Effect of the material structure on the noise level in Phased Array ultrasonic tests

• Autorzy: Kaczmarek Karol , Grolik Leszek

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2020.6/6

Warianty tytułu

PL

Wybrane zagadnienia dotyczące wpływu struktury materiału na poziom szumu w ultradźwiękowych badaniach techniką Phased Array

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents results of tests performed to determine the noise level in ultrasonic Phased Array testing. The tests, involving non-alloy steel S355 and austenitic steel X₅CrNi_18-10, were carried out applying a frequently used test configuration and 16-element 5 MHz array probes having an aperture of 10 mm ×10 mm. The obtainment of a differentiated structure, i.e. characterised by various grain sizes, required the performance of special heat treatment processes. Metallographic tests, concerning both steel grades, were performed to quantify the grain size. Specimens containing artificially made SDH Ø₃ cylindrical reflectors and spherical reflectors having various diameters were made of the material prepared in the above-presented manner. The tests also involved amplitude measurements and the identification of the noise level of the reflectors. The test results enabled the quantitative determination of the signal-noise ratio, affecting the detection of low-amplitude indications.

PL

Przedstawiono wyniki badań mających na celu określenie poziomu szumu w badaniach ultradźwiękowych techniką Phased Array. Badania prowadzone były przy pomocy często stosowanej konfiguracji badawczej, z wykorzystaniem 16 elementowych głowic mozaikowych 5 MHz, o aperturze 10×10 mm, na stali niestopowej S355 oraz stali austenitycznej X5CrNi18-10. Dla uzyskania zróżnicowanej struktury, tzn. różnej wielkości ziarna przeprowadzono dla obydwu stali specjalne procesy obróbki cieplnej oraz badania metalograficzne mające na celu ilościowy pomiar wielkości ziarna. Z tak przygotowanego materiału wykonano próbki ze sztucznymi reflektorami w postaci reflektorów cylindrycznych SDH Ø3 oraz reflektorów sferycznych o różnych średnicach. Przeprowadzono pomiary amplitud i określono poziom szumu stosowanych reflektorów. Wyniki badań umożliwiły ilościowe określenie stosunku sygnału do szumu, decydującego o ograniczeniach w zakresie wykrywania wskazań niskoamplitudowych.

Słowa kluczowe

EN

non-destructive testing; NDT; ultrasonic testing; Phased Array

PL

badania nieniszczące; badania ultradźwiękowe; Phased Array

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 64, No. 6
• Strony: 57--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kaczmarek Karol

• Łukasiewicz Research Network – Instytut Spawalnictwa, Non-Destructive Testing Department

autor

Grolik Leszek

• Łukasiewicz Research Network – Instytut Spawalnictwa, Non-Destructive Testing Department

Bibliografia

• [1] Krautkrämer J., Krautkrämer H.: Ultrasonic Testing of Materials. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 1990.
• [2] Deputat J.: Ultradźwiękowe badania spoin austenitycznych. Dozór Techniczny nr 1/1991.
• [3] Kaczmarek R., Kaczmarek K., Słania J.: Zalety symultanicznych badań ultradźwiękowych techniką Phased Array i TOFD złączy spawanych. Przegląd Spawalnictwa, 2017, no. 4.
• [4] Ginzel E.: Phased Array Ulrasonic Technology. Eclipse Scientific, 2012.
• [5] Advances in Phased Array Ultrasonic Technology Applications. Olympus.
• [6] Phased Array Testing: Basic Theory for Industrial Applications. Olympus.
• [7] Pawłowski Z.: Poradnik. Badania nieniszczące. Wydawnictwo Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Mechaników Polskich, Ośrodek Doskonalenia Kadr SIMP w Warszawie, Warszawa 1988.
• [8] Kaczmarek R: Kryteria wykrywalności przyklejeń brzegowych w badaniach ultradźwiękowych techniką Phased Array. Rozprawa doktorska, Częstochowa, 2019.
• [9] Nardo M., Cerniglia D., Lombardo P., Pokoraro S., Infantino A.: Detection, characterisation and sizing of hydrogen induced cracking in pressure vessels using Phased Array ultrasonic data processing. Science Direct, 2016.
• [10] Seunghang Y., Bungsik Y., Youngsik K.: Using Phased Array ultrasonic technique for the inspection of straddle mount-type low-pressure turbine disc. NDT&E International, 2009.
• [11] Kurz J., Jungert A., Dugan S., Dubmann G., Boller C.: Reliability considerations of NDT by probability of detection (POD) determination using ultrasound Phased Array. Engineering Failure Analysis, 2013.
• [12] Training materials by OLYMPUS: Różne materiały–trudne materiały–Dual Matrix Array.
• [13] Śliwowski M.: Badania trudnych materiałów metodą ultradźwiękową. Nieniszczące Badania Materiałów. Seminar materials, Zakopane 16–18 March 2016.
• [14] Mackiewicz S.: Ultradźwiękowe badania spoin austenitycznych. Nieniszczące Badania Materiałów. Seminar materials, Zakopane 14–17 March 2006.
• [15] Przybyłowicz K.: Metaloznawstwo. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1993.
• [16] Przybyłowicz K.: Podstawy teoretyczne metaloznawstwa. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1999.

Uwagi

1. The research was funded by the Ministry of Science and Higher Education within statutory work ST390.

2. Badania sfinansowano ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach pracy statutowej ST390.

3. Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 53-58.

4. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).