Универсальная экспериментальная установка для проведения акустических исследований

Д. В. Злобин; Л. В. Волкова; О. П. Богдан; Т. И. Земсков; С. В. Казанцев

doi:10.22213/2410-9304-2020-2-28-36

Авторы

Д. В. Злобин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Л. В. Волкова ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
О. П. Богдан ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Т. И. Земсков ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
С. В. Казанцев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-2-28-36

Ключевые слова:

генератор импульсов, акустический контроль, широкополосный усилитель, измерительное оборудование, ультразвук

Аннотация

Проведение большого числа различных исследований в области акустического контроля обусловило необходимость разработки экспериментального оборудования, способного при небольших затратах обеспечить требуемый спектр характеристик (работа в широком частотном диапазоне, использование преобразователей различных типов и т. п.). В статье описана конструкция универсального акустического измерительного (экспериментального) стенда, предназначенного для решения спектра задач, связанных с разработкой оригинальных методик акустического неразрушающего контроля. Установка построена на широко доступных компонентах, возможна ее простая модернизация.

Приведены примеры методик контроля различных объектов, в том числе и протяженных, разработанные с ее помощью в разных частотных диапазонах и с использованием разных типов акустических волн. В частности, универсальная установка для проведения акустических исследований использована при оценке влияния коррозии и КРН на скорость рэлеевской волны. Измерения проводились в рамках исследования возможности оценки состояния металла магистральных трубопроводов по изменению скорости рэлеевских волн. Результаты исследований показали отклонение скорости рэлеевской волны не более чем на 100 м/с от эталонного значения при максимальной погрешности ее измерения не более 0,7 %.

Библиографические ссылки

Толипов Х. Б., Клещев Д. Г., Березин В. М. Использование волн Лэмба для измерения толщины тонких металлических пленок // Приборы и техника эксперимента. 2017. № 2. С. 137–139. DOI: 10.7868/S0032816217020148.

Шкелев Е.И., Ширкаев А.В. Акустический измеритель временной задержки // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 4. С. 25–30. DOI: 10.1134/S0032816218040298.

Лобастов С. А., Герасимов С. И. Сферические пьезокерамические датчики для измерения параметров ударных волн // Приборы и техника эксперимента. 2017. № 1. С. 104–108. DOI: 10.7868/S0032816217010098.

Ибрагимов Н. Ю., Ибрагимова Э. Н. Дефектоскопическая установка трещиномер силикатных покрытий труб // Дефектоскопия. 2017. № 11. С. 55–57.

Аббакумов К. Е., Коновалов Р. С., Цаплев В. М. Экспериментальное исследование дискового биморфного пьезоэлектрического генератора // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2014. № 9. С. 59–63.

Montinaro N, Epasto G., Cerniglia D., Guglielmino E. Laser ultrasonics inspection for defect evaluation on train wheel // NDT & E International. 2019. Vol. 107. Pp. 102-145. (DOI: 10.1016/j.ndteint.2019.102145).

Peng D., Jones R., Constable T., Lingamanaik S.N., Chen B.K. The tool for assessing the damage tolerance of railway wheel under service conditions // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2012. Vol. 57. Pp. 1-13. (DOI: 10.1016/j.tafmec.2011.12.002).

Yamamoto S., Hoshi T., Miura T., Sem-boshi J., Ochiai M., Fujita Y., Ogawa T., Asai S. Defect Detection in Thick Weld Structure Using Welding In-Process Laser Ultrasonic Testing System // Materials transactions. 2014. Vol. 55, P. 998-1002. DOI: 10.2320/matertrans.I-M2014809.

Mihaljević M., Markučič D., Runje B., Keran Z. Measurement uncertainty evaluation of ultrasonic wall thickness measurement // Measurement. 2019. Vol. 137. Pp. 179-188. DOI: 10.1016/j.measure¬ment.2019.01.027.

Lo F,. Bonfanti M.S. A novel device for measuring the ultrasonic wave velocity and the thickness of hyperelastic materials under quasistatic deformations // Polymer Testing. Vol. 74. Pp. 235-244. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2019.01.005.

Minin S.I., Trofimov A.I.,, Trofimov M.A. Automated ultrasonic system residual stresses in the welded joints of the circulation pipe NPP // Nuclear Energy and Technology. Vol. 2. Pp. 236-239. DOI: 10.1016/j.nucet.2016.11.002.

Bruggera C., Palin-Luca P., Osmondb P., Blanc M. A new ultrasonic fatigue testing device for biaxial bending in the gigacycle regime // International Journal of Fatigue. Vol. 100. Pp. 619-626. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2016.12.039.

Vieira M., Reis L., Freitas M., Ribeiro A. Strain measurements on specimens subjected to biaxial ultrasonic fatigue testing // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. Vol. 85. Pp. 2-8. DOI: 10.1016/j.tafmec.2016.08.007.

Kurashkin K., Mishakin V., Rudenko A. Ultrasonic Evaluation of Residual Stresses in Welded Joints of Hydroelectric Unit Rotor Frame // Materialstoday: proceedings. Vol. 11. Pp. 163-168. DOI: 10.1016/j.matpr.2018.12.125.

Hunter C., Sapozhnikov O.A.,.Maxwell A.D., Khokhlova V.A., Wang Y.-N., MacConaghy B., Kreider W. An Ultrasonic Caliper Device for Measuring Acoustic Nonlinearity // Physics Procedia. Vol. 87. Pp. 93-98. DOI: 10.1016/j.phpro.2016.12.015.

Прибор для измерений скорости акустических волн в металлах и сплавах / В. В. Муравьев, Д. В. Злобин, С. В. Леньков, Н. Н. Зверев // Приборы и техника эксперимента. 2016. № 3. С. 142–146. DOI: 10.7868/S0032816216020245.

Муравьев В. В., Злобин Д. В., Платунов А. В. Прибор для исследований акустоупругих характеристик тонких проволок // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 6. С. 572–577.

Акустический волноводный контроль элементов глубиннонасосного оборудования / О. В. Муравьева, В. А. Стрижак, Д. В. Злобин, С. А. Мурашов, А. В. Пряхин, Ю. В. Мышкин // Нефтяное хозяйство. 2016. № 9. С. 110–115.

Злобин Д. В., Волкова Л. В. Влияние динамического подмагничивания на эффективность электромагнитно-акустического преобразования при волноводном контроле прутков // Приборы и методы измерений. 2017. Т. 8. № 3. С. 236–245. DOI: 10.21122/2220-9506-2017-8-3-236-245.

Муравьева О. В., Леньков С. В., Мурашов С. А. Крутильные волны, возбуждаемые электромагнитно-акустическими преобразователями, при акустическом волноводном контроле трубопроводов // Акустический журнал. 2016. Т. 62. № 1. С. 117–124. DOI: 10.7868/S032079191506009X.

Анализ отражённых сигналов при контроле цилиндрических образцов многократным зеркально-теневым методом / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, М. А. Габбасова, И. В. Булдакова, М. Ю. Соков // Автометрия. 2016. Т. 52. № 4. С. 62–70. DOI: 10.15372/AUT20160408.

Муравьева О. В., Зорин В. А. Метод многократной тени при контроле цилиндрических объектов с использованием рэлеевских волн // Дефектоскопия. 2017. № 5. С. 3–9.

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.

Исследования структурного и напряженно-деформированного состояния рельсов текущего производства методом акустоупругости / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, И. В. Булдакова, Л. В. Гущина // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21. № 2. С. 13–23. DOI: 10.22213/2413-1172-2018-2-13-23.

Муравьев В. В., Тапков К. А. Оценка напряженно-деформированного состояния рельсов при изготовлении // Приборы и методы измерений. 2017. Т. 8. № 3. С. 263–270. DOI: 10.21122/2220-9506-2017-8-3-263-270.