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

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

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

Sobre autores

Olga Muraveva

Kalashnikov Izhevsk State Technical University; Udmurt Federal Research Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: olgak166@mail.ru
Rússia, 426069 Izhevsk, Studencheskaya str., 7; 426067 Izhevsk, Tatiana Baramzina str., 34

Konstantin Belosludtsev

Kalashnikov Izhevsk State Technical University

Email: pmkk@istu.ru
Rússia, 426069 Izhevsk, Studencheskaya str., 7

Alexey Vladykin

Kalashnikov Izhevsk State Technical University

Autor responsável pela correspondência
Email: vladykin-ndt@mail.ru
ORCID ID: 0009-0006-1813-2011
Rússia, 426069 Izhevsk, Studencheskaya str., 7

Elena Stepanova

Kalashnikov Izhevsk State Technical University

Email: seaka00@mail.ru
Código SPIN: 9289-3724
Rússia, 426069 Izhevsk, Studencheskaya str., 7

Bibliografia

  1. Nasybullin A.V., Dyakonov A.A., Sayakhov V.A., Denisov O.V., Shaykhrazieva L.R., Shaydullin L.K. Study of materials and manufacturing technology of oilfield well pumping equipment // STIN. 2024. No. 2. P. 16—20. EDN AWSCPG.
  2. Benyakovsky M.A., Bogoyavlensky K.N., Vitkin A.I., Garber E.A., Zyuzin V.I., Tretyakov A.V. Rolling production technology / A reference book in 2 books. Moscow: Metallurgy, 1991. 862 p.
  3. Druyan V.M., Krupman Yu.G., Lyakhovsky L.S. Production of steel pipes. Moscow: Metallurgy, 1989. 398 p.
  4. Plotnikov A.L., Kao S.C., Kursin O.A., Egorov N.I., Fam S.B., Li S.V. Investigation of finishing abrasive treatment of machine parts made of low-carbon steels // Izvestia Volgogradskogo gosudarstvennogo tehniceskogo universiteta. 2016. No. 8 (187). P. 38—41. EDN WZQJQL.
  5. Shatalov R.L., Zagoskin E.E., Medvedev V.A. Effects of Uneven Temperature Variations on the Mechanical Properties of a Rolling and Pressing Line Deforming Tool // Metallurgist. 2023. V. 67. No. 7—8. P. 1086—1092. doi: 10.1007/s11015-023-01600-6. EDN JMQPIA.
  6. Murav’ev V.V., Khomutov A.S., Murav’eva O.V., Stepanova E.A., Popova V.D. Formation of Residual Stresses in the Cylinders of Deep-Rod Pumps after Manufacturing Operations // Vestnik IzhGTU Imeni M.T. Kalashnikova. 2024. V. 27. No. 2. P. 87—96. doi: 10.22213/2413-1172-2024-2-87-96. EDN JUTAFX.
  7. Strizhak V.A., Khasanov R.R., Khomutov A.S., Torkhov K.A., Pushin P.N. Waveguide Acoustic Control of Pipes — Billets of Deep Rod Pumps // Vestnik IzhGTU Imeni M.T. Kalashnikova. 2024. V. 27. No. 3. P. 86—100. doi: 10.22213/2413-1172-2024-3-86-100. EDN PKTDNX.
  8. Khomutov A.S., Murav’ev V.V. Flaw detection in the deep-rod pump cylinder after ion nitriding // Intellektual’nye sistemy v proizvodstve. 2023. V. 21. No. 2. P. 16—26. doi: 10.22213/2410-9304-2023-2-16-26. EDN TIHDED.
  9. Leun E.V. Improvement of methods and means of control of deviations from straightness by using acousto-optic heterodyne laser measuring systems // Omskiy nauchnyy vestnik. 2019. No. 4 (166). P. 71—77. doi: 10.25206/1813-8225-2019-166-71-77. EDN LVPEMF.
  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. Mikhaylov I.V., Aliagaev A.R. Analysis and prospects for the application of automated technologies and laser triangulation for visual inspection of weld quality in the production of large-diameter longitudinally welded pipes // Inzhenernyj vestnik Dona. 2024. No. 7 (115). P. 1—14. EDN UTBJYZ.
  12. Bellis M. 3D imaging for nondestructive testing // V mire nerazrushayushchego kontrolya. 2019. V. 22. No. 4. P. 26—30. doi: 10.12737/article_5dcc068183a300.21649852. EDN DKGCZC.
  13. Stepanov V.A., 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. No. 1. P. 54—65. doi: 10.18721/JPM.13105. EDN BTAWTZ.
  14. Optical thickness measurement method directly in the rolling mill // Chernye Metally. 2015. No. 12 (1008). P. 27—28. EDN WERAMJ.
  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. 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. 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. 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. Р. 111542. doi: 10.1016/j.nucengdes.2021.111542
  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. 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. 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. Zarubin V.P., Bychkov A.S., Karabutov A.A., Simonova V.A., Kudinov I.A., Cherepetskaya E.B. Real-time laser ultrasound tomography for profilometry of solids // Moscow University Physics Bulletin. 2018. V. 73. No. 1. P. 75—82. doi: 10.3103/S0027134918010150. EDN IPCKRR.
  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. Klyuev V.V., Artem’ev B.V., Artem’ev I.B., Klyuev Z.V.. X-ray thickness measurement in the rolling production of non-ferrous metals // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie. 2015. No. 7 (664). P. 67—78. EDN UARLQF.
  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. Suchkov G.M., Migushchenko R.P., Kropachek O.Y., Plesnetsov S.Y., Bilyk Z.V., Boussi S., Horoshailo Y.E., Efimenko S.A.. Nonсontact Spectral Express Method for Detecting Corrosion Damage to Metal Products // Defectoskopiya. 2020. No. 1. P. 14—21. doi: 10.1134/S1061830920010118. EDN QDHGSX.
  27. Muraveva O.V., Muraviev V.V., Sintsov M.A., Volkova L.V. Detecting Flaws in Pumping-Compressor Pipe Couplings by Magnetic, Eddy Current, and Ultrasonic Multiple-Shadow Testing Methods // Defectoskopiya. 2022. No. 4. P. 14—25. doi: 10.1134/S1061830922040088. EDN AKWOHF.
  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. Anufriyev B.F., Ableev A.N., Martinenko S.P., Martinenko S.S. Ultrasonic system for monitoring wall thickness fnd corrosion damage of thin-walled tubes // Datchiki i Systemi. 2021. No 5 (258). P. 10—14. doi: 10.25728/datsys.2021.5.2. EDN YENNYS.
  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. Р. 112213. doi: 10.1016/j.sna.2020.112213
  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 // Journal of Civil Structural Health Monitoring. 2024. V. 14. P. 67—82. doi: 10.1007/s13349-023-00699-0
  32. Ze-Yu Dong, Hai-Tao Wang, Xin Li, Jun Xu, Xian-Ming Yang, Meng-Hao Jiang Research for Evaluation Method Based on Lamb Waves for Thickness of Ship Deck Beams // Russian Journal of Nondestructive Testing Defectoskopiya. 2020. No. 7. P. 10—20. doi: 10.1134/S1061830920070049
  33. Tolipov K.B. Measuring of the thickness of thin films with the use of harmonic antisymmetric Lamb waves // Measurement Techniques. 2018. No. 6. P. 639—642. doi: 10.1007/s11018-018-1477-3. EDN GOHJKW.
  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. Р. 102789. doi: 10.1016/j.ndteint.2023.102789
  35. Terentyev D.A. Integral thickness gauging // V mire nerazrushayushchego kontrolya. 2014. No. 1 (63). P. 59—62. EDN RYXGRR.
  36. Muravieva O.V., Muraviev V.V., Shikharev P.A., Belosludtsev K.Yu. Evaluation of the non-uniformity of acoustic and elastic properties of compression coil springs // Defectoskopiya. 2025. No. 4. P. 29—41. doi: 10.31857/S0130308225040038. EDN JWZQHA.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

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».