RAS PhysicsДефектоскопия Russian Journal of Nondestructive Testing

  • ISSN (Print) 0130-3082
  • ISSN (Online) 3034-4980

INTEGRAL ASSESSMENT OF WALL THICKNESS ECCENTRICITY IN SMALL-DIAMETER PIPES USING AN ULTRASONIC METHOD

PII
S30344980S0130308225080038-1
DOI
10.7868/S3034498025080038
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume / Issue number 8
Pages
28-41
Abstract
Deviation from the nominal wall thickness of a pipe—both during manufacturing and in operation—is a critical factor affecting the durability of equipment. This study proposes a model of acoustic wave propagation across a pipe cross-section with eccentricity, which forms the theoretical basis for a method of integral assessment of wall thickness non-uniformity in small-diameter pipes. The method is implemented using a specialized flexible piezoelectric transducer based on polyvinylidene fluoride (PVDF) on several samples of seamless pipes with varying thicknesses, and is validated by the results of local ultrasonic thickness measurements.
Keywords
акустический метод эксцентриситет сечения трубы интегральная толщинометрия локальная толщинометрия моделирование
Date of publication
18.07.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
42

References

  1. 1. Насыбуллин А.В., Дьяконов А.А., Саяхов В.А., Денисов О.В., Шайхразиева Л.Р., Шайдуллин Л.К. Исследование материалов и технологий изготовления нефтепромыслового скважинного насосного оборудования // СТИН. 2024. № 2. С. 16—20. EDN AWSCPG.
  2. 2. Беняковский М.А., Зохин В.И., Третьяков А.В. Технология прокатного производства / Справочник в 2-х книгах. М.: Металлургия, 1991. 862 с.
  3. 3. Друян В.М., Крупман Ю.Г., Ляховский Л.С. Производство стальных труб. М.: Металлургия, 1989. 398 с.
  4. 4. Плотников А.Л., Као С.Ч., Куреш О.А., Езоров Н.И., Фам С.Б., Ли С.В. Исследование финишной абразивной обработки деталей машин из низкоуглеродистых сталей // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2016. № 8 (187). С. 38—41. EDN WZQJQL.
  5. 5. Шаталов Р.Л., Засескин Е.Е., Мебеев В.А. Влияние неравномерности изменения температуры на механические свойства деформирующего инструмента прокатно-прессовой линии // Металлург. 2023. № 8. С. 18—22. DOI: 10.52551/00260827_2023_08_18. EDN ERUPKP.
  6. 6. Муравьев В.В., Хомутов А.С., Муравьев О.В., Степанов В.А., Попова В.Д. Формирование остаточных напряжений в цилиндрах глубинно-штамповых насосов после технологических операций изготовления // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27. № 2. С. 87—96. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-2-87-96
  7. 7. Стрижак В.А., Хасанов Р.Р., Хомутов А.С., Торхов К.А., Пушан П.Н. Оценка чувствительности к дефектам и исследованию скоростей волн в трубах-заготовках цилиндров глубинного штампового насоса волноводным акустическим методом // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27. № 3. С. 86—100. EDN PKTDNX. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-3-86-100
  8. 8. Хомутов А.С., Муравьев В.В. Выявление дефектов цилиндра глубинно-штампового насоса после ионного азотирования // Интеллектуальные системы в производстве. 2023. Т. 21. № 2. С. 16—26. DOI: 10.22213/2410-9304-2023-2-16-26. EDN THIDED.
  9. 9. Леун Е.В. Совершенствование способов и средств контроля отклонений от прямолинейности на основе акустологических гетеродинамик лазерных измерительных систем // Омский научный вестник. 2019. № 4 (166). С. 71—77. DOI: 10.25206/1813-8225-2019-166-71-77. EDN LVPEMF.
  10. 10. Han Ya, Fan Ju, Yang X. A structured light vision sensor for on-line weld bead measurement and weld quality inspection // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. V. 106. No. 5. P. 2065—2078. DOI: 10.1007/s00170-019-04450-2. EDN UITXHJ.
  11. 11. Михайлов И.В., Ашалеев А.Р. Анализ и перспективы применения автоматизированных технологий и лазерной триангуляции для визуального контроля качества сварных швов на производстве прямошовых сварных труб большого диаметра // Инженерный вестник Дона. 2024. № 7(115). С. 1—14. EDN UTBYZ.
  12. 12. Белис М. Трехмерная визуализация в неразрушающем контроле // В мире неразрушающего контроля. 2019. Т. 22. № 4. С. 26—30. DOI: 10.12737/article_5dec068183a300.21649852. EDN DKGCCZ.
  13. 13. Stepanov V.А., Moos E.N., Shadrin M.V., Solovyov D.A., Ivanova I.V. A triangulation sensor for measuring the displacements and high-precision monitoring of the production performance // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. 2020. V. 13. № 1. P. 54—65. DOI: 10.18721/JPM.13105. EDN BTAWTZ.
  14. 14. Оптический метод измерения толщины непосредственно в прокатном стане // Черные металлы. 2015. № 12(1008). С. 27—28. EDN WERAMJ.
  15. 15. Wasif R., Tokhi M. O., Shirkoohi G. H., Marks R., Rudlin J. Development of Permanently Installed Magnetic Eddy Current Sensor for Corrosion Monitoring of Ferromagnetic Pipelines // Applied Sciences. 2022. V. 12. P. 1037. DOI: 10.3390/app12031037
  16. 16. Xie L., Gao B., Tian G. Y., Tan J., Feng B., Yin Y. Coupling pulse eddy current sensor for deeper defects NDT // Sensors and Actuators A: Physical. 2019. V. 293. No. 1. P. 189—199. DOI: 10.1016/j.sna.2019.03.029
  17. 17. Sun H., Shi Y., Zhang W. RFEC Based Oil Downhole Metal Pipe Thickness Measurement // Journal of Nondestructive Evaluation. 2021. V. 40. P. 35. DOI: 10.1007/s10921-021-00766-w
  18. 18. Nash C., Karve P., Adams D. Diagnosing nuclear power plant pipe wall thinning due to flow accelerated corrosion using a passive, thermal non-destructive evaluation method: Feasibility assessment via numerical experiments // Nuclear Engineering and Design. 2022. V. 386. P. 111542. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2021.111542
  19. 19. Yang R., He Y., Zhang H., Huang S. Through coating imaging and nondestructive visualization evaluation of early marine corrosion using electromagnetic induction thermography // Ocean Engineering. 2018. V. 147. No. 1. P. 277—288. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2017.09.023
  20. 20. Liu H., Zhang L., Liu H. F., Chen S., Wang S., Wong Z. Z., Yao K. High-frequency ultrasonic methods for determining corrosion layer thickness of hollow metallic components // Ultrasonics. 2018. V. 89. P. 166—172. DOI: 10.1016/j.ultras.2018.05.006
  21. 21. Rahim M., Arai Y., Araki W. Effects of thickness variation due to presence of roller wake on the thickness measurement using laser ultrasonic technique // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2024. V. 132. P. 339—348. DOI: 10.1007/s00170-024-13397-y
  22. 22. Зарубин В.П., Бычков А.С., Карабутов А.А., Симонова В.А., Кудинов Н.А., Черепецкая Е.Б. Профилометрия твердых тел с помощью лазерной ультразвуковой томографии в реальном масштабе времени // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2018. № 1. С. 76—83. EDN OVBOWZ.
  23. 23. Liu Y., Yang S., Gan C. A novel laser ultrasonic thickness measurement method for metal plate based on spectral analysis // Proceedings of URAI. 2015. P. 324—329. DOI: 10.1109/URAI.2015.7358964
  24. 24. Клюев В.В., Артемьев В.В., Артемьев И.Б., Клюев З.В. Рентгеновская толщиномерная в прокатном производстве цветных металлов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2015. № 7 (664). С. 67—78. EDN UARLOF.
  25. 25. Raman Singh, Baldev Raj, U. Kamachi Mudali, Prabhakar Singh Non-Destructive Evaluation of Corrosion and Corrosion-assisted Cracking. The American Ceramic Society, 2019. 448 p.
  26. 26. Сучков Г.М., Мисушенко Р.П., Кропачек О.Ю., Плеснецов С.Ю., Билых З.В., Хорошайло Ю.Е., Ефименко С.А., Салам Б. Бесконтактный спектральный экспресс-способ обнаружения коррозионных повреждений металлоизделий // Дефектоскопия. 2020. № 1. С. 14—21. DOI: 10.31857/S0130308220010029. EDN HJAHZS.
  27. 27. Муравьева О.В., Муравьев В.В., Сицира М.А., Волкова Л.В. Выявляемость дефектов муфт насосно-компрессорных труб магнитным, вихретоковым и ультразвуковым многократно-теневым методами контроля // Дефектоскопия. 2022. № 4. С. 14—25. DOI: 10.31857/S0130308222040029. EDN BLAXOE.
  28. 28. Ding C., Tang D., Su R., He Y., Wang Q., Peng Y., Tang Y., Li M. The Research and Application of Wheeled Dry-Coupling Ultrasonic Technology in Steel Plate Thickness Measurement // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2023. V. 59. P. 753—766. DOI: 10.1134/S1061830923600168
  29. 29. Ануфриев Б.Ф., Абаев А.Н., Мартыненко С.П., Мартыненко С.С. Ультразвуковая система контроля толщины стенки и коррозионных повреждений тонкостенных труб // Датчики и системы. 2021. № 5 (258). С. 10—14. DOI: 10.25728/datsys.2021.5.2. EDN YENNYS.
  30. 30. Liu T., Pei C., Cai R., Li Y., Chen Z. A Flexible and Noncontact Guided-wave Transducer based on Coils-only EMAT for Pipe Inspection // Sensors and Actuators A: Physical. 2020. V. 314. P. 112213. DOI: 10.1016/j.sna.2020.112213
  31. 31. Liu Y., Feng X. A novel methodology based on the reflected L(0,1) guided wave for quantitative detection of corrosion-induced wall thickness loss in continuous pipes // J. Civil. Struct. Health Monit. 2024. V. 14. P. 67—82. DOI: 10.1007/s13349-023-00699-0
  32. 32. Se-Ho J., Xan-Tao B., Cuano-Mun Я., Синь Л., Джун Ш., Мэн Х. И. Исследование по оценке толщины корабельных палубных балок методом на основе волн Лэмба // Дефектоскопия. 2020. № 7. С. 10—20. DOI: 10.31857/S0130308220070027. EDN OKEOKN.
  33. 33. Толипов Х.Б. Измерение толщины тонких пленок с использованием гармонических антисимметричных волн Лэмба // Измерительная техника. 2018. № 6. С. 70—72. EDN XVIUKD.
  34. 34. Trushkevych O., Dixon S., Tabatabaeipour M., Potter M. D. G., MacLeod C., Dobie G., Edwards R. Calibration-free SH guided wave analysis for screening of wall thickness in steel with varying properties // NDT & E International. 2023. V. 135. P. 102789. DOI: 10.1016/j.ndteint.2023.102789
  35. 35. Терентьев Д.А. Интегральная толщиномерная // В мире неразрушающего контроля. 2014. № 1 (63). С. 59—62. EDN RYKGRR.
  36. 36. Муравьев О.В., Муравьев В.В., Шихарев П.А., Белослудуев К.Ю. Оценка неравномерности акустических и упругих свойств рессорных пружин сжатия // Дефектоскопия. 2025. № 4. С. 29—41. DOI: 10.31857/S0130308225040038. EDN JWZQHA.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library