УЗДМ-2025 «Методология ультразвукового контроля: фундамент и современные надстройки», посвященной 100-летию А.К. Гурвича
  • URL: https://journals.rcsi.science/0130-3082/article/view/308322
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0130308225090022
  • ID: 308322

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A brief analysis of publications addressing the influence of acoustic coupling on signals recorded during ultrasonic testing of components and welded joints is provided. It is noted that most often the authors pay attention to the amplitudes of pulses, but do not analyze their spectrum and its alteration in relation to the quality of preparation of contact surfaces. Experimental studies of backwall echoes received from carbon and austenitic steel specimens have demonstrated that variations in surface roughness (within the range of Rz 10 to Rz 80 μm) not only alter the amplitude of the detected signals but also cause significant distortions in their waveform and spectral composition. In some cases, the operational frequency of the backwall signal may decrease by 30 % or more relative to the nominal frequency of the piezoelectric transducer. Measurements performed on specimens with both deterministic and stochastic surface roughness profiles have shown that the quality of the coupling surface preparation has a substantially greater impact on the spectral characteristics of the received signals compared to the backwall surface roughness. The findings highlight the necessity of accounting for the influence of coupling surface roughness in test objects and welded joints on the spectral content of ultrasonic signals when developing procedural guidelines for pulse-echo and diffraction-based ultrasonic testing methods

About the authors

Leonid Yuryevich Mogilner

Bauman Moscow State Technical University;
Federal State Autonomous Institution “Scientific and Educational Center «Welding and Testing» of BMSTU

Author for correspondence.
Email: mogilner@mail.ru
Russian Federation, 105005 Moscow, 2 Bauman str., 5; 105005 Moscow, 2 Bauman str., 5

Alexey Andreevich Sysoev

JSC «RPA «СNIITMASH»

Email: AASysoev@cniitmash.com
Russian Federation, 115088 Moscow, Sharikopodshipnikovskaya str., 4

References

  1. GOST R 50.05.02—2022. Conformity assessment system in the field of atomic energy use. Conformity assessment in the form of control. Unified methods. Ultrasonic testing of welded joints and deposited surfaces.
  2. GOST R 55724—2013. Non-destructive testing. Welded joints. Ultrasonic methods.
  3. GOST R-50.05.05—2018. Unified methods. Ultrasonic testing of basic materials (semi-finished products).
  4. GOST R 71448—2024. Surface roughness. Parameters and types of directions of surface irregularities.
  5. GOST R 50.05.14—2019. Conformity assessment system in the field of atomic energy use. Means of ultrasonic testing of basic materials, welded joints and deposited surfaces of equipment and pipelines of nuclear power plants. General requirements.
  6. Ermolov I.N., Ermolov M.I. Ultrasonic testing. Textbook for specialists of the first and second qualification levels. Moskow: Publishing house “Azimut”, 2006. 208 p.
  7. Mogilner L.Yu., Neganov D.A., Skuridin N.N. Inspection of metal structures at on-site facilities of main pipelines. Moskow: Technosphere, 2023. 435 p.
  8. Gurvich A.K., Ermolov I.N. Ultrasonic testing of welding. Kyiv: Technique, 1972. 460 p.
  9. Shcherbinsky V.G. Technology of welded joints ultrasonic testing. Moskow: Tissot Publishing House, 2005. 326 p.
  10. İşleyici U. Effect of Surface Roughness on Ultrasonic Testing: master’s thesis: MSc in Mechanical Engineering / Umut İşleyici. Middle East Technical University. Ankara, 2005. 131 p.
  11. Dymkin G.Ya., Lokhov V.P. Once again about the influence of a product surface roughness on the results of ultrasonic testing with straight probes // NDT World Review. 2007. No. 1 (35). P. 25—26.
  12. Mohammed M.S., Ki-Seong K. Probability of detection simulations to study the influence of surface roughness on the reliability of ultrasonic testing system // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2014. V. 50. No. 4. P. 239—247.
  13. Civa Software Website. Available online URL: http://www.extende.com/ (data: 05.05.2025).
  14. Kireev A.N., Livtsov Yu.V., Kireeva M.A. Features of ultrasonic testing of locomotive wheel sets // Luhansk State University. 2023. No. 9 (75). P. 133—136.
  15. Rodríguez E. (Universidad Simón Bolívar), Fraudita F. (Universidad Central de Venezuela), Amorer L. (Universidad Central de Venezuela). Effect of surface roughness in ultrasonic testing (pulse-echo by direct contact) in AISI/SAE 4340 steel samples / 8th European Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT). Barcelona, June 2002.
  16. GOST 34100.3—2017. Uncertainty of measurement. Part 3. Guide to the expression of uncertainty of measurement.
  17. Mogilner L.Yu., Sahranov A.V., Urman N.S. Passage of a limited ultrasonic beam through flat layers of contacting liquid with oblique incidence and pulsed radiation mode // Defectoskopiya. 1986. No. 1. P. 70—80.
  18. Ermolov I.N., Lange Yu.V. Non-destructive testing: Handbook / Under the general editorship of V.V. Klyuev. Moskow: Mechanical engineering. V. 3. Ultrasonic testing. 2004. 853 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».