Методы и средства повышения эффективности акустического контроля труб тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Мышкин Юрий Владимирович

• Мышкин Юрий Владимирович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Мышкин Юрий Владимирович

Список сокращений

Общая характеристика работы

Глава 1 Современное состояние неразрушающего контроля труб

1.1 Классические методы неразрушающего контроля труб и прутков

1.2 Акустический волноводный контроль

1.3 Волноводный контроль с использованием многократных отражений

1.4 Возбуждаемые типы мод в трубах и пластинах

1.4.1 Уравнение распространения нормальных волн

1.4.2 Свободная пластина

1.4.3 Нормальные волны в полых цилиндрах

1.4.4 Обозначение мод

1.4.5 Дисперсионные кривые

1.4.6 Трансформация мод

1.4.7 Выбор моды нормальных волн для контроля

1.4.8 Аппаратура для волноводного контроля труб и прутков

1.5 Факторы, влияющие на чувствительность волноводного контроля

1.6 Влияние вязкоупругих сред на распространение акустических волн

в трубах

1.7 Влияние силы прижатия на эффективность волноводного контроля

1.8 Влияние фокусировки на чувствительность акустического волноводного метода контроля

1.8.1 Типы фокусировки

1.8.2 Эффективность фокусировки

Выводы по главе

Глава 2 Влияние вязкоупругих контактирующих сред на распространение нормальных волн

2.1 Математическая модель

2.2 Результаты исследований

2.2.1 В случае свободной трубы

2.2.2 В случае нагруженной трубы

2.3 Экспериментальные исследования ослабления нормальных волн

2.3.1 Крутильная волна в свободной трубе

2.3.2 Крутильная волна в нагруженной трубе

2.3.3 Мешающие типы волн

Выводы по главе

Глава 3 Влияние амплитуды серии многократных отражений на чувствительность волноводного контроля

3.1 Модель формирования серии многократных отражений

3.1.1 Описание аппаратной части методики

3.1.2 Акустический тракт волноводного контроля с использованием многократных отражений

3.2 Влияние амплитуды первого донного эхоимпульса на серию многократных отражений

3.2.1 Расчёт ослабления акустической волны

3.2.2 Расчёт коэффициента отражения на границе «преобразователь -объект контроля»

3.2.3 Работа алгоритма расчёта коэффициента отражения на экспериментальных данных

3.3 Влияние амплитуды первого донного эхоимпульса на чувствительность

метода многократных отражений

Выводы по главе

Глава 4 Влияние фокусировки на эффективность волноводного контроля

4.1 Модели для исследования фокусировки поперечной волны горизонтальной поляризации в трубах большого диаметра

4.1.1 Модель в программе PATAF Simulator

4.1.2 Модель в программе COMSOL Multiphysics

4.2 Эффективность фокусировки SHволны при различных геометрических параметрах трубы и условиях возбуждения

4.2.1 Исследование в программе PATAF Simulator

4.2.2 Исследование в программе COMSOL Multiphysics

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложение А Патенты

Приложение Б Акты внедрения

Список сокращений

АВК - акустический волноводный контроль.

АСС - автоматизированная система сканирования.

ГПУ - блок генератора и предусилителя.

НК - неразрушающий контроль.

ПМ - постоянный магнит.

ППС - площадь поперечного сечения.

ПЭП - пьезоэлектрический преобразователь.

ТСТ - толщина стенки трубы.

УКП - блок управления, коммутации и питания.

ЭАП - электроакустический преобразователь.

ЭМА - электромагнитно-акустический.

ЭМАП - электромагнитно-акустический преобразователь.

ФР - фазированная решётка.

Общая характеристика работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и средства повышения эффективности акустического контроля труб»

Актуальность.

В последние десятилетия в России и за рубежом наблюдается повышенный интерес к акустическим методам волноводного неразрушающего контроля линейно-протяжённых объектов (далее - волноводный контроль), основанным на использовании нормальных волн (Лэмба, SH-, Похгаммера). Основными их преимуществами являются: отсутствие необходимости сканирования, что позволяет исследовать области, находящиеся под слоем грунта, воды, покрытых изоляцией, высокая производительность контроля, возможность выявления различных типов дефектов, возможность контроля при локальном доступе к объекту. Эффективность использования указанных методов определяется применимостью к трубам различных типоразмеров, находящихся в условиях нагружения на различные окружающие среды в различных частотных диапазонах. Экспериментально установлено, что дальность контроля может составлять от 1 до 200 м в зависимости от различных факторов (геометрия трубы, тип окружающих ее сред, частота возбуждаемых колебаний, моды используемой волны), заметно снижающих дальность прозвучивания труб, что ведет к ограничениям эффективности метода. Большинство исследований по влиянию условий нагружения на амплитуду смещений, характер дисперсионных кривых, скорость и затухание выполнено с использованием метода конечных элементов для некоторых частных случаев, что не позволяет количественно исследовать применимость метода в широком диапазоне геометрии труб, рабочих частот, свойств окружающих сред. Чувствительность волноводного метода ограничена возможностью одновременного существования в линейно-протяженном объекте мешающих типов мод, для большинства из которых характерна дисперсия скорости, что накладывает ряд ограничений по выбору частоты и типа волны и может затруднять интерпретацию полученных результатов. При этом актуальным представляется исследование процессов ослабления мешающих волн при нагружении на вязкоупругие среды.

Чувствительность волноводного контроля линейно-протяженных объектов

ограниченной длины (при изготовлении и при ремонте) эффективным является использование эхо-импульсного метода многократных отражений, позволяющего повысить чувствительность за счет эффекта когерентного нарастания эхо-сигналов от дефектов на каждом последующем отражении. Амплитуда эхо-сигналов, определяемых совокупностью факторов - силой прижатия, качеством поверхности объекта контроля, ориентацией преобразователей, площадью контакта, качеством акустического контакта, перекосом преобразователя и т.д. - с одной стороны, ограничивается количеством отражений, с другой - ведет к увеличению отношения сигнал/шум, что требует оптимизации чувствительности к дефектам при эхо-импульсном методе многократных отражений.

Чувствительность волноводного контроля может быть повышена за счёт использования активной или пассивной фокусировки SH-волн Лэмба в трубах и применения специальных алгоритмов обработки сигналов. При этом открытыми остаются вопросы формирования фокусного пятна для труб различного диаметра, на различных расстояниях и частотах, в том числе при угловой фокусировке.

Таким образом, для оценки возможностей волноводного контроля трубопроводов с целью обоснования параметров контроля актуальным является исследование круга вопросов, связанных с методами и средствами повышения эффективности волноводного контроля труб.

Степень разработанности темы. Исследования в области волноводного контроля проводятся в России (СПбГЭТУ «ЛЭТИ», МГТУ им. Баумана, ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, ООО «Акустические Контрольные Системы», ЗАО «НИИИН МНПО «СПЕКТР»), на Украине (Национальный технический институт Украины «КПИ», Институт электросварки им. Э.С. Патона), в Респ. Молдова (НИИНК АО «ИНТРОСКОП»), в университетах США, Великобритании, Италии, Респ. Корея и многих других странах.

Теоретические и практические аспекты, электроакустические преобразователи и системы антенных решёток для волноводного контроля исследованы зарубежными (Balasubramaniam K., Cawley P., Hayashi T., Hirao M., Kirby R., Kwun H., Lowe M.J.S., Mudge P., Nagy P.B., Ogi H., Peter W.T., Ratassepp M., Rose J.L., Wilcox

P.D., Zlatev Z.) и отечественными (Буденков Г.А., Муравьева О.В., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г.) авторами. Рынок дефектоскопов, реализующих волновод-ный контроль, представлен коммерческими зарубежными (Guided Ultrasonics Ltd -Wavemaker G4, Plant Integrity Ltd - Teletest Focus Plus, Olympus - Ultrawave LRT, Southwest Research Institute - MsS 3030R) и отечественными производителями (ООО «НПИЦ «Качество» - дефектоскопы АДНКТ и АДНШ, АО «Интроскан Технолоджи» - A2072 IntroScan, ООО «Акустические контрольные системы» -А1220 Анкер и АКР1224).

Работа выполнялась в рамках грантов Российского научного фонда (проекты № 15-19-00051, №18-79-10122), программы УМНИК (проект № 9998ГУ/2015), государственного задания Министерства образования и науки РФ ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» на 2014-2016 гг. в рамках проектной части проведения научно-исследовательских работ (проект № 3.751.2014/К).

Целью данной работы является исследование методов и средств повышения эффективности и чувствительности волноводного контроля труб.

Цель соответствует следующим областям исследования по паспорту специальности 05.11.13: п.2. «Разработка и оптимизация методов расчета и проектирования элементов, средств, приборов и систем аналитического и неразрушающего контроля с учетом особенностей объектов контроля»; п.6. «Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизации приборов контроля».

В соответствии с поставленной целью сформулированы и решены следующие задачи:

1. Анализ литературы в области теоретических исследований и практики использования волноводного неразрушающего контроля цилиндрических изделий.

2. Разработка физико-математической модели и исследование процессов распространения крутильных волн в цилиндрических объектах в условиях их на-гружения вязкоупругими средами.

3. Экспериментальные исследования процессов распространения мешающих (симметричных, антисимметричных) волн в трубах в условиях их нагруже-ния вязкоупругими средами.

4. Исследование повышения чувствительности волноводного контроля труб за счёт управления величиной амплитуды первого донного эхо-импульса при эхо-импульсном методе многократных отражений.

5. Исследование влияния параметров фазированной решётки и возбуждения на эффективность фокусировки волн горизонтальной поляризации в трубах большого диаметра.

Объект исследований.

Эхо-импульсный метод волноводного контроля труб.

Предмет исследований. Влияние методологических факторов (параметры преобразователя, режима возбуждения, акустического контакта) и технологических факторов (геометрия объекта, окружающие вязкоупругие среды) на процессы распространения и фокусировки нормальных волн в трубах.

Методы исследования. При теоретических исследованиях использованы динамическая теория упругости, теория акустики твёрдого тела, теория электромагнетизма, теория спектрального анализа. Для численного моделирования использованы метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод трапеций с использованием программных сред COMSOL Multiphysics, Mathcad, MATLAB, а также программные продукты, разработанные автором. В экспериментальных исследованиях использован эхо-импульсный метод многократных отражений, включающий эхо-сквозной, амплитудно-теневой, временно-теневой методы, акустический эхо-метод, зеркально-теневой метод.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов подтверждены корректным использованием методов теории упругости, теории акустики твердого тела, метода конечных элементов, согласованностью результатов численных и аналитических расчетов и экспериментальных результатов, в том числе, полученных другими авторами, воспроизводимостью экспериментальных данных, использованием при экспериментальных исследованиях поверенных

средств измерений, статистической обработкой и оценкой погрешностей результатов измерений.

Научная новизна

1. Предложена теория и модель распространения в трубе крутильных волн, возбуждаемых электромагнитно-акустическим преобразователем, нагруженной внешней и внутренней упругими контактирующими средами, учитывающая параметры возбуждения, геометрию, вязкость и упругие характеристики объекта.

2. Теоретически и экспериментально исследованы основные закономерности, определяющие возможности волноводного контроля трубопроводов в условиях переизлучения в окружающие среды с учетом особенностей возбуждения, геометрических размеров, свойств материала трубы и окружающих сред, влияния мешающих типов волн с позиций обоснования параметров контроля в части выбора частотного диапазона, геометрии преобразователей, оценки дальности про-звучивания и чувствительности метода.

3. Оценена чувствительность и помехозащищенность волноводного контроля труб ограниченной длины в условиях многократных отражений в зависимости от амплитуды первого донного эхо-импульса, количества регистрируемых отражений, геометрических параметров объекта, позволившая оптимизировать чувствительность к дефектам при эхо-импульсном методе многократных отражений.

4. Разработана конечно-элементная модель процесса активной фокусировки волн горизонтальной поляризации (Ш-волн) в трубах большого диаметра, позволяющая исследовать зависимости параметров фокусировки от геометрии решетки, рабочей частоты и геометрии трубы, оценить предельные возможности по чувствительности к дефектам и условия появления мешающих дифракционных лепестков в диаграмме направленности при волноводном контроле труб различного диаметра.

Теоретическая и практическая значимость.

Теоретической значимостью обладают разработанная теория распространения крутильных волн в трубе в условиях нагружения на контактирующие среды, моделирование процессов распространения акустических волн в трубах в про-

граммных комплексах, основанных на методе конечных элементов; методика оптимизации чувствительности к дефектам при эхо-импульсном методе многократных отражений волноводного контроля труб конечной длины.

Практической значимостью обладают разработанные конструкция пьезоэлектрического преобразователя для приема-излучения нормальных волн с цилиндрической поверхности объекта; способ определения координаты дефекта по радиусу цилиндрического объекта за счет совместного использования стержневых и крутильных волн; способ определения вязкоупругих свойств сред, контактирующих с поверхностью объекта; программное обеспечение для расчета акустических полей нормальных волн.

Результаты работы были использованы при проведении волноводного контроля прутков, труб и трубных заготовок на предприятиях АО ИЭМЗ «Купол» (договор № 683 от 27.04.2016 г.), ООО УК «Промтехкомплект» (договор на НИОКР № 13-05/16 от 27.05.2016 г.), ООО «ПКНМ-Урал» (договор № ПМИКД-3-18/М от 16.05.2018 г.).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс подготовки бакалавров по направлению 12.03.01 «Приборостроение» (акт об использовании результатов диссертационной работы от 07.10.2019 г. ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»).

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработанная теория распространения крутильных волн в трубе, нагруженной внешней и внутренней вязкоупругими средами позволяет обосновать выбор частотного диапазона, геометрию преобразователей, оценить дальность про-звучивания и чувствительность волноводного контроля трубопроводов при их различных типоразмерах и условий эксплуатации.

2. Ослабление крутильных волн с расстоянием увеличивается при уменьшении диаметра и толщины стенки трубы и по мере сближения акустических сопротивлений материала трубы и окружающих сред. Амплитуда смещений уменьшается с увеличением диаметра и с увеличением коэффициента связи, вызванного ухудшением условий контакта, выраженная тем существеннее, чем меньше диа-

метр трубы. Амплитуда мешающих мод, ограничивающих чувствительность к дефектам, существенно ослабевает при нагружении на жидкие среды, при этом амплитуда смещений в крутильной волне не меняется.

3. Увеличение чувствительности к дефектам при анализе сигнала на дальних отражениях и уменьшение абсолютной амплитуды смещений с уменьшением амплитуды первого донного эхо-импульса требует оптимальных параметров акустического тракта эхо-импульсного метода при реализации волноводного контроля на многократных отражениях.

4. Эффективность фокусировки поперечных волн горизонтальной поляризации в трубах большого диаметра - коэффициент усиления, размеры фокусного пятна, максимальная дальность акустического фокуса - улучшается с ростом диаметра трубы, увеличением рабочей частоты и увеличением числа преобразователей в фазированной решётке. В акустическом поле фазированной решётки возможно возникновение мешающих дифракционных лепестков, амплитуда которых увеличивается с увеличением расстояния между отдельными элементами решетки, уменьшением размеров элемента и ростом рабочей частоты преобразователя.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях различного уровня: X, XII и XIV Научно-технических конференциях «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства» (г. Ижевск, 2014, 2016 и 2018 г.), XXVII, XVIII и XXIX Уральских конференциях «Физические методы неразрушающего контроля» (г. Екатеринбург, 2014, 2015 и 2016 г.); I, II и IV Международных форумах «Instrumentation engineering, electronics and telecommunications» (г. Ижевск, 2015, 2016 и 2018 г.), XII Международной конференции «International Siberain Conference on Control and Communications» (г. Москва, 2016 г.), II Международной научно-технической конференции «International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manu-facturing» (г. Челябинск, 2016 г.), XXII Петербургской международной конференции «Ультразвуковая дефектоскопия металлов и перспективных материалов» (г. Санкт-Петербург, 2016 г.), IV Международной конференции «International con-

ference on innovations in non-destructive testing» (г. Новосибирск, 2017 г.), Международной научно-практической конференции «Innovations in fuel and energy complex and mechanical engineering» (г. Кемерово, 2017 г.), VI Международной научно-технической конференции «Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов» (г. Могилев, 2017 г.)

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 23 печатные работы, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 8 статей, индексируемых в базах Scopus и Web of Science, получены 3 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ, 1 патент на полезную модель и 1 патент на изобретение.

Личный вклад автора.

Разработка теоретической части работы, постановка эксперимента, разработка электроакустических преобразователей, экспериментальные исследования, анализ полученных данных были проведены автором лично. При исследованиях использовались также экспериментальные установки и программные продукты, разработанные коллективом кафедры «Приборы и методы измерений, контроля, диагностики». Выбор приоритетов, направлений и методов исследования и форм представления результатов, формирование структуры и содержания работы, формулирование основных положений выполнены при активном участии научного руководителя д.т.н., профессора Ленькова С.В. и научного консультанта д.т.н., профессора Муравьевой О.В.

Глава 1

Современное состояние неразрушающего контроля труб

В главе рассмотрены методы неразрушающего контроля линейно-протяженных объектов, таких как трубы и прутки, приведены их достоинства и недостатки. Проведён обзор существующего оборудования, реализующего акустический волноводный метод контроля. Представлены основные возможности и способы повышения чувствительности.

1.1 Классические методы неразрушающего контроля труб и прутков

Контроль цилиндрических линейно-протяжённых объектов, таких как трубы и прутки в нефтегазовой и транспортной промышленности, является важной задачей для сохранения экологии окружающей среды, предотвращения природных катастроф, дополнительных издержек по ликвидации их последствий и восстановлении работоспособности вышедших из строя систем. Объектами контроля могут выступать магистральные трубопроводы, прутки-заготовки, насосные штанги и трубы, водопроводные трубы и т.п.

Дефекты труб, возникающие как на стадии их производства, так и при эксплуатации в условиях агрессивных сред, высоких давлений, перепадов температур, обуславливают принадлежность трубопроводов к опасным производственным объектам, требующим обязательного применения методов неразрушающего контроля (НК). Сортамент труб, предлагаемых на рынке, и определяемый их назначением и материалом, весьма разнообразен (ГОСТ 20295-85, ГОСТ 25812-83, ГОСТ 3262-75).

Наиболее распространённым методом контроля труб в плане достоинств и преимуществ является традиционный ультразвуковой [48], но, как правило, его использование требует сканирования, соответственно необходимости обеспечения доступа ко всей поверхности объекта контроля, что является затратным процессом реализации с точки зрения энергетических, экономических и временных ресурсов, а при условии нахождения объекта контроля в иммерсионной или грунтовой среде

доступ к поверхности может быть обеспечен только после проведения ряда соответствующих мероприятий, что приводит к дополнительным материальным и финансовым издержкам [20, 21, 64].

Помимо ультразвукового метода для контроля труб и прутков существуют радиационный [46], вихретоковый [26, 48, 50] и магнитный [20, 21, 62, 64] методы контроля. Несмотря на все достоинства данных методов каждый из них имеет свои недостатки. Так, радиационный метод, в зависимости от применяемого варианта метода, требует доступа либо с внешней стороны трубы, при этом могут возникнуть сложности интерпретации данных, поскольку активные частицы проходят сквозь обе стенки, либо с внутренней и внешней стороны, в этом случае возникает сложность позиционирования пленки или экрана в необходимое положение. Вихретоковый и магнитный методы способны выявлять только поверхностные дефекты, их с успехом можно применить после выполнения экспресс-диагностики для уточнения типа дефекта, его размеров и расположения.

Известны случаи использования акустико-эмиссионного метода [7, 46, 81]. Однако из-за наличия транспортируемой жидкости данный метод не применяется для труб, находящихся в условиях эксплуатации.

Метод внутритрубной диагностики и скоростного ультразвукового сканирования [20, 21, 64] предполагает помещение снаряда-дефектоскопа внутрь трубы с набором магнитных, ультразвуковых и вихретоковых датчиков. Снаряд перемещается внутри трубы за счёт транспортируемого вещества и выполняет сканирование с внутренней поверхности. Данный метод достаточно дорогой и требует наличие специализированных участков для введения снаряда в трубу. Метод используется только для труб с большим диаметром и на больших расстояниях при условии отсутствия изгибов с малым радиусом кривизны.

Основные численные характеристики рассмотренных методов представлены в Таблица 1.1.

Таблица 1.1 - Особенности методов неразрушающего контроля труб и факторы, ограничивающие их возможности

Метод контроля Выявляемые типы дефектов Выявляемый размер дефектов Максимальное расстояние контроля Максимальная скорость контроля Диапазон диаметров труб Диапазон рабочих частот Количество используемых преобразователей Источ ники

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Вихретоко-вый метод классический трещины, коррозия, несплошности, пористость от 0,5 мкм рабочая частота до 8 мм глубина проникновения вихревых токов до 8 м/с способ перемещения преобразователя от 100 мм тип преобразователя и его размер от 10 Гц до 20 МГц возможности аппаратных средств до 64 в ФР конструкция преобразователя [26, 48, 50]

Магнитный метод классический трещины, пористость, непровары, несплавления, от 0,2 мм способ контроля до 8 мм глубина проникновения магнитных полей до 4 м/с возможности аппаратных средств от 20 мм тип преобразователя и его размер ПМ тип и размер магнита до 64 в АСС конструкция системы сканирования [62, 64]

Магнитный метод при внутритруб-ной диагностике коррозия, трещины, овальность, вмятины, гофра от 2% ТСТ способ контроля до 10 мм глубина проникновения магнитных полей до 6 м/с скорость течения жидкости внутри трубы от 300 мм геометрия и форма трубы ПМ тип и размер магнита до 1024 в АСС конструкция системы сканирования [20, 21, 64]

Ультразвуковой метод классический трещины, пористость, включения от 100 мкм рабочая частота до 10 м рабочая частота до 2 м/с способ перемещения преобразователя от 20 мм тип преобразователя и его размер до 10 МГц конструкция преобразователя до 128 в ФР конструкция преобразователя [48]

Ультразвуковой метод при внутритруб-ной диагностике трещины, коррозия, расслоения, включения от 100 мкм рабочая частота до 1 м рабочая частота до 20 м/с скорость течения жидкости внутри трубы от 300 мм геометрия и форма трубы до 5 МГц конструкция преобразователя до 1024 в АСС конструкция системы сканирования [21]

П Продолжение таблицы 1.1 - Особенности методов неразрушающего контроля труб и факторы, ограничивающие их возможности

Метод кон- Выявляемые Выявляемый Максимальное Максимальная Диапазон диамет- Диапазон рабочих Количество ис- Источ

троля типы дефек- размер де- расстояние кон- скорость кон- ров труб частот пользуемых пре- ники

тов фектов троля троля образователей

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Радиацион- пористость, от 0,1 мм до 1 м до 0,3 мм/с от 20 мм от 80 МГц до 5 ТГц до 2048 при то- [46]

ный метод включения, мографии

трещины условия про- способ просве- способ просве- способ просвечи- возможности аппа- конструкция то-

свечивания чивания чивания вания ратных средств мографа

Акустико- трещины, от 1 мкм до 10 м от 1 изделия в от 20 мм от 20 кГц до 1,2 от 2 для простых [7, 81]

эмиссионньш расслоения, час МГц изделий

метод коррозия чувствительность датчиков рабочая частота способ перемещения преобразователя количество преобразователей свойства материала геометрия и форма трубы

Акустический коррозия, до 8 мм до 200 м от 1 мин на из- от 20 мм от 10 кГц до 500 от 1 до 1024 в [89,

волноводный трещины, делие кГц АСС 94,

метод клас- расслоения, рабочая час- частота и мода алгоритмы ак- конструкция сис- используемые моды конструкция 207]

снческий включения тота волны тивной фокусировки темы сканирования и их затухание системы сканирования

Акустический коррозия, от 1 мм до 200 м до 1000 изделий от 20 мм от 10 кГц до 500 от 1 до 1024 в [10,

волноводный трещины, в час кГц АСС 11, 28,

метод с ис- расслоения, рабочая час- длина объекта наличие АСС, конструкция сис- используемые моды конструкция 36]

пользованием включения, тота контроля способ установ- темы сканирова- и их затухание системы скани-

метода мно- вмятины ки преобразова- ния рования

гократных теля

отраженнй

* возможности аппаратных средств - совокупность механических, технических и электронных инструментов оборудования, предназначенных для реализации применяемого метода неразрушающего контроля;

при внутритрубной диагностике подразумевается использование метода полей рассеяния (магнитный метод)

1.2 Акустический волноводный контроль

В последнее время среди ряда учёных и исследователей [69, 76, 86, 96, 100, 117, 125, 134, 137, 144, 149, 153, 164, 165, 177, 188, 199, 204, 214, 221, 228] наблюдается высокий интерес к акустическому волноводному неразрушающему контролю, вызванный его несомненными достоинствами по сравнению с классическими ультразвуковыми методами, среди которых:

- возможность контроля до 100 м линейно-протяженных объектов в выбранном направлении,

- отсутствие необходимости сканирования,

- высокая производительность контроля,

- отсутствие необходимости доступа ко всем контролируемым частям объекта контроля,

- отсутствие необходимости подготовки поверхности объекта контроля,

- возможность проведения контроля без снятия защитного или лакокрасочного покрытия.

При волноводном контроле от системы преобразователей возбуждается акустическая волна вдоль трубы (Рисунок 1.1). Часть энергии акустической волны, отражаясь от различных неоднородностей (сварной шов, опора, коррозия, дефект и пр.), возвращается обратно и регистрируется системой преобразователей. Вол-новодный контроль позволяет обнаруживать дефекты размером 1% [89, 99, 148, 164, 207] (в некоторых случаях менее 1% [96, 179, 208]) от размеров ППС трубы. Система преобразователей может быть специализирована под различные диаметры трубы от 30 мм до 1440 мм и более [89, 207].

Как и любой другой метод неразрушающего контроля, волноводный метод имеет ряд своих ограничений и недостатков, неоднократно упоминаемых рядом исследователей [9, 31, 89, 207], среди которых:

- существование нескольких типов мод на одной частоте,

- сложность расшифровки результатов контроля из-за наличия мешающих типов мод, трансформации волны на дефектах и особенностях объекта контроля,

- дисперсия скорости на каждый типоразмер объекта контроля;

- невозможность выявления мелких дефектов из-за низкой частоты,

- высокое затухание акустической волны при наличии внешних контактирующих вязкоупругих сред.

д Направление сканирования

д Направление

распространения волны

Направление ^распространения волны

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мышкин Юрий Владимирович, 2020 год

Список литературы

1. Аббакумов К.Е., Коновалов Р.С. Влияние нарушения акустического контакта на распространение волн Стоунли вблизи границы твёрдых полупространств // Дефектоскопия. - 2008. - № 3. - С. 52-58.

2. Алешин Н.П. Автоматизированный ультразвуковой контроль труб большого диаметра / Н.П. Алешин, Ю.Л. Гобов, А.В. Михайлов, Я.Г. Смородинский, М.М. Сыркин // Дефектоскопия. - 2014. - № 3. - С. 3-11.

3. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. - М.: Наука, 1965. -

779 с.

4. Бадмаев Б.Б., Дамдинов Б.Б. Исследование вязкоупругих свойств органических жидкостей акустическим методом // Акустический журнал. - 2001. - Т. 7. -№ 4. - С. 561-563.

5. Бадмаев Б.Б., Дамдинов Б.Б., Сандитов Д.С. Низкочастотные сдвиговые параметры жидких вязкоупругих материалов // Акустический журнал. - 2004. -Т. 50. - № 2. - С. 156-160.

6. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. - М.: Издательство иностранной литературы, 1957. - 726 с.

7. Бехер С. А., Бобров А. Л. Основы неразрушающего контроля методом акустической эмиссии: учеб. пособие. - Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2013. - 145 с.

8. Буденков Г.А. Опыт приемочного акустического контроля и упрочнения насосных штанг при сервисном обслуживании / Г.А. Буденков, О.В. Коробейнико-ва, Н.А. Кокорин, В.А. Стрижак // В мире неразрушающего контроля. - 2007. -№ 4. - С. 14-19.

9. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. Основные закономерности взаимодействия волн Похгаммера с дефектами // Дефектоскопия. - 2004. - № 2. - С. 33-46.

10. Буденков Г.А. Эффективность использования стержневых и крутильных волн для контроля пруткового проката / Г.А. Буденков, О.В. Недзвецкая, Д.В. Зло-бин, Т.Н. Лебедева // Дефектоскопия. - 2004. - № 3. - С. 3-8.

11. Буденков Г.А. Взаимодействие крутильных волн с продольными трещинами труб / Г.А. Буденков, О.В. Недзвецкая, Д.В. Злобин, С.А. Мурашов // Дефек-

тоскопия. - 2006. - № 6. - С. 58-66.

12. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Лебедева Т.Н. Новая прогрессивная технология дефектоскопии протяженных объектов металлургической и нефтедобывающей промышленности // Тяжелое машиностроение. - 2004. - № 11. - С. 18-23.

13. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. Динамические задачи теории упругости в приложении к проблемам акустического контроля и диагностики: учеб. пособие. - М.: Физматлиб, 2004. - 135 с.

14. Буденков Г. А. Комплексная технология дефектоскопии и упрочнения насосных штанг / Г.А. Буденков, О.И. Шаврин, Н.А. Кокорин, О.В. Недзвецкая // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2002. - № 3. - С. 16-18.

15. Быков И.Ю., Юшин Е.С. Стенд для испытания трубных резьбовых соединений при свинчивании - развинчивании в коррозионных и абразивных средах // Нефтяное хозяйство. - 2014. - № 8. - C. 98-99.

16. Викторов И. А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. - М.: Наука, 1966. - 168 с.

17. Граханцев Н.М., Канюк О.П., Нагаев Р.Ф. Оценка технических рисков и повышение надежности нефтепромыслового оборудования и систем транспортировки нефти в ОАО «Белкамнефть» // Промышленная безопасность. - 2007. -№ 7 (9). - С. 52-56.

18. Есипов И.Б., Зозуля О.М., Фокин А.В. Резонансный метод измерения сдвиговых вязкоупругих свойств жидких сред на основе возбуждения крутильных колебаний в трубках // Акустический журнал. - 2010. - Т. 56. - № 1. - С. 124-134.

19. Злобин Д.В. Разработка методики и аппаратуры волноводного электромагнитно-акустического контроля линейно-протяженных объектов с использованием многократных отражений: дис. канд. техн. наук: 05.11.13: защищена 13.12.2013 / Злобин Денис Владимирович. - Ижевск, 2013. - 153 с.

20. Канайкин В.А. Технология внутритрубной дефектоскопии магистральных газопроводов / В.А. Канайкин, В.Е. Лоскутов, А.Ф. Матвиенко, Б.В. Патра-манский // Дефектоскопия. - 2007. - № 5. - С. 30-41.

21. Китаев С.В. Основы технической диагностики объектов транспорта и хранения нефти и газа: электронный учебно-методический комплекс. - Уфа, 2016.

22. Климов В.А., Валовский В.М. Об эффективности эксплуатации насос-

ных штанг // Нефтяное хозяйство. - 2015. - № 1. - С. 94-97.

23. Климов В.А. Результаты комплексных испытаний средств технической диагностики насосных штанг в ОАО Татнефть» / В.А. Климов, К.В. Валовский, В.В. Гаврилов, Р.Р. Ишмурзин, В.С. Воронков // Нефтяное хозяйство. - 2009. -№ 4. - С. 94-98.

24. Козлов В.Н., Шевалдыкин В.Г., Яковлев Н.Н. Экспериментальная оценка затухания ультразвука в бетоне // Дефектоскопия. - 1988. - № 2. - С. 67-75.

25. Ландау Л.Д. Теория упругости. - М.: Наука, 1987. - 248 с.

26. Мартыненко Е.В. Неразрушающий контроль авиационной техники: учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 2018. - 148 с.

27. Муравьев В.В., Байтеряков А.В., Котоломов А.Ю. Влияние структурного состояния металла труб магистральных газопроводов на параметры ультразвуковых волн // Вестник Ижевского государственного технического университета. -2014. - № 3. - С. 125-128.

28. Муравьева О.В., Злобин Д.В. Акустический тракт метода многократных отражений при дефектоскопии линейно-протяженных объектов // Дефектоскопия. - 2013. - № 2. - С. 43-51.

29. 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.

30. Муравьева О.В., Муравьев В.В., Мышкин А.В. Влияние конструктивных особенностей противофазных электромагнитно-акустических преобразователей на формирование диаграмм направленности // Дефектоскопия. - 2014. - № 9. - С. 41-49.

31. Муравьева О.В., Мурашов С.А. Использование крутильных волн при выявлении эксплуатационных дефектов насосных штанг и насосно-компрессорных труб // Вестник Ижевского государственного технического университета. - 2011. -№ 2. - С. 149-154.

32. Муравьева О.В. Исследование статической эластографии методом математического моделирования / О.В. Муравьева, Д.С. Мурашова, С.А. Мурашов, О.П. Богдан // Медицинская техника. - 2014. - № 3. - С. 31-34.

33. Муравьева О. В. Факторы, влияющие на эффективность возбуждения крутильных волн при волноводном контроле труб / О.В. Муравьева, С.В. Леньков,

B.В. Муравьев, Ю.В. Мышкин, С.А. Мурашов // Дефектоскопия. - 2016. - № 2. -

C. 33-41.

34. Муравьева О. В., Леньков С. В., Мышкин Ю. В. Факторы, влияющие на ослабление крутильных волн в трубах в условиях нагружения на контактные вяз-коупругие среды // Дефектоскопия. - 2016. - № 9. - С. 3-10.

35. Муравьева О. В., Леньков С. В., Мышкин Ю. В. Эффективность фокусировки волн горизонтальной поляризации в трубопроводах большого диаметра // Сварка и диагностика. сборник докладов международного форума. - Екатеринбург. Изд-во УрФУ, 2015. - С. 272-277.

36. Муравьева О.В. Акустический волноводный контроль линейно-протяженных объектов / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, В. А. Стрижак, С. А. Мурашов, А. В. Пряхин. - Новосибирск. Изд-во СО РАН, 2017. - 234 с.

37. Муравьева О. В. Акустический волноводный контроль элементов глу-биннонасосного 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.

38. Муравьева О.В. Технология акустического волноводного контроля на-сосно-компрессорных труб / О.В. Муравьева, В.А. Стрижак, Д.В. Злобин, С.А. Мурашов, А.В. Пряхин // В мире неразрушающего контроля. - 2014. - № 4 (66). -С. 55-60.

39. Мурашов С.А. Распространение крутильных волн в линейно-протяженных объектах с продольными дефектами. дис. канд. техн. наук. 05.11.13. защищена 20.09.2011 / Мурашов Сергей Андреевич. - Ижевск, 2011. - 148 с.

40. Мышкин Ю.В., Муравьева О.В. Влияние свойств контактных вязкоупру-гих сред на распространение крутильных волн в трубе // Сварка и диагностика. сборник докладов международного форума (24-25 ноябрь 2015 г.). - Екатеринбург. Изд-во УрФУ, 2015. - С. 348-353.

41. Мышкин Ю.В., Муравьева О В., Леньков С.В. Влияние конструктивных параметров фазированных преобразователей на распределение поперечных волн горизонтальной поляризации при их фокусировке в трубопроводах // Приборо-

строение в XXI веке - 2014. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2015. - С. 233-237.

42. Мышкин Ю.В., Муравьева О.В., Фотина А.А. Обоснование применения изгибной волны для оценки толщины стенки трубы // Приборостроение в XXI веке - 2018. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2018. - С. 171-183.

43. Мышкин Ю.В., Петров К.В. Моделирование акустического поля проходных ультразвуковых преобразователей и фазированных решеток в трубах и прутках // Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов: сборник статей 6-й Международной научно-технической конференции (19-20 сентября 2017 г.). - Могилев: Белорусско-Российский университет, 2017. - С. 519-529.

44. Мышкин Ю.В., Фотина А.А., Кощеева Ю.О. Влияние количества элементов в фазированной решётке на эффективность фокусировки в трубах большого диаметра // Приборостроение в XXI веке - 2016. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2017. - С. 276-283.

45. Мышкин Ю.В., Фотина А.А., Кощеева Ю.О. Моделирование угловой фокусировки в трубе большого диаметра // Приборостроение в XXI веке - 2018. -Ижевск: Изд-во ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2018. - С. 171-183.

46. Назипов Р. А. Основы радиационного неразрушающего контроля: учеб.-метод. пособие для студентов физического факультета / Р. А. Назипов, А.С. Храмов, Л.Д. Зарипова - Казань: Изд-во КГУ, 2008. - 66 с.

47. Недосека А.Я., Недосека С.А., Яременко М.А. Непрерывный мониторинг магистральных газопроводов и газокомпрессорных станций методом акустической эмиссии // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 2011. -№ 4. - С. 3-13.

48. Неразрушающий контроль: Справочник: в 7 т.: под ред. В.В. Клюева. М. Т. 3: Ультразвуковой контроль / И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. - М.: Машиностроение, 2004. - 864 с.

49. Новацкий В. Теория упругости. - М.: Мир, 1976. - 872 с.

50. Петушков С.М. О вихретоковом контроле стальных труб в процессе производства // В мире неразрушающего контроля. - 2010. - № 4. - С. 60-63.

51. Программа моделирования акустических полей фазированных преобра-

зователей «PATAF Simulator». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ / Муравьева О.В., Мышкин А.В., Муравьев В.В., Леньков С.В., Мышкин Ю.В. - № 2014660657, заявл. 28.08.2014, опубл. 20.11.2014.

52. Программа моделирования акустических полей фазированных решёток преобразователей для волноводного контроля труб «PATAF Simulator for GWPT». Государственная регистрация программы для ЭВМ / Муравьева О.В., Мышкин Ю.В., Муравьев В.В., Леньков С.В. - № 2015661216, заявл. 11.09.2015, опубл. 20.11.2015.

53. Программа моделирования акустических полей фазированных решёток преобразователей в импульсном режиме «PATAF Simulator in PM». Государственная регистрация программы для ЭВМ / Муравьева О.В., Мышкин Ю.В., Муравьев В.В., Леньков С.В. - № 2016663334, заявл. 24.10.2016, опубл. 10.01.2017.

54. Программа моделирования распространения крутильной волны. Государственная регистрация программы для ЭВМ / Мышкин Ю.В., Леньков С.В. - № 2019611649, заявл. 10.01.2019, опубл. 30.01.2019.

55. Проскуркин Е.В. Повышение эксплуатационной надежности и срока службы резьбовых соединений труб нефтяного сортамента / Е.В. Проскуркин, И.В. Петров, А.Ю. Журавлёв, М.П. Поликарпов, В.И. Большаков, Т.А. Дергач // Нефтяное хозяйство. - 2015. - № 1. - С. 102-104.

56. Руденко О.В. Физические основы эластографии. Часть 2. Эластография на сдвиговой волне (лекция) / О.В. Руденко, Д.В. Сафонов, П.И. Рыхтик, С.Н. Гур-батов, С.В. Романов // Радиология - Практика. - 2014. - № 4 (46). - С. 62-72.

57. Рудяк В.М. Физика пьезоэлектриков: учеб. пособие / В.М. Рудяк; Калинин. гос. ун-т. - Калинин: КГУ, 1986. - 77 с.

58. Сейсморазведка: Справочник геофизика. В двух книгах. / Под.ред. В.П. Номоконова. Книга первая. - М.: Недра, 1990. - 336 с.

59. Способ акустического контроля прутков волноводным методом. Патент на изобретение. / Муравьева О.В., Муравьев В.В., Мышкин Ю.В. - № 2017141893, заявл. 30.11.2017, опубл. 11.02.2019.

60. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов: монография. - М.: МГСУ: Изд-во АСВ, 2009. - 551 с.

61. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле: Перевод с английского.

- М.: Изд-во «КомКнига», 2007. - 440 с.

62. Толмачев И.И. Магнитные методы контроля и диагностики: учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 216 с.

63. Устройство акустического контроля прутков. Патент на полезную модель. / Мышкин Ю.В., Муравьева О.В., Муравьев В.В., Злобин Д.В., Синцов М.А.

- № 2016143700, заявл. 07.11.2016, опубл. 11.09.2017.

64. Харионовский В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. -М.: Недра, 2000. - 467 с.

65. Achenbach J. Wave propagation in elastic solids. - Elsevier, 2012. - 424 p.

66. Alleyne D.N., Cawley P. The excitation of Lamb waves in pipes using dry-coupled piezoelectric transducers // Journal of nondestructive evaluation. - 1996. - Vol. 15. - No. 1. - P. 11-20.

67. Alleyne D.N., Cawley P. The interaction of Lamb waves with defects // IEEE Transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control. - 1992. - Vol. 39. -No. 3. - P. 381-397.

68. Alleyne D.N., Lowe M.J.S., Cawley P. The reflection of guided waves from circumferential notches in pipes // Journal of Applied Mechanics. - 1998. - Vol. 65. - P. 635-641.

69. Alleyne D.N., Vogt T., Cawley P. The choice of torsional or longitudinal excitation in guided wave pipe inspection // Insight. - 2009. - Vol. 51. - No. 7. - P. 373-377.

70. An Y.K., Park B., Sohn H. Complete noncontact laser ultrasonic imaging for automated crack visualization in a plate // Smart Materials and Structures. - 2013. - Vol. 22. - No. 2. - P. 025022 (10 p).

71. Auld B.A. Acoustic fields and waves in solids. - Ripol Classic, 1973. - 422 p.

72. Auribault D. Study of surface acoustic waves guided by a metallic cylindrical wedge using laser-ultrasonic techniques / D. Auribault, X. Jia, M. De Billy, G. Quentin // Le Journal de Physique IV. - 1994. - Vol. 4. - No. C5. - P. 737-740.

73. Bakkali M.E. Guided wave propagation and scattering in pipeworks comprising elbows / M.E. Bakkali, A. Lhemery, V. Baronian, B. Chapuis // Theoretical and experimental results, 13th Anglo-French Physical Acoustics Conference (AFPAC 2014), Journal of Physics: Conference Series. - 2015. - Vol. 581. - 12 p.

74. Baltazar A., Hernandez-Salazar C.D., Manzanares-Martinez B. Study of wave

propagation in a multiwire cable to determine structural damage // NDT & E International. - 2010. - Vol. 43. - No. 8. - P. 726-732.

75. Barkhatov V.A. Application of window functions in problems of pattern recognition of ultrasonic signals // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2010. -Vol. 46. - No. 10. - P. 711-717.

76. Barshinger J.N., Rose J.L. Guided wave propagation in an elastic hollow cylinder coated with a viscoelastic material // IEEE transactions on ultrasonics, ferroelec-trics, and frequency control. - 2004. - Vol. 51. - No. 11. - P. 1547-1556.

77. Barshinger J.N., Rose J.L. Ultrasonic guided wave propagation in pipes with viscoelastic coatings // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2002. - Vol. 615. - No. 1. -P. 239-246.

78. Bazulin E.G. Reconstructing reflector images in ultrasonic testing of isotropic inhomogeneous media // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2016. - Vol. 52. -No. 8. - P. 425-442.

79. Bazulin E.G. Reconstruction of reflector images using the C-SAFT method with account for the anisotropy of the material of the test object // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2015. - Vol. 51. - No. 4. - P. 217-226.

80. Beard M.D., Lowe M.J.S. Non-destructive testing of rock bolts using guided ultrasonic waves // International journal of rock mechanics and mining sciences. - 2003. - Vol. 40. - No. 4. - P. 527-536.

81. Beard M.D., Lowe M.J. S., Cawley P. Ultrasonic guided waves for inspection of grouted tendons and bolts // Journal of Materials in Civil Engineering. - 2003. - Vol. 15. - No. 3. - P. 212-218.

82. Boreiko D.A., Bykov I.Y., Smirnov A. L. The sensitivity of the acoustic-emission method during the detection of flaws in pipes // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2015. - Vol. 51. - No. 8. - P. 476-485.

83. Brath A.J. Acoustic formulation of elastic guided wave propagation and scattering in curved tubular structures / A.J. Brath, F. Simonetti, P.B. Nagy, G. Instanes // IEEE transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control. - 2014. - Vol. 61. - No. 5. - P. 815-829.

84. Brook M. Technique Development and Probe Design for Cylindrical Rod Inspection // Ultrasonic Inspection Technology Development and Search Unit Design:

Examples of Pratical Applications. - 2012. - P. 135-162.

85. Burrows S.E., Fan Y., Dixon S. High temperature thickness measurements of stainless steel and low carbon steel using electromagnetic acoustic transducers // NDT & E International. - 2014. - Vol. 68. - P. 73-77.

86. Carandente R., Cawley P., Lowe M. Guided wave testing of pipes: the influence of the shape of corrosion defects on the reflected signals // 5th Pan American Conference for NDT, Cancun, Mexico. - 2011. - Available online. - 9 p.

87. Castaings M., Bacon C. Finite element modeling of torsional wave modes along pipes with absorbing materials // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2006. - Vol. 119. - No 6. - P. 3741-3751.

88. Castaings M., Lowe M. Finite element model for waves guided along solid systems of arbitrary section coupled to infinite solid media // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2008. - Vol. 123. - No. 2. - P. 696-708.

89. Cawley P. Practical long range guided wave inspection - application to pipes and rails / P. Cawley, M.J.S. Lowe, D.N. Alleyne, B. Pavlakovic, P. Wilcox // Materials Evaluation. - 2003. - Vol. 61. - P. 66-74.

90. Ces M., Royer D., Prada C. Characterization of mechanical properties of a hollow cylinder with zero group velocity Lamb modes // The Journal of the Acoustical Society ofAmerica. - 2015. - Vol. 132 - No. 1. - P. 180-185.

91. Cheng J.W. Attenuation of Guided Wave Propagation by the Insulation Pipe / J.W. Cheng, S.K. Yang, P.H. Lee, C.J. Huang // Petrochemicals. - 2012. - P. 137-152.

92. Cheong Y.M., Kim S., Jung H.K. Application of Magnetostrictive Transducer for the Long-Range Guided Wave Inspection // Key Engineering Materials. Trans Tech Publications. - 2007. - Vol. 345. - P. 1295-1298.

93. Chree C. The equations of an isotropic elastic solid in polar and cylindrical co-ordinates their solution and application // Transactions of the Cambridge Philosophical Society. - 1889. - Vol. 14. - P. 250.

94. Collin R.E. Field theory of guided waves. - 2nd ed. IEEE, New York, 1991. -

859 p.

95. Davies J., Cawley P., Lowe, M.J.S. Long range guided wave pipe inspection-the advantages of focusing // 17th World Conference on Nondestructive Testing, Shanghai, China. - 2008. - Available online. - 6 p.

96. Davies J., Cawley P. The application of synthetic focusing for imaging cracklike defects in pipelines using guided waves // IEEE transactions on ultrasonics, ferroe-lectrics, and frequency control. - 2009. - Vol. 56. - No. 4. - P. 759-771.

97. Davies J., Cawley P. The application of synthetically focused imaging techniques for high resolution guided wave pipe inspection // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2007. - Vol. 894. - No. 1. - P. 681-688.

98. Davies R.M.A critical study of the Hopkinson pressure bar // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. - 1948. - Vol. 240. - No. 821. - P. 375-457.

99. Demma A. The reflection of fundamental torsional mode from cracks and notches in pipes / A. Demma, P. Cawley, M.J.S. Lowe, A.G. Roosenbrand // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2003. - Vol. 114. - No. 3. - P. 611-625.

100. Demma A. The reflection of guided waves from notches in pipes: a guide for interpreting corrosion measurements / A. Demma, P. Cawley, M.J.S. Lowe, A.G. Roosenbrand, B. Pavlakovic // NDT & E International. - 2004. - Vol. 37. - P. 167-180.

101. Dhayalan R., Balasubramaniam K. A hybrid finite element model for simulation of electromagnetic acoustic transducer (EMAT) based plate waves // NDT & E International. - 2010. - Vol. 43. - P. 519-526.

102. Dhayalan R., Balasubramaniam K. A two-stage finite element model of a meander coil electromagnetic acoustic transducer transmitter // Nondestructive Testing and Evaluation. - 2011. - Vol. 26. - P. 101-118.

103. Dhayalan R. Improving the signal amplitude of meandering coil EMATs by using ribbon soft magnetic flux concentrators (MFC) / R. Dhayalan, N.M.V. Satya, C.V. Krishnamurthy, K. Balasubramaniam // Ultrasonics. - 2011. - Vol. 51 - P. 675-682.

104. Diligent O., Lowe M.J.S. Reflection of the S 0 Lamb mode from a flat bottom circular hole // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2005. - Vol. 118. - No. 5. - P. 2869-2879.

105. Ditri J.J. Utilization of guided elastic waves for the characterization of circumferential cracks in hollow cylinders // The Journal of the Acoustical Society of America. - 1994. - Vol. 96. - No. 6. - P. 3769-3775.

106. Djili S. Notch detection in copper tubes immersed in water by leaky com-pressional guided waves / S. Djili, F. Benmeddour, E. Moulin, J. Assaad, F. Boubenider

// NDT & E International. - 2013. - Vol. 54. - P. 183-188.

107. Dobson J., Cawley P. The scattering of torsional guided waves from Gaussian rough surfaces in pipework // The Journal of the Acoustical Society of America. -2017. - Vol. 141. - No. 3. - P. 1852-1861.

108. Drinkwater B.W., Wilcox P.D. Ultrasonic arrays for non-destructive evaluation: a review // NDT & E International. - 2006. - Vol. 39. - P. 525-541.

109. Du G. Feasibility study on crack detection of pipelines using piezoceramic transducers / G. Du, Q. Kong, T. Lai, G. Song // International Journal of Distributed Sensor Networks. - 2013. - Vol. 9. - No. 10. - P. 631715 (7 p).

110. Engineer B.A. The mechanical and resonant behaviour of a dry coupled thickness-shear PZT transducer used for guided wave testing in pipe line: A thesis of degree of doctor of philosophy. - Brunel University, 2013. - 176 p.

111. Ennaceur C. Application of the time reversal technique to the focusing of long-range ultrasound in pipelines / C. Ennaceur, P. Mudge, B. Bridge, M. Kayous, T.H. Gan // Insight-Non-Destructive Testing and Condition Monitoring. - 2007. - Vol. 49. -No. 4. - P. 217-223.

112. Eskandarzade M. Numerical simulation of electromagnetic acoustic transducers using distributed point source method / M. Eskandarzade, T. Kundu, N. Liebeaux, D. Placko, F. Mobadersani // Ultrasonics. - 2010. - Vol. 50. - P. 583-591.

113. Farhidzadeh A., Salamone S. Reference-free corrosion damage diagnosis in steel strands using guided ultrasonic waves // Ultrasonics. - 2015. - Vol. 57. - P. 198208.

114. Fateri S. Investigation of ultrasonic guided waves interacting with piezoelectric transducers / S. Fateri, P.S. Lowe, B. Engineer, N.V. Boulgouris // IEEE Sensors Journal. - 2015. - Vol. 15. - No. 8. - P. 4319-4328.

115. Fitch A. H. Observation of Elastic-Pulse Propagation in Axially Symmetric and Nonaxially Symmetric Longitudinal Modes of Hollow Cylinders // The Journal of the Acoustical Society of America. - 1963. - Vol. 35. - No. 5. - P. 706-708.

116. Fletcher S. Detection of axial cracks in pipes using focused guided waves / S. Fletcher, M.J. Lowe, M. Ratassepp, C. Brett // Journal of Nondestructive Evaluation. - 2012. - Vol. 31. - No. 1. - P. 56-64.

117. Furusawa A., Kojima F., Morikawa A. Mode control of guided wave in

magnetic hollow cylinder using electromagnetic acoustic transducer array // Nuclear Engineering and Technology. - 2015. - Vol. 47. - No. 2. - P. 196-203.

118. Gao H., Ali S., Lopez B. Efficient detection of delamination in multilayered structures using ultrasonic guided wave EMATs // NDT & E International. - 2010. -Vol. 43. - P. 316-322.

119. Gao W., Glorieux C., Thoen J. Laser ultrasonic study of Lamb waves: determination of the thickness and velocities of a thin plate // International journal of engineering science. - 2003. - Vol. 41. - No. 2. - P. 219-228.

120. Gazis D.C. Three-dimensional investigation of the propagation of waves in hollow circular cylinders. I. Analytical foundation // The Journal of the Acoustical Society of America. - 1959. - Vol. 31. - No 5. - P. 568-573.

121. Gazis D.C. Three-dimensional investigation of the propagation of waves in hollow circular cylinders. II. Numerical Results // The Journal of the Acoustical Society of America. - 1958. - Vol. 30. - P. 786-794.

122. Graff K. F. Wave motion in elastic solids. - Courier Corporation, 2012. -

667 p.

123. Guo P. Guided Wave Damage Detection in Power-Plant-Tubes by Using Magnetostrictive Transducer Arrays / P. Guo, H. Li, Z. Tian, H. Xu // ASME 2015 Pressure Vessels and Piping Conference. - American Society of Mechanical Engineers Digital Collection, 2015. - Available online. - 7 p.

124. Guo Z., Achenbach J. D., Krishnaswamy S. EMAT generation and laser detection of single lamb wave modes // Ultrasonics. - 1997. - Vol. 35. - No. 6. - P. 423429.

125. Cui H., Zhang B., Ji S. Propagation characteristics of guided waves in a rod surrounded by an infinite solid medium // Acoustical Physics. - 2010. - Vol. 56. - No. 4. - P. 412-421.

126. Hao K. Analytical modeling and calculation of pulsed magnetic field and input impedance for EMATs with planar spiral coils / K. Hao, S. Huang, W. Zhao, S. Wang, J. Dong // NDT & E International. - 2011. - Vol. 44. - P. 274-280.

127. Hayashi T. Analysis of flexural mode focusing by a semianalytical finite element method / T. Hayashi, K. Kawashima, Z. Sun, J.L. Rose // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2003. - Vol. 113. - No. 3. - P. 1241-1248.

128. Hayashi T. Guided wave focusing mechanics in pipe / T. Hayashi, K. Ka-washima, Z. Sun, J.L. Rose // Journal of pressure vessel technology. - 2005. - Vol. 127.

- No. 3. - P. 317-321.

129. Hayashi T., Murase M. Defect imaging with guided waves in a pipe // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2005. - Vol. 117. - No. 4. - P. 21342140.

130. Hirao M, Ogi H. EMATS for science and industry: noncontacting ultrasonic measurements. - Boston: Kluwer Academic Publishers, 2003. - 372 p.

131. Hoegh K., Khazanovich L. Extended synthetic aperture focusing technique for ultrasonic imaging of concrete // NDT & E International. - 2015. - Vol. 74. - P. 3342.

132. Hua J., Mu J., Rose J.L. Guided wave propagation in single and double layer hollow cylinders embedded in infinite media // Journal of the Acoustical Society of America. - 2011. - Vol. 129. - No. 2. - P. 691-700.

133. Huang S., Wang S. The electromagnetic ultrasonic guided wave testing. Chapter 1. New technologies in electromagnetic non-destructive testing. - 2016. -Available online. - P. 1-40.

134. Jackel P., Niese F. EMAT application: Corrosion detection with guided waves in rods, pipes and plates // 11th European Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT 2014), Prague, Czech Republic. - 2014. - Available online. - 8 p.

135. Jhang K.Y., Shin M.J., Lim B.O. Application of the laser generated focused-Lamb wave for non-contact imaging of defects in plate // Ultrasonics. - 2006. - Vol. 44.

- P. 1265-1268.

136. Kang T. Enhancement of detecting defects in pipes with focusing techniques / T. Kang, D. H. Lee, S.J. Song, H.J. Kim, YD. Jo, H.J. Cho // NDT & E International. -2011. - Vol. 44. - No. 2. - P. 178-187.

137. Karayannis C.G. Experimental damage evaluation of reinforced concrete steel bars using piezoelectric sensors / C.G. Karayannis, C.E. Chalioris, G.M. Angeli, N.A. Papadopoulos, M.J. Favvata, C.P. Providakis // Construction and Building Materials. - 2016. - Vol. 105. - P. 227-244.

138. Karpenko O. Signal analysis in guided wave structural health monitoring: A thesis of degree of electrical engineering. - 2013. - 94 p.

139. Karppinen P. Phase-delayed laser diode array allows ultrasonic guided wave mode selection and tuning / P. Karppinen, A. Salmi, P. Moilanen, T. Karppinen, Z. Zhao, R. Myllylä, E. Hœggstrôm // Journal of Applied Physics. - 2013. - Vol. 113. - No. 14.

- p. 144904 (5 p).

140. Nakahata K., Kono N. 3-D modelings of an ultrasonic phased array transducer and its radiation properties in solid // Ultrasonic waves. - 2012. - P. 59-80.

141. Liu K. Guided waves based diagnostic imaging of circumferential cracks in small-diameter pipe / K. Liu, Z. Wu, Y. Jiang, Y. Wang, K. Zhou, Y. Chen // Ultrasonics.

- 2016. - Vol. 65. - P. 34-42.

142. Kim H. A noncontact NDE method using a laser generated focused-Lamb wave with enhanced defect-detection ability and spatial resolution / H. Kim, K. Jhang, M. Shin, J. Kim // NDT & E International. - 2006. - Vol. 39. - No. 4. - P. 312-319.

143. Kim H.W., Lee J.K., Kim YY. Circumferential phased array of shear-horizontal wave magnetostrictive patch transducers for pipe inspection // Ultrasonics. -2013. - Vol. 53. - P. 423-431.

144. Kim YY. Torsional wave experiments with a new magnetostrictive transducer configuration / Y.Y. Kim, C.I. Park, S.H. Cho, S.W. Han // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2005. - Vol. 17. - No 6. - P. 3459-3468.

145. Kirby R., Zlatev Z., Mudge P. On the scattering of longitudinal elastic waves from axisymmetric defects in coated pipes // Journal of Sound and Vibration. - 2013. -Vol. 332. - P. 5040-5058.

146. Kirby R., Zlatev Z., Mudge P. On the scattering of torsional elastic waves from axisymmetric defects in coated pipes // Journal of Sound and Vibration. - 2012. -Vol. 331. - P. 3989-4004.

147. Kwun H., Kim S.Y, Choi M.S., Walker S.M. Torsional guided-wave attenuation in coal-tar-enamel-coated, buried piping / H. Kwun, S.Y Kim, M.S. Choi, S.M. Walker // NDT & E International. - 2004. - Vol. 37. - P. 663-665.

148. Kwun H., Kim S.Y, Light G.M. Long-range guided wave inspection of structures using the magnetostrictive sensor // Journal of the Korean Society of NDT. -USA: SwRI, 2001. - Vol. 21. - No. 4. - P. 383-390.

149. Kwun H., Kim S.Y, Light G.M. The Magnetostrictive Sensor Technology for Long Range Guided Wave Testing and Monitoring of Structures // Materials Evalua-

tion. - 2003. - Vol. 61. - No. 1. - P. 80-84.

150. Lamb H. On waves in an elastic plate // Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing papers of a mathematical and physical character. - 1917. - Vol. 93. - No. 648. - P. 114-128.

151. Lee J. H., Lee S. J. Application of laser-generated guided wave for evaluation of corrosion in carbon steel pipe // NDT & E International. - 2009. - Vol. 42. - No. 3. - P. 222-227.

152. Legg M. Increased range of ultrasonic guided wave testing of overhead transmission line cables using dispersion compensation / M. Legg, M.K. Yucel, V. Kappatos, C. Selcuk, T.H. Gan // Ultrasonics. - 2015. - Vol. 62. - P. 35-45.

153. Leinov E., Lowe M. J. S., Cawley P. Investigation of guided wave propagation in pipes fully and partially embedded in concrete // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2016. - Vol. 140. - No. 6. - P. 4528-4539.

154. Leinov E., Lowe M.J.S., Cawley P. Investigation of guided wave propagation and attenuation in pipe buried in sand // Journal of Sound and Vibration. - 2015. -Vol. 347. - P. 96-114.

155. Leinov E., Lowe M.J.S., Cawley P. Ultrasonic isolation of buried pipes // Journal of Sound and Vibration. - 2016. - Vol. 363. - P. 225-239.

156. Lenkov S. V. Hardware and software system of the guided wave pipe testing using electromagnetic-acoustic transformation / S.V. Lenkov, N.N. Zverev, O.V. Muravieva, Yu.V. Myshkin // 2016 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). - IEEE, 2016. - P. 1-4.

157. Leong W. H. Structural health monitoring using scanning laser vibrometry: III. Lamb waves for fatigue crack detection / W. H. Leong, W. J. Staszewski, B.C. Lee, F. Scarpa // Smart Materials and Structures. - 2005. - Vol. 14. - No. 6. - P. 1387.

158. Li J., Rose J. L. Angular-profile tuning of guided waves in hollow cylinders using a circumferential phased array // IEEE transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control. - 2002. - Vol. 49. - No. 12. - P. 1720-1729.

159. Li J., Rose J. L. Implementing guided wave mode control by use of a phased transducer array // IEEE transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control. - 2001. - Vol. 48. - No. 3. - P. 761-768.

160. Liu C., Dobson J., Cawley P. Efficient generation of receiver operating char-

acteristics for the evaluation of damage detection in practical structural health monitoring applications // Proc. R. Soc. A. The Royal Society. - 2017. - Vol. 473. - No. 2199. -P. 20160736.

161. Liu Z.H. The application of low frequency longitudinal guided wave mode for the inspection of multi-hole steel floral pipes / Z.H. Liu, X.D. Xie, B. Wu, YH. Li, C.F. He // 10th Anglo-French physical acoustics conference (AFPAC 2011), Journal of Physics: Conference series. - 2012. - Vol. 353. - 8 p.

162. Long R., Lowe M., Cawley P. Attenuation characteristics of the fundamental modes that propagate in buried iron water pipes // Ultrasonics. - 2003. - Vol. 41. - P. 509-519.

163. Long R. Measurement of acoustic properties of near-surface soils using an ultrasonic waveguide / R. Long, T. Vogt, M. Lowe, P. Cawley // Geophysics. - 2004. -Vol. 69. - No. 2. - P. 460-465.

164. Lowe M. J. S., Cawley P. Long range guided wave inspection usage-current commercial capabilities and research directions // Department of Mechanical Engineering, Imperial College London: London, UK. - 2006.

165. Lowe M.J.S., Alleyne D.N., Cawley P. Defect detection in pipes using guided waves // Ultrasonics. - 1998. - Vol. 36. - P. 147-154.

166. Lowe P. S. Hybrid active focusing with adaptive dispersion for higher defect sensitivity in guided wave inspection of cylindrical structures / P.S. Lowe, R. Sanderson, N.V. Boulgouris, T.H. Gan // Nondestructive Testing and Evaluation. - 2016. -Vol. 31. - No. 3. - P. 219-234.

167. Lowe P. S. Inspection of pipelines using the first longitudinal guided wave mode / P.S. Lowe, R. Sanderson, S.K. Pedram, N.V. Boulgouris, P. Mudge // Physics Procedia. - 2015. - Vol. 70. - P. 338-342.

168. Luo W. Phased-array focusing with longitudinal guided waves in a viscoelastic coated hollow cylinder / W. Luo, J.L. Rose, J.K. Van Velsor, J. Mu // Review of Quantitative Nondestructive Evaluation. - 2006. - Vol. 25. - P. 869-876.

169. Staszewski W.J. Structural health monitoring using scanning laser vibrometry: I. Lamb wave sensing / W. J. Staszewski, B.C. Lee, L. Mallet, F. Scarpa // Smart Materials and Structures. - 2004. - Vol. 13. - No. 2. - P. 251.

170. Matvienko A. F. The quality control of underground gas pipelines via the

electromagnetic and acoustic method / A.F. Matvienko, G.S. Korzunin, V.E. Loskutov, S.A. Babkin // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2015. - Vol. 51. - No. 9. -P. 546-553.

171. Mazzotti M. Numerical methods for the dispersion analysis of guided waves: A thesis of degree of masters of engineering. - 2013. - 207 p.

172. Meeker T. R., Meitzler A. H. Guided wave propagation in elongated cylinders and plates // Physical acoustics. - 1964. - Vol. 1. - No. Part A. - P. 111-167.

173. Mindlin R. D., Pao Y. H. Dispersion of flexural waves in elastic circular cylinder // Journal of Applied Mechanics. - 1960. - Vol. 27. - P. 513-520.

174. Mohr W., Holler P. On inspection of thin-walled tubes for transverse and longitudinal flaws by guided ultrasonic waves // IEEE Transactions on Ultrasonics Fer-roelectrics and Frequency Control. - 1976. - Vol. 23. - No. 5. - P. 369-374.

175. Mondal S.C., Wilcox P.D., Drinkwater B.W. Design and evaluation of two dimensional phased array ultrasonic transducers // Review of progress in quantitative nondestructive evaluation. - 2005. - Vol. 760. - P. 899-905.

176. Mu J. Defect sizing in pipe using an ultrasonic guided wave focusing technique / J. Mu, L. Zhang, J.L. Rose, J. Spanner // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2006. - Vol. 820. - No. 1. - P. 760-766.

177. Mu J., Rose J. L. Long Range Ultrasonic Guided Wave Focusing in Pipe Using a Phased-Array System // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2007. - Vol. 894. -No. 1. - P. 158-162.

178. Mu J., Rose J.L. Guided wave propagation and mode differentiation in hollow cylinders with viscoelastic coatings // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2008. - Vol. 124. - No. 2. - P. 866-874.

179. Mu J., Zhang L., Rose J.L. Defect circumferential sizing by using long range ultrasonic guided wave focusing techniques in pipe // Nondestructive Testing and Evaluation. - 2007. - Vol. 22. - No. 4. - P. 239-253.

180. Muravev V.V. Acoustic Guided Wave Testing of Pipes of Small Diameters / V.V. Muravev, O.V. Muraveva , V.A. Strizhak , YV. Myshkin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2017. - Vol. 253. - No. 1. - 8 p.

181. Muraveva O.V., Muravev V.V., Myshkin Y.V. Laws of formation of grating lobes in the acoustic field of electromagnetic-acoustic transducers as a linear array of

unidirectional conductors // NDT & E International. - 2018. - Vol. 93. - P. 40-56.

182. Muravieva O.V., Petrov K.V., Myshkin YV. Modeling interactions between the magnetic and eddy current fields of the electromagnetic-acoustic transducer // Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), International Conference on. - IEEE, 2016. - 4 p.

183. Murayama R.A. new guide wave inspection system using three polarized transverse wave EMATs without any couplant // Journal of Sensor Technology. - 2016. - Vol. 6. - No. 04. - P. 110-121.

184. Myshkin Y V., Efremov A. B. The calculation algorithm of the informative parameters of the signal at implementing the method of multiple reflections // Instrumentation Engineering, Electronics and Telecommunications - 2016: Proceedings of the II International Forum. - Izhevsk: Publishing House of Kalashnikov ISTU, 2017. - P. 63-73.

185. Myshkin Y.V., Muravieva O.V. The features of the guided wave excitation and propagation at testing of pipes // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2017. - Vol. 881. - No. 1. - 12 p.

186. Myshkin Yu.V. The Propagation of Horizontally Polarized Shear Wave in the Hollow Cylinder / Yu.V. Myshkin, O.V Murav'eva, Yu.O. Sannikova, T.S. Chukhlanceva // Instrumentation Engineering, Electronics and Telecommunications -2018: Proceedings of the IV International Forum (Izhevsk, Russia, December 12-14, 2018). - Izhevsk: Publishing House of Kalashnikov ISTU, 2018. - P. 51-65.

187. Myshkin Yu.V., Muravieva O.V. Influence of the viscoelastic media properties on the lowest Lamb wave mode propagation in pipe // Instrumentation engineering, electronics and telecommunications - 2015: Proceedings of the I International Forum. -Izhevsk: Publishing House of Kalashnikov ISTU, 2016. - P. 152-156.

188. Na W.B., Yoon H.S. Wave-attenuation estimation in fluid-filled steel pipes: The first longitudinal guided wave mode // Russian Journal of Nondestructive Testing. -2007. - Vol. 43. - No. 8. - P. 549-554.

189. Nagy P. B., Simonetti F., Instanes G. Corrosion and erosion monitoring in plates and pipes using constant group velocity Lamb wave inspection // Ultrasonics. -2014. - Vol. 54. - No. 7. - P. 1832-1841.

190. Nakamura N., Ogi H., Hirao M. EMAT pipe inspection technique using

higher mode torsional guided wave T(0,2) // NDT & E International. - 2017. - Vol. 87.

- P. 78-84.

191. Nasedkina A.A., Alexiev A., Malachowski J. Numerical Simulation of Ultrasonic Torsional Guided Wave Propagation for Pipes with Defects // Advanced Materials.

- Springer International Publishing, 2016. - P. 475-488.

192. Nayfeh A.H. The propagation of horizontally polarized shear waves in multi-layered anisotropic media // The Journal of the Acoustical Society of America. - 1989. -Vol. 86. - No. 5. - P. 2007-2012.

193. Onoe M., McNiven H.D., Mindlin R.D. Dispersion of axially symmetric waves in elastic rods // Journal of Applied Mechanics. - 1962. - Vol. 29. - No. 4. - P. 729-734.

194. Pavlakovic B.N., Lowe M.J.S., Cawley P. High-frequency low-loss ultrasonic modes in imbedded bars // Journal of Applied Mechanics. - 2001. - Vol. 68. - P. 6775.

195. Penamakuru S.K.C. Optimization of electromagnetic acoustic transducers for nondestructive evaluation of concrete structures: A thesis of degree of masters of science. - University of Missouri: Columbia, 2008. - 100 p.

196. Petcher P. A., Potter M.D.G., Dixon S. A new electromagnetic acoustic transducer (EMAT) design for operation on rail // NDT & E International. - 2014. - Vol. 65.

- P. 1-7.

197. Pochhammer L. Uber die Fortpfanzungsgeschwindingkeiten Schwingungen in einem unbegrenzten isotropen Kreiscylinder // Zeitschrift fur Mathematik. - 1876. -Vol. 81. - P. 324-336.

198. Prada C., Balogun O., Murray T. W. Laser-based ultrasonic generation and detection of zero-group velocity Lamb waves in thin plates // Applied Physics Letters. -2005. - Vol. 87. - No. 19. - P. 194109.

199. Quintanilla F.H., Lowe M.J.S., Craster R.V. Modeling guided elastic waves in generally anisotropic media using a spectral collocation method // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2015. - Vol. 137. - No. 3. - P. 1180-1194.

200. Quiroga J. et al. Flow Estimation in a Steel Pipe Using Guided Waves / J. Quiroga, J. Quiroga, L. Mujica, R. Villamizar, M. Ruiz // Key Engineering Materials. -Trans Tech Publications, 2016. - Vol. 713. - P. 329-333.

201. Raghavan A., Cesnik C.E.S. Review of guided-wave structural health monitoring // Shock and Vibration Digest. - 2007. - Vol. 39. - No. 2. - P. 91-116.

202. Ratassepp M., Fletcher S., Klauson A. Axial defect imaging in a pipe using synthetically focused guided waves // Estonian Journal of Engineering. - 2011. - Vol. 17. - No. 1. - P. 66-75.

203. Rayleigh J. W. S. The theory of sound. - Dover, 1945. - 546 p.

204. Ribichini R., Nagy P.B., Ogi H. The impact of magnetostriction on the transduction of normal bias field EMATs // NDT & E International. - 2012. - Vol. 51. - P. 815.

205. Rose J.L. Guided Wave Flexural Mode Tuning cand Focusing for Pipe Testing / J.L. Rose, Z. Sun, P.J. Mudge, M.J. Avioli // Materials evaluation. - 2003. - Vol. 61. - No. 2. - P. 162-167.

206. Rose J. L. Ultrasonic guided wave flexural mode tuning for limited access pipe inspection / J.L. Rose, J. Li, X. Zhao, M.J. Quarry // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2001. - Vol. 557. - No. 1. - P. 164-171.

207. Rose J.L. Ultrasonic waves in solid media. - UK: Cambridge University Press, 1999. - 384 p.

208. Rose J.L. Ultrasonic Guided Waves: An Introduction to the Technical Focus Issue // Materials Evaluation. - 2003. - Vol. 61. - No. 1. - P. 65.

209. Ruzzene M. Simulation and measurement of ultrasonic waves in elastic plates using laser vibrometry / M. Ruzzene, S.M. Jeong, T.E. Michaels, J.E. Michaels, B. Mi // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2005. - Vol. 760. - No. 1. - P. 172-179.

210. Sabhnani R. M. Fault detection in small diameter pipes using ultrasonic guided wave technology / R.M. Sabhnani, V. Humphrey, B. Zaghari, M. Moshrefi-Torbati // Sensors and Smart Structures Technologies for Civil, Mechanical, and Aerospace Systems 2015. - International Society for Optics and Photonics, 2015. - Vol. 9435. - 13 p.

211. Sanderson R., Gao J. The effect of pipe bend radii on guided wave propagation in small diameter pipes // BINDT 2010 Conference. - Available online. - 11 p.

212. Shi D. Defects detection system for steel tubes based on electromagnetic acoustic technology / D. Shi, G. Gao, P. Xiao, Z. Gao // International workshop on Information and Electronics Engineering. - 2012. - Vol. 29. - P. 252-256.

213. Shi Y, Wooh S. C., Orwat M. Laser-ultrasonic generation of Lamb waves in the reaction force range // Ultrasonics. - 2003. - Vol. 41. - No. 8. - P. 623-633.

214. Silk M.G., Bainton K.F. The propagation in metal tubing of ultrasonic wave modes equivalent to Lamb waves // Ultrasonics. - 1979. - Vol. 17. - No. 1. - P. 11-19.

215. Simonetti F. Lamb wave propagation in elastic plates coated with viscoelas-tic materials // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2004. - Vol. 115. -No. 5. - P. 2041-2053.

216. Simonetti F., Cawley P. A guided wave technique for the characterization of highly attenuative viscoelastic materials // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2003. - Vol. 114. - No. 1. - P. 158-165.

217. Simonetti F., Cawley P. On the nature of shear horizontal wave propagation in elastic plates coated with viscoelastic materials // Proceedings of the royal society Lond. A. - 2004. - Vol. 460. - P. 2197-2221.

218. Singh G. Ultrasonic guided waves for damage detection in cylindrical geometries for torsion and corrosion defects: A thesis of degree of masters of engineering. -Thapar University, Patiala, 2012. - 71 p.

219. Staszewski W. J. Structural health monitoring using scanning laser vibrometry: I. Lamb wave sensing / W.J. Staszewski, B.C. Lee, L. Mallet, F. Scarpa // Smart Materials and Structures. - 2004. - Vol. 13. - No. 2. - P. 251.

220. Staszewski W. J., Lee B. C., Traynor R. Fatigue crack detection in metallic structures with Lamb waves and 3D laser vibrometry // Measurement Science and Technology. - 2007. - Vol. 18. - No. 3. - P. 727.

221. Subhash N. N., Balasubramaniam K. Fluid level sensing using ultrasonic waveguides // Insight-Non-Destructive Testing and Condition Monitoring. - 2014. -Vol. 56. - No. 11. - P. 607-612.

222. Sun H. Numerical modeling of the load effect on PZT-induced guided wave for load compensation of damage detection / H. Sun, A. Zhang, Y Wang, X.P. Qing // SPIE Smart Structures and Materials+ Nondestructive Evaluation and Health Monitoring. International Society for Optics and Photonics. - 2017. - Vol. 10170. - 7 p.

223. Sun Z., Zhang L., Rose J. L. Flexural Longitudinal and Torsional Mode Natural Focusing Phenomena in a Pipe // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2004. - Vol. 700. - No. 1. - P. 193-197.

224. Sun Z., Zhang L., Rose J. L. Flexural torsional guided wave mechanics and focusing in pipe // Journal of Pressure Vessel Technology. - 2005. - Vol. 127. - No. 4. -P. 471-478.

225. Tan J. J. Parametric Study of Defect Detection in Pipes with Bend Using Guided Ultrasonic Waves / J.J. Tan, X. Wang, N. Guo, J.H. Ho // MATEC Web of Conferences. - EDP Sciences, 2016. - Vol. 71. - 5 p.

226. Tang L., Wu B. Excitation Mechanism of Flexural-Guided Wave Modes F(1,2) and F(1,3) in Pipes // Journal of Nondestructive Evaluation. - 2017. - Vol. 36. -No. 3. - P. 59.

227. Thompson R. B. An EMAT system for detecting flaws in steam generator tubes / R.B. Thompson, R.K. Elsley, W.E. Peterson, C.F. Vasile // Proceedings of the DARPA/AFML Review of Progress in Quantitaive NDE, 1980. - P. 562-567.

228. Verma B. Interaction of low-frequency axisymmetric ultrasonic guided waves with bends in pipes of arbitrary bend angle and general bend radius / B. Verma, T.K. Mishra, K. Balasubramaniam, P. Rajagopal // Ultrasonics. - 2014. - Vol. 54. - P. 801-808.

229. Vien B. S., Chiu W. K., Rose L. F. An experimental study on the scattering of edge guided waves by a small edge crack in an isotropic plate // Proceedings of the 8th European Workshop On Structural Health Monitoring (EWSHM 2016), Bilbao, Spain. - 2016. - P. 5-8.

230. Vogelaar B., Golombok M., Campman X. Pipe Attrition Acoustic Locater (PAAL) from multi-mode dispersion analysis // Ultrasonics. - 2016. - Vol. 68. - P. 8088.

231. Wang S. 3-D modeling and analysis of meander-line-coil surface wave EMATs / S. Wang, L. Kang, Z. Li, G. Zhai, L. Zhang // Mechatronics. - 2012. - Vol. 22. - No. 6. - P. 653-660.

232. Wang T. Evaluation of guided wave propagation in steel pipes / T. Wang, C. Yang, L. Ye, D. Spray, Y. Xiang // Recent Advances in Structural Integrity Analysis— Proceedings of the International Congress (APCF/SIF-2014). - 2015. - P. 255-260.

233. Wiggenhauser H. Large aperture ultrasonic system for testing thick concrete structures / H. Wiggenhauser, A. Samokrutov, K. Mayer, M. Krause, S. Alekhin, V. Elkin // Journal of Infrastructure Systems. - 2016. - Vol. 23. - No. 1. - 9 p.

234. Wilcox P. D. Lamb wave inspection of large structures using permanently attached transducers: A thesis of degree of doctor of philosophy. - 1998. - 266 p.

235. Willey C.L. Guided wave tomography of pipes with high-order helical modes / C.L. Willey, F. Simonetti, P.B. Nagy, G. Instanes // NDT & E International. -2014. - Vol. 65. - P. 8-21.

236. Worlton D. C. Experimental confirmation of Lamb waves at megacycle frequencies // Journal of Applied Physics. - 1961. - Vol. 32. - No. 6. - P. 967-971.

237. Xu J. A guided wave sensor based on the inverse magnetostrictive effect for distinguishing symmetric from asymmetric features in pipes / J. Xu, X. Wu, D. Kong, P. Sun // Sensors. - 2015. - Vol. 15. - No. 3. - P. 5151-5162.

238. Yu B. A new procedure for exploring the dispersion characteristics of longitudinal guided waves in a multi-layered tube with a weak interface / B. Yu, S. Yang, C. Gan, H. Lei // Journal of Nondestructive Evaluation. - 2013. - Vol. 32. - No. 3. - P. 263-276.

239. Zemanek J., Rudnick I. Attenuation and dispersion of elastic waves in a cylindrical bar // The journal of the acoustical society of America. - 1961. - Vol. 33. - No. 10. - P. 1283-1288.

240. Zhang L., Luo W., Rose J.L. Ultrasonic guided wave focusing beyond welds in a pipeline // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2006. - Vol. 820. - No. 1. - P. 877884.

241. Zhang L., Rose J.L., Gavigan B.J. Natural focusing inspection for pipes by frequency tuning // AIP Conference Proceedings. - AIP, 2005. - Vol. 760. - No. 1. - P. 1557-1562.

242. Zhang X. et al. Scattering of torsional flexural guided waves from circular holes and crack-like defects in hollow cylinders / X. Zhang, Z. Tang, F. Lv, K. Yang // NDT & E International. - 2017. - Vol. 89. - P. 56-66.

243. Zhang L., Gavigan B.J., Rose J.L. High frequency guided wave natural focusing pipe inspection with frequency and angle tuning // Journal of pressure vessel technology. - 2006. - Vol. 128. - No. 3. - P. 433-438.

244. Zhou W., Yuan F.G., Shi T. Guided torsional wave generation of a linear inplane shear piezoelectric array in metallic pipes // Ultrasonics. - 2016. - Vol. 65. - P. 69-77.

Приложение А Патенты

Приложение Б Акты внедрения

ВШШЙОШИ ФВДИРАЩШШ

ж ж ж ж ж

на полезную модель

№ 173773

УСТРОЙСТВО АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ПРУТКОВ

Патентообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (ЯП)

Авторы: Мышкин Юрий Владимирович (Я11), Муравьева Ольга Владимировна (Я11), Муравьев Виталий Васильевич (К11), Злобин Денис Владимирович (Я11), Синцов Максим Анатольевич (Я17)

Заявка № 2016143700

Приоритет полезной модели 07 ноября 2016 г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 11 сентября 2017 г. Срок действия исключительного права на полезную модель истекает 07 ноября 2026 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

жжжжжж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж

Г. П. Ивлиев

ж ж ж ж

ШШШЙСШШ ФВДЮАШЩШ

жжжжж

ж ж ж ж ж ж |ж

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2679480

СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРУТКОВ ВОЛНОВОДНЫМ МЕТОДОМ

Патентообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (Я1/)

Авторы: Муравьева Ольга Владимировна (Я11), Муравьев Виталий Васильевич (IШ), Мышкин Юрий Владимирович

(яи)

Заявка № 2017141893

Приоритет изобретения 30 ноября 2017 г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 11 февраля 2019 г. Срок действия исключительного права изобретение истекает 30 ноября 2037 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Г.П. Ивлиев

¡роетшийШАж ФвдзаРАцшш

ж Ж ж ж ж ж ж|

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

Ц^ № 2015661216 ^

Программа моделирования акустических полей фазированных решёток преобразователей для волноводного контроля труб «PATAF Simulator for GWPT»

Ж жж Ж Ж Ж

|ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж

Правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова» (КИ)

Авторы: Муравьева Ольга Владимировна (1Ш), Мышкин Юрий Владимирович (К1)), Муравьев Виталий Васильевич (ЯП), Леньков Сергей Викторович (ЯП)

Заявка № 2015618341 Дата поступления 11 Сентября 2015 Г.

Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 21 октября 2015 г.

Заместитель руководителя Федеральной службы по интеллектуальной собственности

J1. Л. Кирий

ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж

ж ж

ж ж ж ж ж ж ж

ГООТШШКОЖАЖ ФВДИРАЩШШ

жжжжж

СВИДЕТЕЛЬСТВО

жжжжжж |ж

ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№ 2016663334

Программа моделирования акустических полей фазированных решёток преобразователей в импульсном режиме «PATAF Simulator in РМ»

Правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова» (ЯV)

Авторы: Муравьева Ольга Владимировна (IIII), Мышкин Юрий Владимирович (IIII), Муравьев Виталий Васильевич (Я II), Леньков Сергей Викторович (IIV)

Заявка № 2016661157 Дата поступления 24 октября 2016 Г.

Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 05 декабря 2016 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

/77. Ивлиев

Ж

ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж

ТООТЖ1(СЕА® ФВДВРМЩЖ

ж ж ж ж ж ж

ж ж ж

ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж

ж

ж ж ж ж ж ж ж ж

жжжжжж |ж

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№ 2019611649

Программа моделирования распространения крутильной

волны

Правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» (Я V)

Авторы: Мышкин Юрий Владимирович (1111), Леньков Сергей Викторович (Я II)

Заявка № 2019610300

Дата поступления 10 января 2019 Г.

Дата государственной регистрации

в Реестре программ для ЭВМ 30 января 2019 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Г. П. Ивлиев

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Мышкина Юрия Владимировича

Настоящий акт составлен по результатам выполнения договора № 683 от 27.04.2016 г. с АО «ИЭМЗ»КУПОЛ» по теме «Проведение ультразвукового контроля прутков» и подтверждает использование следующих результатов диссертационной работы Мышкина Ю.В.:

1. Методика акустического контроля с цилиндрической поверхности объекта с использованием крутильной и стержневой волн волноводным эхо-импульсным методом многократных отражений.

2. Конструкции электромагнитно-акустического излучателя и пьезоэлектрического приемника крутильной и стержневой волн.

3. Алгоритм определения информативных параметров волноводного эхо-импульсного метода многократных отражений.

Председатель комиссии

Начальник ЦЗЛ

Члены комиссии:

Начальник лаборатории физико-механических испытаний и металлографических исследований

Начальник отдела МТС

Е.В. Ощепкова

^ О.А.Пастухова

Т.А.Вовк

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор

омтехкомплект»

Жаркова О.В 2019 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Мышкина Юрия Владимировича

Настоящим актом подтверждаем, что результаты диссертационной работы Мышкина Ю.В. использованы при выполнении договора на проведение НИОКР № 13-05/16 от 27.05.2016 г. «Исследование основных параметров и разработка технологической карты волноводного акустического контроля прутков-заготовок утяжелённых насосных штанг» в части разработки методики волноводного акустического контроля крутильными и продольными волнами с цилиндрической поверхности объекта эхо-импульсным методом многократных отражений с использованием электромагнитно-акустических и пьезоэлектрических преобразователей; алгоритма обработки и выделения информативных параметров импульсов ультразвуковых волн на многократных отражениях. Результаты контроля подтверждены электромагнитно-акустическим зеркально-теневым методом многократных отражений и металлографическим анализом.

Состав комиссии:

Технический советник

Начальник производства

гурцов Н.А.

Черепанов А.М.

УТВЕРЖДАЮ

альный директор НМ-Урал»

2019 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Мышкина Юрия Владимировича

Настоящим актом подтверждаем, что результаты диссертационной

работы Мышкина Ю.В. «Методы и средства повышения эффективности

акустического контроля труб» использованы при выполнении договора №

ПМИКД-3-18/М от 16.05.2018 г. «Испытание методик электромагнитно-

акустического контроля трубных заготовок» в части разработки и испытаний

конструкции преобразователя для приема-излучения нормальных волн с

цилиндрической поверхности, а также реализации методики волноводного

контроля труб ограниченной длины в условиях многократных отражений.

Результаты контроля труб подтверждены классическим ультразвуковым методом.

Председатель комиссии Начальник ЛНК Члены комиссии Зам. ГД по качеству