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32 END nº 56 ARTÍCULOS TÉCNICOS MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD Y ATENUACIÓN DE ONDAS LONGITUDINALES DE ULTRASONIDOS EN PROBETAS DE POLIETILENO MEASUREMENT OF VELOCITY AND ATTENUATION FOR ULTRASONIC LONGITUDINAL WAVES IN THE POLYETHYLENE SAMPLES Autores / Authors: L. Mažeika, R. Šliteris, A. Vladišauskas Ultrasound Institute, Kaunas University of Technology - Studentu Str. 50 - Kaunas, LITHUANIA E-mail: [email protected] Palabras clave: mediciones de velocidad mediante ultrasonidos, ondas longitudinales, atenuación, polietileno, plásticos. RESUMEN Las tuberías de plástico se utilizan, de forma gene- ralizada, para el suministro de agua y gas, así como en diferentes aplicaciones del sector. Los ensayos no destructivos de las juntas soldadas de dichas tuberías son muy importantes, tanto para su segu- ridad como para su vida útil. El método principal utilizado para este fin es el ensayo por ultraso- nidos. Las propiedades físico-mecánicas de los plásticos empleados en la fabricación de tuberías, requieren un buen conocimiento de sus propie- dades ultrasónicas. El objetivo de la investigación descrita en este artículo es medir la velocidad y la atenuación de las ondas longitudinales de ultraso- nidos en el material de las tuberías de plástico. En este sentido, se investigó un conjunto de probetas de polietileno “PE80” de diferentes espesores, com- prendidos en un rango entre 2,5 mm y 20,0 mm. Las mediciones se realizaron mediante la técnica de contacto por transmisión y palpadores con fre- cuencias centrales de 1,0 MHz, 3,0 MHz y 5,0 MHz. Los resultados de las mediciones demuestran que las propiedades ultrasónicas medidas dependen de la frecuencia. Se determinó que la velocidad de las ondas ultrasónicas longitudinales varía desde 2030 m/s hasta 2060 m/s, cuando la frecuencia cambia desde 1,0 MHz hasta 3,5 MHz. La atenuación de las ondas longitudinales, dentro del mismo rango de frecuencias, varía entre 0,3 dB/mm y 1,5 dB/mm.

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ENDnº 56

ARTÍCULOS TÉCNICOS

Introducción

Las tuberías de plástico fabricadas en polietileno (“PE80”) se utilizan, de forma generalizada, en tuberías para el suministro de agua y gas. Los diámetros de las tuberías varían entre 90 mm y 1000 mm, mientras que los espesores de pared, lo hacen de 10 mm a 50 mm. En la práctica, se utilizan dos técnicas principales para la soldadura de tuberías de plástico: soldadura de fusión a tope y soldadura por electrofusión. En ambas técnicas, se calientan las zonas soldadas del material, lo que pue-de influir en las propiedades mecánicas y acústicas del plástico empleado. El ensayo no destructivo de las jun-tas soldadas de dichas tuberías, es muy importante para su propia seguridad y duración en servicio. El principal método que se utiliza es el ensayo por ultrasonidos.

Los propios plásticos son materiales estructurales rela-tivamente nuevos y, debido a su atenuación relativa-mente alta, suponen un gran reto para los END [1-3]. Se utilizan varias técnicas para estimar las propiedades acústicas del material [4-7]. No obstante, cualquier cambio en la tecnología del proceso de fabricación, da lugar a cambios en las propiedades acústicas. En el caso de las tuberías manufacturadas, los parámetros de los plásticos no se pueden determinar con precisión.

La dimensión de la tubería define el tamaño de las zonas a ensayar, que, por lo tanto, puede variar de for-ma significativa. Se deberían conocer los parámetros ultrasónicos de los plásticos ensayados (velocidad y

MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD Y ATENUACIÓN DE ONDAS LONGITUDINALES DE ULTRASONIDOS EN PROBETAS DE POLIETILENO

MEASUREMENT OF VELOCITY AND ATTENUATION FOR ULTRASONIC LONGITUDINAL WAVES IN THE POLYETHYLENE SAMPLES

Autores / Authors: L. Mažeika, R. Šliteris, A. VladišauskasUltrasound Institute, Kaunas University of Technology - Studentu Str. 50 - Kaunas, LITHUANIA E-mail: [email protected]

Keywords: ultrasound velocity measurements, longitudinal waves, attenuation, polyethylene, plastics.

Palabras clave: mediciones de velocidad mediante ultrasonidos, ondas longitudinales, atenuación, polietileno, plásticos.

RESUMEN

Las tuberías de plástico se utilizan, de forma gene-ralizada, para el suministro de agua y gas, así como en diferentes aplicaciones del sector. Los ensayos no destructivos de las juntas soldadas de dichas tuberías son muy importantes, tanto para su segu-ridad como para su vida útil. El método principal utilizado para este fin es el ensayo por ultraso-nidos. Las propiedades físico-mecánicas de los plásticos empleados en la fabricación de tuberías, requieren un buen conocimiento de sus propie-dades ultrasónicas. El objetivo de la investigación descrita en este artículo es medir la velocidad y la atenuación de las ondas longitudinales de ultraso-nidos en el material de las tuberías de plástico. En

este sentido, se investigó un conjunto de probetas de polietileno “PE80” de diferentes espesores, com-prendidos en un rango entre 2,5 mm y 20,0 mm. Las mediciones se realizaron mediante la técnica de contacto por transmisión y palpadores con fre-cuencias centrales de 1,0 MHz, 3,0 MHz y 5,0 MHz. Los resultados de las mediciones demuestran que las propiedades ultrasónicas medidas dependen de la frecuencia. Se determinó que la velocidad de las ondas ultrasónicas longitudinales varía desde 2030 m/s hasta 2060 m/s, cuando la frecuencia cambia desde 1,0 MHz hasta 3,5 MHz. La atenuación de las ondas longitudinales, dentro del mismo rango de frecuencias, varía entre 0,3 dB/mm y 1,5 dB/mm.

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ABSTRACT

Introducción

Las tuberías de plástico fabricadas en polietileno (“PE80”) se utilizan, de forma generalizada, en tuberías para el suministro de agua y gas. Los diámetros de las tuberías varían entre 90 mm y 1000 mm, mientras que los espesores de pared, lo hacen de 10 mm a 50 mm. En la práctica, se utilizan dos técnicas principales para la soldadura de tuberías de plástico: soldadura de fusión a tope y soldadura por electrofusión. En ambas técnicas, se calientan las zonas soldadas del material, lo que pue-de influir en las propiedades mecánicas y acústicas del plástico empleado. El ensayo no destructivo de las jun-tas soldadas de dichas tuberías, es muy importante para su propia seguridad y duración en servicio. El principal método que se utiliza es el ensayo por ultrasonidos.

Los propios plásticos son materiales estructurales rela-tivamente nuevos y, debido a su atenuación relativa-mente alta, suponen un gran reto para los END [1-3]. Se utilizan varias técnicas para estimar las propiedades acústicas del material [4-7]. No obstante, cualquier cambio en la tecnología del proceso de fabricación, da lugar a cambios en las propiedades acústicas. En el caso de las tuberías manufacturadas, los parámetros de los plásticos no se pueden determinar con precisión.

La dimensión de la tubería define el tamaño de las zonas a ensayar, que, por lo tanto, puede variar de for-ma significativa. Se deberían conocer los parámetros ultrasónicos de los plásticos ensayados (velocidad y

Introduction

The plastic pipes made of polyethylene (PE80) are very widely used in the pipelines of water and gas supplies. The diameters of pipes vary from 90 mm to 1000 mm and wall thickness – from 10 mm to 50 mm. Two main techniques for welding of plas-tic pipes are used in practice: butt fusion welding and electro-fusion welding. In both of these tech-niques the heating of the welded zones of plas-tic is used. It can have influence into mechanical and acoustical properties of the plastics used. The non-destructive testing (NDT) of the welded joints of such pipelines is very important for the safe-ty and long live time of them. The main technique used for it is ultrasonic NDT.

The plastics itself are relatively new structural mate-rials and due to relatively high attenuation provide significant challenge for NDT [1-3]. There are various techniques used for estimation of acoustic pro-perties of material [4-7]. However any changes in manufacturing technology lead to the changes of acoustic properties. In the case of the manufactured pipeline the parameters of plastics may not determi-ned accurately.

The wide range of pipe dimensions defines the size of areas to be tested. So, the zones to be tested can vary significantly. The ultrasonic parameters of tested plastics such as velocity and attenuation

MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD Y ATENUACIÓN DE ONDAS LONGITUDINALES DE ULTRASONIDOS EN PROBETAS DE POLIETILENO

MEASUREMENT OF VELOCITY AND ATTENUATION FOR ULTRASONIC LONGITUDINAL WAVES IN THE POLYETHYLENE SAMPLES

Autores / Authors: L. Mažeika, R. Šliteris, A. VladišauskasUltrasound Institute, Kaunas University of Technology - Studentu Str. 50 - Kaunas, LITHUANIA E-mail: [email protected]

Keywords: ultrasound velocity measurements, longitudinal waves, attenuation, polyethylene, plastics.

Palabras clave: mediciones de velocidad mediante ultrasonidos, ondas longitudinales, atenuación, polietileno, plásticos.

RESUMEN

The plastics pipes are used widely for water and gas supplies and for different applications in industry. The non-destructive testing (NDT) of the welded joints of such pipelines is very important for the safety and long life time of them. The main techni-que used for it is ultrasonic NDT. The specific phy-sical-mechanical properties of the plastics used for manufacturing of the pipes require the ultrasonic properties of them to be well known. The aim of investigations described in this article is to mea-sure the velocity and the attenuation of ultraso-nic longitudinal waves in the material of plastic pipes. The set of polyethylene PE80 test samples

of different thickness in the range from 2.5 mm up to 20.0 mm were investigated. The measurements were performed using contact through-transmis-sion technique and ultrasonic transducers with the central frequencies 1.0 MHz, 3.0 MHz and 5.0 MHz. The measurement results demonstrate depen-dences of the measured ultrasonic properties on frequency. It was determined that the velocity of ultrasonic longitudinal waves varies from 2030 m/s to 2060 m/s when the frequency is changing from 1.0 MHz to 3.5 MHz. The attenuation of ultrasonic longitudinal waves in the same range of frequen-cies varies from 0.3 dB/mm up to 1.5 dB/mm.

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ARTÍCULOS TÉCNICOS

atenuación de las ondas longitudinales), así como el nivel de dependencia respecto a la frecuencia. Estos parámetros son necesarios para la calibración del equi-po de END, la medición del espesor de pared y para el modelado numérico, que se utiliza durante el desarrollo de la técnica de inspección. Por lo tanto, el objetivo de la investigación aquí presentada es medir la velocidad y la atenuación de las ondas ultrasónicas longitudinales en el material de las tuberías de plástico.

Procedimiento de la investigaciónEl experimento se efectuó sobre ocho probetas, cuyas dimensiones eran 50,0 mm × 50,0 mm, aunque cada una con un espesor diferente: 2,5 mm, 5,05 mm, 7,57 mm, 10,0 mm, 12,57 mm, 15,0 mm, 17,57 mm y 20,19 mm. Estaban fabricadas a partir de una sección de una tubería de polietileno tipo “PE80”, en sentido paralelo a la superficie del tubo.

Todas las probetas fueron investigadas mediante la técnica de contacto por transmisión, para lo que se utilizó el sistema de medición “ULTRALAB” desarro-llado por “Ultrasound Institute of Kaunas University of Technology”. En las mediciones, se utilizaron trans-ductores ultrasónicos de banda ancha (Df ≥ 0.5f0) con una frecuencia central de 1,0 MHz, 3,0 MHz y 5,0 MHz. La Fig. 1 muestra la disposición del equipo uti-lizado en la investigación. Dicha disposición, permite efectuar mediciones con las técnicas de dos palpado-res “pitch-catch” e impulso-eco.

Se estimaron las velocidades de los ultrasonidos, a través de la medición del tiempo de retardo, entre las señales obtenidas de las probetas para el espesor de 2,5 mm. El tiempo de retardo se estimó utilizando la técnica de correlación cruzada “cross-correlation”. Como señal de referencia, se utilizó la parte frontal de la señal medida para el espesor de 2,5 mm (Fig. 2).

Resultados

La Tabla 1 indica los valores obtenidos de la velocidad de los ultrasonidos a las distintas distancias de propa-gación. En las Fig.3, 4 y 5 se muestran las dependen-cias de las velocidades, determinadas en función de la distancia de propagación, para las frecuencias de 1,0 MHz, 3,0 MHz y 5.0 MHz, según corresponda.

Si se excluyen los valores obtenidos a las dos distan-cias inferiores, el valor medio de la velocidad de los ultrasonidos a una frecuencia de 1,0 MHz es 2230 m/s. La velocidad media de los ultrasonidos a 3,0 MHz es 2249 m/s, mientras que a 5,0 MHz es 2255 m/s.

El hecho que el valor de la velocidad de los ultraso-nidos obtenido para una distancia de propagación de 5,07 mm, no sea consistente respecto al resto de los resultados hallados para las otras distancias de propa-gación, puede deberse a una diferencia en el origen de la probeta, o que ésta fuera sometida a unas condicio-nes térmicas diferentes durante su fabricación.

of longitudinal waves and its dependences on fre-quency should be well known. These parameters are necessary for calibration of NDT equipment, measurement of wall thickness and for numerical modelling which is used during inspection techni-que development. So, the objective of presented investigations was to measure the velocity and the attenuation of ultrasonic longitudinal waves in the material of plastic pipes.

Set-up of experiment

The experimental investigations were performed on the set of 8 test samples. The spatial dimensions of the test samples are 50.0 mm×50.0 mm. The thick-nesses of them are different: 2.5 mm, 5.05 mm, 7.57 mm, 10.0 mm, 12.57 mm, 15.0 mm, 17.57 mm and 20.19 mm. They are manufactured from the PE80 type polyethylene pipe section in parallel to the pipe side surface.

All test samples were investigated by contact through-transmission technique. The investigations were performed using ultrasonic measurement sys-tem “ULTRALAB” developed by Ultrasound Institute of Kaunas University of Technology. The wide band (Df ≥ 0.5 f0) ultrasonic transducers with the centre frequency 1.0 MHz, 3.0 MHz and 5.0 MHz were used for the measurements. The set up of the performed investigations is presented in Fig. 1. It enables to per-form the measurements in the pitch-catch and the pulse-echo modes.

Fig. 1. Configuración del sistema de medición por ultrasonidos para la investigación de las propiedades de la propa-gación de las ondas longitudinales en probetas de polietileno tipo “PE80”

Fig. 2. Señal a una frecuencia 1,0 MHz que atraviesa una probeta de polietileno “tipo” de 2,5 mm de espesor, utiliza-da como señal de referencia en la estimación de la velocidad de los ultrasonidos por la técnica de correlación cruzada

Fig. 2. The 1.0 MHz frequency signal passed through 2.5 mm thickness of PE80 type polyethylene test sample used as the reference signal for estimation of ultra-sound velocity by cross-correlation technique

Fig. 1. The set up of ultrasonic measurement system for investigation of the properties of the longitudinal ultrasonic wave’s propagation in the PE80 type polyethylene test samples

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Se estimaron las velocidades de los ultrasonidos, a través de la medición del tiempo de retardo, entre las señales obtenidas de las probetas para el espesor de 2,5 mm. El tiempo de retardo se estimó utilizando la técnica de correlación cruzada “cross-correlation”. Como señal de referencia, se utilizó la parte frontal de la señal medida para el espesor de 2,5 mm (Fig. 2).

Resultados

La Tabla 1 indica los valores obtenidos de la velocidad de los ultrasonidos a las distintas distancias de propa-gación. En las Fig.3, 4 y 5 se muestran las dependen-cias de las velocidades, determinadas en función de la distancia de propagación, para las frecuencias de 1,0 MHz, 3,0 MHz y 5.0 MHz, según corresponda.

Si se excluyen los valores obtenidos a las dos distan-cias inferiores, el valor medio de la velocidad de los ultrasonidos a una frecuencia de 1,0 MHz es 2230 m/s. La velocidad media de los ultrasonidos a 3,0 MHz es 2249 m/s, mientras que a 5,0 MHz es 2255 m/s.

El hecho que el valor de la velocidad de los ultraso-nidos obtenido para una distancia de propagación de 5,07 mm, no sea consistente respecto al resto de los resultados hallados para las otras distancias de propa-gación, puede deberse a una diferencia en el origen de la probeta, o que ésta fuera sometida a unas condicio-nes térmicas diferentes durante su fabricación.

of longitudinal waves and its dependences on fre-quency should be well known. These parameters are necessary for calibration of NDT equipment, measurement of wall thickness and for numerical modelling which is used during inspection techni-que development. So, the objective of presented investigations was to measure the velocity and the attenuation of ultrasonic longitudinal waves in the material of plastic pipes.

Set-up of experiment

The experimental investigations were performed on the set of 8 test samples. The spatial dimensions of the test samples are 50.0 mm×50.0 mm. The thick-nesses of them are different: 2.5 mm, 5.05 mm, 7.57 mm, 10.0 mm, 12.57 mm, 15.0 mm, 17.57 mm and 20.19 mm. They are manufactured from the PE80 type polyethylene pipe section in parallel to the pipe side surface.

All test samples were investigated by contact through-transmission technique. The investigations were performed using ultrasonic measurement sys-tem “ULTRALAB” developed by Ultrasound Institute of Kaunas University of Technology. The wide band (Df ≥ 0.5 f0) ultrasonic transducers with the centre frequency 1.0 MHz, 3.0 MHz and 5.0 MHz were used for the measurements. The set up of the performed investigations is presented in Fig. 1. It enables to per-form the measurements in the pitch-catch and the pulse-echo modes.

The ultrasound velocities were estimated by mea-surement of delay time between signals obtained on the test samples with different thickness and the signals obtained for the thickness of 2.5 mm. The delay time was estimated using cross-correla-tion technique. As reference signal, the front part of the signal measured for the 2.5 mm thickness was used (Fig. 2).

Results

The obtained values of ultrasound velocity for diffe-rent propagation distances at different frequencies are presented in Table 1. In Fig. 3 – Fig. 5 are presen-ted dependencies of determined velocities versus the propagation distance for the frequencies 1.0 MHz, 3.0 MHz and 5.0 MHz correspondingly.

If to exclude the values obtained at two smaller dis-tances the mean value of the ultrasound velocity at 1.0 MHz is 2230 m/s. The mean value of ultrasound velocity at 3.0 MHz is 2249m/s and at 5.0 MHz - 2255m/s.

The value of ultrasound velocity, obtained for the passed distance of 5.07 mm, which not correspond to the consistent of the results for other passed distan-ces, probably can be explained by different origin of the test sample, or by different thermal conditions of its manufacturing.

Fig. 1. Configuración del sistema de medición por ultrasonidos para la investigación de las propiedades de la propa-gación de las ondas longitudinales en probetas de polietileno tipo “PE80”

Tabla 1. Valores de la velocidad de los ultrasonidos de ondas longitudinales, medidos a diferentes distancias y frecuencias

Fig. 2. Señal a una frecuencia 1,0 MHz que atraviesa una probeta de polietileno “tipo” de 2,5 mm de espesor, utiliza-da como señal de referencia en la estimación de la velocidad de los ultrasonidos por la técnica de correlación cruzada

Fig. 2. The 1.0 MHz frequency signal passed through 2.5 mm thickness of PE80 type polyethylene test sample used as the reference signal for estimation of ultra-sound velocity by cross-correlation technique

Fig. 1. The set up of ultrasonic measurement system for investigation of the properties of the longitudinal ultrasonic wave’s propagation in the PE80 type polyethylene test samples

Table 1. The values of measured ultrasound velocity of longitudinal waves for the different distances and at different frequencies

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ARTÍCULOS TÉCNICOS

La investigación muestra la dependencia entre la veloci-dad de las ondas ultrasónicas longitudinales que se pro-pagan en polietileno tipo “PE80” y la frecuencia (Fig.6).

Las señales de ultrasonidos recibidas muestran espectros desplazados hacia el lado de la frecuencia menor. Por lo tanto, existe una dependencia de la velocidad de las ondas de ultrasonidos en frecuencias desplazadas de los trans-ductores usados, pero no en las frecuencias centrales.

La Fig. 7 muestra la reducción de amplitudes máximas “peak to peak” normalizadas (en correspondencia con la amplitud a una distancia de 2,5 mm) de las señales recibidas a una frecuencia de 1,0 MHz y la curva de

atenuación aproximada correspondiente a dicha ate-nuación. El coeficiente de atenuación estimado es 0,31 dB/mm. Las Fig. 8 y 9 representan los resultados del mismo ensayo a frecuencias de 3,0 MHz y 5,0 MHz, respectivamente. El coeficiente de atenuación para las ondas ultrasónicas longitudinales, en las probetas de polietileno ensayadas a una frecuencia de 3,0 MHz, es 0,87 dB/mm, y a una frecuencia de 5,0 MHz, 1,5 dB/mm.

The investigations show existing dependence of velo-city of longitudinal ultrasonic waves propagating in PE80 type polyethylene on the frequency (Fig. 6)

The received ultrasonic signals have the spectrums shifted to lower frequency side. So, the dependence of velocity of ultrasonic waves is presented for the shifted, but not central frequencies of the transdu-cers used.

The reduction of normalized (corresponding with the amplitude at 2.5 mm distance) peak to peak ampli-tudes of received signals at the frequency 1.0 MHz and approximated attenuation curve corresponding

Fig. 3. Velocidades de ondas longitudinales medidas a distintas distancias de propagación a una frecuencia de 1,0 MHz

Fig. 6. Dependencia entre la velocidad de las ondas ultrasónicas longitudinales y la frecuencia en las pro-betas de “PE80” ensayadas

Fig. 4. Velocidades de ondas longitudinales medidas a distintas distancias de propagación a una frecuencia de 3,0 MHz

Fig. 7. Amplitudes máximas “peack to peak” normaliza-das de las señales recibidas correspondientes a diferen-tes distancias a una frecuencia de 1,0 MHz y curva de atenuación aproximada

Fig. 9. Amplitudes máximas “peack to peak” normaliza-das de las señales recibidas correspondientes a diferen-tes distancias a una frecuencia de 5,0 MHz y curva de atenuación aproximada

Fig. 5. Velocidades de ondas longitudinales medidas a distintas distancias de propagación a una frecuencia de 5,0 MHz

Fig. 3. Measured velocities of longitudinal waves obtai-ned for different propagation distances at the frequen-cy 1.0 MHz

Fig. 6. The dependence of the velocity of ultrasonic longitudinal waves in the tested PE80 samples on fre-quency

Fig. 4. Measured velocities of longitudinal waves obtai-ned for different propagation distances at the frequen-cy 3.0 MHz

Fig. 7. The normalized peak to peak amplitudes of the signals received at different distances at the frequen-cy 1.0 MHz and approximated curve of ultrasound attenuation

Fig. 9. The normalized peak to peak amplitudes of the signals received at different distances at the frequency 5.0 MHz and possible approximation curves of ultra-sound attenuation

Fig. 5. Measured velocities of longitudinal waves obtai-ned for different propagation distances at the frequen-cy 5.0 MHz

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atenuación aproximada correspondiente a dicha ate-nuación. El coeficiente de atenuación estimado es 0,31 dB/mm. Las Fig. 8 y 9 representan los resultados del mismo ensayo a frecuencias de 3,0 MHz y 5,0 MHz, respectivamente. El coeficiente de atenuación para las ondas ultrasónicas longitudinales, en las probetas de polietileno ensayadas a una frecuencia de 3,0 MHz, es 0,87 dB/mm, y a una frecuencia de 5,0 MHz, 1,5 dB/mm.

The investigations show existing dependence of velo-city of longitudinal ultrasonic waves propagating in PE80 type polyethylene on the frequency (Fig. 6)

The received ultrasonic signals have the spectrums shifted to lower frequency side. So, the dependence of velocity of ultrasonic waves is presented for the shifted, but not central frequencies of the transdu-cers used.

The reduction of normalized (corresponding with the amplitude at 2.5 mm distance) peak to peak ampli-tudes of received signals at the frequency 1.0 MHz and approximated attenuation curve corresponding

to this attenuation are presented in Fig. 7. The esti-mated attenuation coefficient is 0.31 dB/mm. The results of the same investigation at 3.0 MHz and 5.0 MHz frequencies are presented in Fig. 8 and Fig. 9 respectively. The attenuation coefficient for ultra-sonic longitudinal waves in the tested polyethylene samples at frequency of 3.0 MHz is 0.87 dB/mm and at 5.0 MHz – 1.5 dB/mm.

Fig. 6. Dependencia entre la velocidad de las ondas ultrasónicas longitudinales y la frecuencia en las pro-betas de “PE80” ensayadas

Fig. 8. Amplitudes máximas “peack to peak” normaliza-das de las señales recibidas correspondientes a diferen-tes distancias a una frecuencia de 3,0 MHz y curva de atenuación aproximada

Fig. 4. Velocidades de ondas longitudinales medidas a distintas distancias de propagación a una frecuencia de 3,0 MHz

Fig. 7. Amplitudes máximas “peack to peak” normaliza-das de las señales recibidas correspondientes a diferen-tes distancias a una frecuencia de 1,0 MHz y curva de atenuación aproximada

Fig. 9. Amplitudes máximas “peack to peak” normaliza-das de las señales recibidas correspondientes a diferen-tes distancias a una frecuencia de 5,0 MHz y curva de atenuación aproximada

Fig. 6. The dependence of the velocity of ultrasonic longitudinal waves in the tested PE80 samples on fre-quency

Fig. 8. The normalized peak to peak amplitudes of the signals received at different distances at the frequen-cy 3.0 MHz and approximated curve of ultrasound attenuation

Fig. 4. Measured velocities of longitudinal waves obtai-ned for different propagation distances at the frequen-cy 3.0 MHz

Fig. 7. The normalized peak to peak amplitudes of the signals received at different distances at the frequen-cy 1.0 MHz and approximated curve of ultrasound attenuation

Fig. 9. The normalized peak to peak amplitudes of the signals received at different distances at the frequency 5.0 MHz and possible approximation curves of ultra-sound attenuation

Fig. 10. Dependencia entre la atenuación de las ondas ultrasónicas longitudinales y la frecuencia en las pro-betas de polietileno tipo “PE80” ensayadas

Fig. 10. The dependency of attenuation of ultrasound longitudinal waves propagated in the PE80 type polye-thylene on frequency

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ARTÍCULOS TÉCNICOS

La Fig. 10 muestra la dependencia entre la atenuación de las ondas ultrasónicas longitudinales propagadas en el polietileno tipo “PE80” y la frecuencia. Dicha depen-dencia es aproximadamente de 4º orden polinomial.

Conclusiones

Los resultados obtenidos demuestran que la velo-cidad de las ondas longitudinales depende de forma casi lineal de la frecuencia, al menos en los rangos de 1 MHz a 3.5 MHz. Asimismo, la atenuación de ondas longitudinales también depende, claramente, de la frecuencia. Las señales con frecuencias superiores a 4MHz se atenúan altamente y su frecuencia central se reduce, significativamente, aún tras haber recorrido varios centímetros en el plástico.

Agradecimientos

Parte de esta investigación, fue financiada por la Unión Europea como integrante del proyecto Framework-7 TestPEP (“Development and Validation of an Automated Non-Destructive Evaluation (NDE) Approach for Testing Welded Joints in Plastic Pipes”). En TestPEP, colaboran las siguientes organizaciones: TWI Limited, Reino Unido; AEND, España; British Energy Group Plc, Reino Unido; European Federation for Welding, Joining and Cut-ting, EC; Vermon SA, Francia; Isotest Engineering SRL, Italia; M2M SA, Francia; Plastflow Limited, Reino Uni-do; Kaunas University of Technology, Lituania; Hessel Ingenieurtechnik GmbH, Alemania; Consorzio Catania Ricerche, Italia; Surface Mount and Ralated Technolo-gies Ltd, Reino Unido E.ON; Ruhrgas AG Alemania.

El Proyecto está coordinado y gestionado por TWI (Reino Unido) y está, parcialmente, financia-do por la Comunidad Europea, dentro del programa ref.:FP7-SME-2008-2-243991-2-TestPEP.

The dependency of attenuation of ultrasound longitu-dinal waves propagated in the PE80 type polyethylene on frequency is presented in Fig. 10. This dependency is approximated by 4th order polynomial.

Conclusions

The obtained results demonstrated that velocity of longitudinal waves possess almost linear dependency on frequency at least in frequency ranges from 1MHz to 3.5MHz. The attenuation of longitudinal waves possesses strong dependency on frequency also. The signals with frequencies higher then 4MHz are attenuated strongly and their central frequency is reduced significantly even after several centimetres of plastic.

Acknowledgements

The part of this work was sponsored by the European Union under the Framework-7 TestPEP (“Development and Validation of an Automated Non-Destructive Evaluation (NDE) Approach for Testing Welded Joints in Plastic Pipes”) project. TestPEP is collaboration bet-ween the following organizations: TWI Limited, UK; AEND, Spain; British Energy Group Plc, UK; European Federation for Welding, Joining and Cutting, EC; Ver-mon SA, France; Isotest Engineering SRL, Italy; M2M SA, France; Plastflow Limited, UK; Kaunas Universi-ty of Technology, Lithuania; Hessel Ingenieurtechnik GmbH, Germany; Consorzio Catania Ricerche, Italy; Surface Mount and Ralated Technologies Ltd, UK E.ON – Ruhrgas AG Germany.

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El Proyecto está coordinado y gestionado por TWI (Reino Unido) y está, parcialmente, financia-do por la Comunidad Europea, dentro del programa ref.:FP7-SME-2008-2-243991-2-TestPEP.

The dependency of attenuation of ultrasound longitu-dinal waves propagated in the PE80 type polyethylene on frequency is presented in Fig. 10. This dependency is approximated by 4th order polynomial.

Conclusions

The obtained results demonstrated that velocity of longitudinal waves possess almost linear dependency on frequency at least in frequency ranges from 1MHz to 3.5MHz. The attenuation of longitudinal waves possesses strong dependency on frequency also. The signals with frequencies higher then 4MHz are attenuated strongly and their central frequency is reduced significantly even after several centimetres of plastic.

Acknowledgements

The part of this work was sponsored by the European Union under the Framework-7 TestPEP (“Development and Validation of an Automated Non-Destructive Evaluation (NDE) Approach for Testing Welded Joints in Plastic Pipes”) project. TestPEP is collaboration bet-ween the following organizations: TWI Limited, UK; AEND, Spain; British Energy Group Plc, UK; European Federation for Welding, Joining and Cutting, EC; Ver-mon SA, France; Isotest Engineering SRL, Italy; M2M SA, France; Plastflow Limited, UK; Kaunas Universi-ty of Technology, Lithuania; Hessel Ingenieurtechnik GmbH, Germany; Consorzio Catania Ricerche, Italy; Surface Mount and Ralated Technologies Ltd, UK E.ON – Ruhrgas AG Germany.

The Project is coordinated and managed by TWI (UK) and is partly funded by the EC under the programme ref.:FP7-SME-2008-2-243991-2-TestPEP

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