10.14489/td.2026.02.pp.029-038

2026, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/td.2026.02.pp.029-038

Гончар А. В., Курашкин К. В., Мишакин В. В., Клюшников В. А.
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ВОЛНОВОДНОГО ТИПА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИНГА КОРРОЗИИ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
(с. 29-38)

Аннотация. Разработка надежного технического решения для непрерывного ультразвукового контроля толщины технологических трубопроводов и сосудов, эксплуатирующихся при температурах до 600 ºС, является актуальной задачей, решение которой имеет важное практическое значение для импортозамещения систем автоматизированного мониторинга коррозии на российских предприятиях нефтегазовой и химической промышленности. Описаны основные этапы создания отечественного аналога высокотемпературного датчика волноводного типа для ультразвуковой толщинометрии. Для определения толщины объектов при разных температурах разработан и программно реализован алгоритм температурной компенсации, который учитывает температурную зависимость скорости распространения ультразвуковой волны, толщину волноводов, расстояние между волноводами в месте контакта с поверхностью объекта, тепловое расширение материала волноводов и контролируемого объекта. Представлены результаты лабораторных и натурных испытаний экспериментального образца датчика, оснащенного термодатчиком контактного типа, показания которого обрабатываются одновременно с получаемыми ультразвуковыми сигналами.

Ключевые слова: ультразвуковая толщинометрия, высокотемпературный датчик, температурная зависимость скорости ультразвука, металлические волноводы, мониторинг коррозии.

Gonchar A. V., Kurashkin K. V., Mishakin V. V., Klyushnikov V. A.
WAVEGUIDE ULTRASONIC SENSOR FOR CONTINUOUS MONITORING OF CORROSION AT HIGH TEMPERATURES
(pp. 29-38)

Abstract. The development of reliable technical solution for continuous ultrasonic monitoring of the thickness of technological pipelines and vessels operating at temperatures up to 600 °C is an actual problem, the solution of which is of great practical importance for the import substitution of automated corrosion monitoring systems at Russian enterprises of oil and gas and chemical industries. This paper describes the main stages of creating a domestic analogue of a high-temperature waveguide sensor for ultrasonic thickness measurement. To determine the thickness of objects at different temperatures, a temperature compensation algorithm has been developed and programmatically implemented that takes into account the temperature dependence of the propagation velocity of ultrasonic wave, the thickness of waveguides, the distance between the waveguides at the point of contact with the surface of the object, and the thermal expansion of the waveguide material and the object. The results of laboratory and field tests of an experimental waveguide sensor equipped with a contact-type temperature sensor, the readings of which are processed simultaneously with the received ultrasonic signals, are presented.

Keywords: ultrasonic thickness measurement, high-temperature sensor, temperature dependence of ultrasonic velocity, metal waveguides, corrosion monitoring.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. В. Гончар, К. В. Курашкин, В. В. Мишакин, В. А. Клюшников (Институт проблем машиностроения РАН – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН»; Нижний Новгород, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. V. Gonchar, K. V. Kurashkin, V. V. Mishakin, V. A. Klyushnikov (Mechanical Engineering Research Institute of RAS – the branch of the Federal state budgetary scientific institution “Federal research center A. V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences”, Nizhny Novgorod, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Kishawy H. A., Gabbar H. A. Review of pipeline integrity management practices // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2010. Vol. 87. P. 373 ‒ 380. DOI: 10.1016/j.ijpvp.2010.04.003
2. Mahmoodian M., Li C. Q. Failure assessment and safe life prediction of corroded oil and gas pipelines // J. Petrol. Sci. Eng. 2017. Vol. 151. P. 434 ‒ 438. DOI: 10.1016/j.petrol.2016.12.029
3. Montemor M. F. Functional and smart coatings for corrosion protection: A review of recent advances // Surf. Coat. Tech. 2014. Vol. 258, No. 11. P. 17 ‒ 37. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2014.06.03
4. Запевалов Д. Н., Вагапов Р. К. Анализ использования ультразвуковых методов контроля в рамках коррозионного мониторинга за внутренней коррозией на объектах добычи газа в присутствии диоксида углерода // Контроль. Диагностика. 2020. № 3. С. 30 ‒ 35. DOI: 10.14489/td.2020.03.pp.030-035
5. Самойлов Д. В., Шора О. И., Косарева А. С., Мартынов С. А. Новые функциональные возможности стационарных on-line-систем ультразвуковой толщинометрии технологических трубопроводов PLANT SAFE-UT // Контроль. Диагностика. 2016. № 6. С. 53 ‒ 56. DOI: 10.14489/td.2016.06.pp.053-056
6. Клюев В. В. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник. М.: Машиностроение, 1995. 488 с.
7. Bray D. E., Stanley R. K. Nondestructive evaluation: a tool in design, manufacturing and service. Boca Raton: CRC Press, 1997. 586 p. DOI: 10.1201/9781315272993
8. Гончар А. В., Мишакин В. В., Клюшников В. А. и др. Влияние отрицательных температур и поврежденности на акустические характеристики сплава АМг6 // Дефектоскопия. 2017. № 4. С. 66 ‒ 70.
9. United States Patent US 9.274,090 B2; Ultrasonic non-destructive testing / P. Cawley, F. B. Cegla; publ. 01.03.2016.
10. Patent Application Publication US 2019/0137453 A1. Ultrasonic detection of a change in a surface of a wall / F. B. Cegla, A. Gajdacsi; publ. 09.05.2019.
11. Пат. RU 2842594 C1. Способ ультразвуковой толщинометрии высокотемпературным датчиком волноводного типа / А. В. Гончар, К. В. Курашкин. Заявка № 2024136892 от 09.12.2024; опубл. 30.06.2025.
12. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2024691630. Программа реализации температурной компенсации при ультразвуковой толщинометрии высокотемпературным датчиком волноводного типа / А. В. Гончар, А. Г. Кириллов. Заявка № 2024690646 от 12.12.2024; опубл. 23.12.2024.

Eng

1. Kishawy, H. A., & Gabbar, H. A. (2010). Review of pipeline integrity management practices. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 87, 373–380. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2010.04.003
2. Mahmoodian, M., & Li, C. Q. (2017). Failure assessment and safe life prediction of corroded oil and gas pipelines. Journal of Petroleum Science and Engineering, 151, 434–438. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2016.12.029
3. Montemor, M. F. (2014). Functional and smart coatings for corrosion protection: A review of recent advances. Surface and Coatings Technology, 258(11), 17–37. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.06.031
4. Zapevalov, D. N., & Vagapov, R. K. (2020). Analysis of the use of ultrasonic testing methods within the framework of corrosion monitoring for internal corrosion at gas production facilities in the presence of carbon dioxide. Kontrol'. Diagnostika, (3), 30–35. [in Russian language]. https://doi.org/10.14489/td.2020.03.pp.030-035
5. Samoylov, D. V., Shora, O. I., Kosareva, A. S., & Martynov, S. A. (2016). New functional capabilities of stationary on-line systems for ultrasonic thickness measurement of process pipelines PLANT SAFE-UT. Kontrol'. Diagnostika, (6), 53–56. [in Russian language]. https://doi.org/10.14489/td.2016.06.pp.053-056
6. Klyuev, V. V. (1995). Nerazrushayushchii kontrol' i diagnostika: spravochnik [Non-destructive testing and diagnostics: A handbook]. Mashinostroenie. [in Russian language].
7. Bray, D. E., & Stanley, R. K. (1997). Nondestructive evaluation: A tool in design, manufacturing and service. CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781315272993
8. Gonchar, A. V., Mishakin, V. V., Klyushnikov, V. A., et al. (2017). The effect of negative temperatures and damage on the acoustic characteristics of AMg6 alloy. Defektoskopiya, (4), 66–70. [in Russian language].
9. Cawley, P., & Cegla, F. B. (2016). Ultrasonic non-destructive testing (U.S. Patent No. US 9,274,090 B2).
10. Cegla, F. B., & Gajdacsi, A. (2019). Ultrasonic detection of a change in a surface of a wall (U.S. Patent Application Publication No. US 2019/0137453 A1).
11. Gonchar, A. V., & Kurashkin, K. V. (2025). Method for ultrasonic thickness measurement using a high-temperature waveguide-type sensor (Russian Federation Patent No. RU 2842594 C1). [in Russian language].
12. Gonchar, A. V., & Kirillov, A. G. (2024). Program for implementing temperature compensation in ultrasonic thickness measurement using a high-temperature waveguide-type sensor (Certificate of Registration of Computer Program No. RU 2024691630). [in Russian language].

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2026.02.pp.029-038

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2026.02.pp.029-038

and fill out the form