RU2507514C1 - Method to assess damage of structure material - Google Patents

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: assessment of material damage (at the stage of accumulation of scattered microdamages) of operated elements is based on determination of a criterion of extent of metal damage in elements and determination of time dependence on the moment of control to probable damage of equipment element. At the same time they measure delay of surface, shift and longitudinal waves of ultrasonic oscillations on the surface of the metal of the new element, in the zone of emergency damage of element metal and on the surface of the metal in the controlled zone of the element, which is in the process of operation.

EFFECT: higher validity of control of structural material.

2 tbl

Description

Изобретение относится к области средств неразрушающего контроля (НК) с помощью ультразвуковых (УЗ) (упругих) волн и может быть использовано для контроля накопленных повреждений металлоконструкций путем измерения времени распространения УЗ волн в контролируемом участке конструкции.The invention relates to the field of non-destructive testing (ND) using ultrasonic (ultrasound) (elastic) waves and can be used to control accumulated damage to metal structures by measuring the propagation time of ultrasonic waves in a controlled section of the structure.

Одной из основных задач развития современного машиностроения является обеспечение безопасной эксплуатации конструкций как в целом, так и отдельных элементов. Длительный срок службы приводит к проявлению в разные периоды эксплуатации различных механизмов деградации материала, инкубационные периоды которых протекают скрытно. При этом в поверхностном слое металла глубиной порядка размера зерна процесс накопления повреждений протекает более ускоренно по сравнению с объемом [1]. Предельное состояние материала машин и сооружений, соответствующее зарождению макротрещины, зависит от накопленных повреждений как в поверхностном слое, так и в толще металла.One of the main tasks of the development of modern engineering is to ensure the safe operation of structures as a whole and of individual elements. A long service life leads to the manifestation at different periods of operation of various mechanisms of degradation of the material, the incubation periods of which proceed secretly. Moreover, in the surface layer of the metal with a depth of the order of the grain size, the process of damage accumulation proceeds more rapidly compared to the volume [1]. The limiting state of the material of machines and structures corresponding to the initiation of macrocracks depends on the accumulated damage both in the surface layer and in the thickness of the metal.

Существуют объекты, для которых наличие макротрещины недопустимо, соответственно необходима информация о состоянии материала на стадии, предшествующей зарождению макротрещины [2]. Измерение степени поврежденности металла в процессе эксплуатации непосредственно на объекте довольно сложная и трудоемкая задача. Вопрос о количественной оценке поврежденности материала в реальных конструкциях остается открытым.There are objects for which the presence of a macrocrack is unacceptable; accordingly, information is needed on the state of the material at the stage preceding the initiation of a macrocrack [2]. Measurement of the degree of metal damage during operation directly at the facility is a rather complex and time-consuming task. The question of the quantitative assessment of material damage in real structures remains open.

Оценка степени поврежденности, а следовательно, обеспечение безопасной эксплуатации многочисленных работающих объектов может быть решено средствами диагностики, использующими методы неразрушающего контроля. Одним из перспективных методов неразрушающего контроля в задачах диагностики следует признать акустические методы. Это объясняется тем, что УЗ волны реагируют на все происходящие в контролируемой среде процессы, выполняют функции универсального датчика, поставляющего сведения о контролируемой среде. Это вполне естественно, так как параметры УЗ волн зависят от плотности, модулей упругости, размера и геометрии структурных неоднородностей и других характеристик исследуемой среды. Анализируемая информация усредняется по площади, определяемой зоной акустического контакта.Assessment of the degree of damage, and therefore, ensuring the safe operation of numerous operating facilities, can be solved by diagnostic tools using non-destructive testing methods. Acoustic methods should be recognized as one of the promising methods of non-destructive testing in diagnostic problems. This is due to the fact that ultrasonic waves react to all processes occurring in a controlled environment, and perform the functions of a universal sensor that provides information about a controlled environment. This is quite natural, since the parameters of ultrasonic waves depend on the density, elastic moduli, size and geometry of structural inhomogeneities, and other characteristics of the medium under study. The analyzed information is averaged over the area determined by the acoustic contact zone.

На практике в качестве чувствительного элемента используется скорость УЗ волн, для измерения которых необходимо измерение времени задержки (распространения) УЗ волн и толщины (длины пройденного пути).In practice, the speed of ultrasonic waves is used as a sensitive element, to measure which it is necessary to measure the delay time (propagation) of ultrasonic waves and thickness (path length).

Наиболее близким, выбранным в качестве прототипа, следует считать метод неразрушающего контроля степени поврежденности металлов эксплуатируемых элементов теплоэнергетического оборудования, основанный на измерении задержки поверхностной УЗ волны на поверхности металла до начала эксплуатации (неповрежденного элемента), задержки поверхностной УЗ волны в зоне аварийного разрушения металла элемента и задержки поверхностной волны на поверхности металла в контролируемой зоне элемента, находящегося в процессе эксплуатации [3]. Далее, для оценки степени поврежденности проводится сравнение изменения задержки поверхностной волны в контролируемой зоне с максимально возможным диапазоном изменения задержек разрушенного и неповрежденного материала. Таким образом, критерий степени поврежденности поверхности металла элемента определяется в относительных единицах, позволяет судить о количественной величине поврежденности поверхностного слоя и прекращать эксплуатацию теплоэнергетического оборудования для замены контролируемого элемента, исходя из принятого уровня безопасности. Диапазон изменения параметра поврежденности составляет от 0 до 1. В частности, для объектов энергетического оборудования из стали 12Х1МФ при нормальных условиях эксплуатации максимально возможное изменение параметра поврежденности с учетом коэффициента безопасности составляет 0,7-0,9. Учет среднестатистического времени эксплуатации элемента из определенного металла до его разрушения позволяет определять время до разрушения в часах.The closest, selected as a prototype, should be considered the method of non-destructive testing of the degree of damage to metals of the operated elements of heat and power equipment, based on measuring the delay of the surface ultrasonic wave on the metal surface before operation (intact element), the delay of the surface ultrasonic wave in the zone of emergency destruction of the metal of the element and delays of a surface wave on a metal surface in a controlled zone of an element in operation [3]. Further, to assess the degree of damage, a comparison is made of the change in the delay of the surface wave in the controlled area with the maximum possible range of changes in the delay of the destroyed and undamaged material. Thus, the criterion for the degree of damage to the surface of the metal of an element is determined in relative units, allows you to judge the quantitative value of damage to the surface layer and stop the operation of heat and power equipment to replace the controlled element, based on the accepted level of safety. The range of damage parameter variation is from 0 to 1. In particular, for objects of power equipment made of 12Kh1MF steel under normal operating conditions, the maximum possible change in the damage parameter taking into account the safety factor is 0.7-0.9. Accounting for the average operating time of an element of a certain metal before its destruction allows you to determine the time to failure in hours.

К недостаткам этого метода ультразвукового контроля поврежденности следует отнести то обстоятельство, что контролируется поверхностный слой толщиной порядка длины волны. Для частоты около 3 МГц толщина контролируемого слоя порядка 1 мм, соответственно, в толще металла не контролируется, что снижает достоверность результатов контроля. К недостаткам также следует отнести необходимость учета влияния других внешних факторов на состояние поверхностного слоя, например шероховатость, механическую обработку, коррозию, которые также влияют на скорость поверхностных волн, за длительный срок эксплуатации состояние поверхностного слоя может существенно измениться даже при создании специальных условий защиты.The disadvantages of this method of ultrasonic damage control include the fact that a surface layer with a thickness of the order of the wavelength is controlled. For a frequency of about 3 MHz, the thickness of the controlled layer is about 1 mm, respectively, in the thickness of the metal is not controlled, which reduces the reliability of the control results. The disadvantages also include the need to take into account the influence of other external factors on the state of the surface layer, for example, roughness, machining, corrosion, which also affect the speed of surface waves, over a long period of operation, the state of the surface layer can change significantly even if special protection conditions are created.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.These shortcomings are eliminated by the proposed solution.

Ставится задача повышения достоверности контроля.The task is to increase the reliability of control.

Технический результат - повышение точности контроля за счет определения накопленных повреждений как в поверхностном слое, так и по толщине контролируемого узла.EFFECT: increased accuracy of control by determining accumulated damage both in the surface layer and in the thickness of the controlled assembly.

Этот технический результат достигается тем, что в способе оценки поврежденности материала конструкций, заключающемся в том, что определяют время задержки ультразвуковой поверхностной волны на поверхности нового элемента, в зоне разрушения элемента и в контролируемой зоне эксплуатируемого элемента, затем определяют критерий степени его поврежденности, дополнительно измеряют время задержки сдвиговой волны в двух взаимно перпендикулярных направлениях и продольной волны и устанавливают степень поврежденности на стадии накопления рассеянных микроповреждений до появления микротрещины из соотношения:This technical result is achieved by the fact that in the method for assessing damage to the material of structures, which consists in determining the delay time of an ultrasonic surface wave on the surface of a new element, in the zone of destruction of the element and in the controlled area of the operated element, then determine the criterion of the degree of damage, additionally measure the shear wave delay time in two mutually perpendicular directions and the longitudinal wave and establish the degree of damage at the stage of accumulation of races eyannyh microdamage until microcracks from the relation:

$${\Psi }_A={\alpha }_D\frac{D_t-D_0}{D^{*}-D_0}+{\alpha }_R\frac{t_R^t-t_R^0}{t_{{}^R}^{*}-t_{{}_R}^0}$$

$${\Psi }_A={\alpha }_D\frac{D_t-D_0}{D^{*}-D_0}+{\alpha }_R\frac{t_R^t-t_R^0}{t_{{}^R}^{*}-t_{{}_R}^0}$$

где Ψ_А - поврежденность металла в относительных единицах, Ψ_А=0 - металл без повреждений; Ψ_А=1 - в зоне разрушения конструкции,where Ψ _A - metal damage in relative units, Ψ _A = 0 - metal without damage; Ψ _A = 1 - in the zone of destruction of the structure,

индекс t, 0, * - соответствует текущему в момент измерения, начальному и предельному в зоне разрушения состоянию, соответственно, α_D, α_R, - коэффициенты, определяемые экспериментально,index t, 0, * - corresponds to the current state at the moment of measurement, the initial and limiting in the fracture zone, respectively, α _D , α _R , are the coefficients determined experimentally,

коэффициент D принимает следующие значения:coefficient D takes the following values:

D=D1+D2D = D1 + D2

$$D1=\left(\frac{t_1}{t_3}-1\right)*10^4$$

$$D\mathrm{one}=\left(\frac{t_{\mathrm{one}}}{t_3}-\mathrm{one}\right)*\mathrm{one}{0}^{\mathrm{four}}$$

$$D2=\left(\frac{t_2}{t_3}-1\right)*10^4$$

$$D2=\left(\frac{t_2}{t_3}-\mathrm{one}\right)*\mathrm{one}{0}^{\mathrm{four}}$$

где t_R - задержка импульса продольной волны,where t _R is the pulse delay of the longitudinal wave,

t₁ - задержка сдвиговой волны, вектор поляризации направлен вдоль прикладываемой нагрузки,t ₁ - shear wave delay, the polarization vector is directed along the applied load,

t₂ - задержка сдвиговой волны (перпендикулярная поляризация),t ₂ - shear wave delay (perpendicular polarization),

t₃ - задержка продольной волны, вероятность разрушения максимальна, если Ψ_A=0.7-0.9.t ₃ - longitudinal wave delay, the probability of destruction is maximum if Ψ _A = 0.7-0.9.

Сущность изобретения заключается в определении критерия степени поврежденности металла длительно эксплуатируемых конструкций. Для этого замеряется задержка поверхностной, продольных и сдвиговых волн в зоне контроля металла нового элемента, задержка поверхностной, продольных и сдвиговых волн в зоне аварийного разрушения металла элемента и задержка поверхностной, продольных и сдвиговых волн на поверхности металла в контролируемой зоне элемента, находящегося в процессе эксплуатации.The essence of the invention is to determine the criterion of the degree of damage to the metal of long-running structures. For this, the delay of surface, longitudinal and shear waves in the metal control zone of the new element is measured, the delay of surface, longitudinal and shear waves in the zone of emergency destruction of the metal of the element and the delay of surface, longitudinal and shear waves on the metal surface in the controlled zone of the element in operation .

В данном критерии проводится измерение времени задержки УЗ волн, это выражение не зависит от толщины материала и, следовательно, возможен контроль по результатам прямых измерений: изменение времени распространения УЗ волн. В критерии исключается измерение толщины металла, так как в большинстве случаев контроля измерение толщины не представляется возможным.In this criterion, the delay time of ultrasonic waves is measured, this expression does not depend on the thickness of the material and, therefore, it is possible to control according to the results of direct measurements: change in the propagation time of ultrasonic waves. The criterion excludes the measurement of metal thickness, since in most control cases it is not possible to measure the thickness.

Физический смысл критерия заключается в соотношении изменения текущих акустических параметров с абсолютным диапазоном изменения этих параметров. При выборе такого критерия оценки поврежденности материала имеется возможность контролировать в каждой точке измерения тонкий поверхностный слой и всю толщину металла, с точностью до постоянных может быть определена величина Ψ_A. Частотно-зависимое затухание обычно используется при измерении структурных неоднородностей, например, размера зерна, пористости. При измерении затухания УЗ волн α(ω) ошибка измерений может достигать более 10%. Такая низкая точность во многом зависит от постановки эксперимента: установка датчиков, контактная жидкость, шероховатость поверхности и т.д. Для определения Ψ_A используется скорость задержки УЗ волн, так как в этом случае обеспечивается большая точность, надежность, повторяемость результатов. Ошибка измерения скорости объемных волн в лабораторных образцах равна 0.05%. Изменение скорости в рассматриваемых задачах накопления повреждений около 1%. Проведение дополнительных измерений времени задержки УЗ волн позволяет строить алгоритм определения поврежденности, используя только измерения времени задержек сдвиговых волн (t₁ и t₂), поляризованных вдоль и перпендикулярно направлению действия нагрузки, продольных (t₃) и поверхностных (t_R) волн.The physical meaning of the criterion is the ratio of changes in current acoustic parameters to the absolute range of variation of these parameters. When choosing such a criterion for assessing the damage to a material, it is possible to control a thin surface layer and the entire thickness of the metal at each measurement point, and Ψ _A can be determined with an accuracy to constants. Frequency-dependent attenuation is commonly used in measuring structural heterogeneities, for example, grain size, porosity. When measuring the attenuation of ultrasonic waves α (ω), the measurement error can reach more than 10%. Such low accuracy largely depends on the design of the experiment: installation of sensors, contact fluid, surface roughness, etc. To determine Ψ _A , the delay speed of ultrasonic waves is used, since in this case greater accuracy, reliability, and repeatability of the results are ensured. The error in measuring the velocity of body waves in laboratory samples is 0.05%. The change in speed in the considered problems of damage accumulation is about 1%. Additional measurements of the delay time of ultrasonic waves allows you to build an algorithm for determining damage, using only measurements of the delay time of shear waves (t ₁ and t ₂ ), polarized along and perpendicular to the direction of load, longitudinal (t ₃ ) and surface (t _R ) waves.

Для практической реализации предлагаемого метода контроля поврежденности был использован измерительно-вычислительный комплекс "АСТРОН", основанный на измерении скорости (времени) задержек УЗ волн. В основу работы аппаратной части системы положен способ подробной регистрации всей серии отраженных акустических импульсов для их последующей обработки средствами программной части системы. В обрабатывающей части системы (компьютер типа NOTEBOOK) производится последовательное преобразование осциллограммы отраженных импульсов с определенным шагом дискредитации с момента зондирования металла до прихода n-го отраженного импульса.For the practical implementation of the proposed damage control method, the ASTRON measuring and computing complex was used, based on measuring the speed (time) of ultrasonic wave delays. The basis of the operation of the hardware of the system is a method for detailed registration of the entire series of reflected acoustic pulses for their subsequent processing by the software of the system. In the processing part of the system (NOTEBOOK-type computer), the oscillograms of reflected pulses are sequentially converted with a certain discrediting step from the moment of sensing the metal until the nth reflected pulse arrives.

По значению критерия степени поврежденности поверхности металла можно установить время до вероятного момента разрушения металла элемента, а также рациональный промежуток времени до следующего контрольного замера или определить достаточно точно время замены элемента оборудования до его аварийного разрушения. Таким образом, предложенный способ впервые позволяет дать не только количественную оценку степени поврежденности поверхности металла элемента в процессе его эксплуатации, но и связать его со временем возможной (допустимой) эксплуатации.By the value of the criterion of the degree of damage to the metal surface, it is possible to establish the time to the probable moment of destruction of the metal of the element, as well as a rational period of time until the next control measurement, or to determine quite accurately the time of replacement of the element of equipment before its emergency destruction. Thus, the proposed method for the first time allows not only to quantify the degree of damage to the surface of the metal element during its operation, but also to relate it to the time of possible (permissible) operation.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Для проверки работоспособности предложенного способа контроля был исследован корпус колонны деформированного стакана синтеза пентакарбонила железа после 15 лет непрерывной эксплуатации. Деформация колонны недопустима. Колонна построена из стали 12Х18Н10Т, высотой 12 м, диаметром 1250 мм, толщиной стенки 16 мм. Эксплуатационные условия: температура 200°C, давление не более 250 атм, рабочая среда 95% окись углерода.To test the operability of the proposed control method, the column body of the deformed glass for synthesizing iron pentacarbonyl was studied after 15 years of continuous operation. Deformation of the column is unacceptable. The column is built of steel 12X18H10T, 12 m high, 1250 mm in diameter, 16 mm wall thickness. Operating conditions: temperature 200 ° C, pressure no more than 250 atm, working medium 95% carbon monoxide.

На заводе была проведена замена поврежденной колонны. В эксплуатации находилось еще несколько аналогичных колонн без признаков деформации. Необходимо было оценить техническое состояние колонн и решить вопрос об их дальнейшей эксплуатации.At the factory, a damaged column was replaced. In operation were several more similar columns with no signs of deformation. It was necessary to evaluate the technical condition of the columns and decide on their further operation.

Для определения механических и диагностических характеристик разрушенной колонны, из донной, средней и верхней частей стакана колонны были изготовлены плоские стандартные образцы на растяжение. Испытания показали, что в стали повышаются пределы текучести, прочности, твердости, но в тоже время уменьшаются пластические свойства и ударная вязкость. Результаты представлены в таблице 1To determine the mechanical and diagnostic characteristics of the destroyed column, flat tensile standard samples were made from the bottom, middle and upper parts of the column glass. Tests have shown that the yield strength, strength, hardness in steel increases, but at the same time, the plastic properties and impact strength decrease. The results are presented in table 1

Для отработки методики контроля исследовалось изменение времени распространения УЗ волн: сдвиговых, продольных, поверхностных. Измерения проводились с использованием ИВК «АСТРОН». Точность измерения времени распространения составляет 2 нс. Толщина образцов измерялась с точностью 0,01 мм. По результатам измерений времени задержки и толщины образцов определялась скорость распространения УЗ волн. Измерения проводились на частоте 8,5 МГц. Сдвиговыми волнами измерялась задержка в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Измерения акустических характеристик проводились не менее чем в 10-ти точках в пределах одного образца. Эти данные усреднялись, и определялось значение задержки для каждого из типов используемых УЗ волн. По результатам акустических исследований были определены модули упругости.To develop a control technique, we studied the change in the propagation time of ultrasonic waves: shear, longitudinal, and surface. The measurements were carried out using the ASTRON IVK. The accuracy of measuring the propagation time is 2 ns. The thickness of the samples was measured with an accuracy of 0.01 mm. From the results of measurements of the delay time and thickness of the samples, the propagation velocity of ultrasonic waves was determined. The measurements were carried out at a frequency of 8.5 MHz. Shear waves measured the delay in two mutually perpendicular directions. Acoustic characteristics were measured at no less than 10 points within a single sample. These data were averaged, and the delay value was determined for each type of ultrasonic waves used. Based on the results of acoustic studies, elastic moduli were determined.

Анализ результатов акустических измерений показал, что в процессе эксплуатации материала скорость УЗ волн в нем возрастает. Для сравнения акустических характеристик приводится значение скорости.Analysis of the results of acoustic measurements showed that during the operation of the material the speed of ultrasonic waves in it increases. For comparison of acoustic characteristics the speed value is given.

Анализ результатов исследования показывает высокую чувствительность акустического метода. Причиной изменения акустических характеристик является охрупчивание стали в процессе длительной эксплуатации. Об этом свидетельствуют результаты дополнительных исследований: микроструктурных и рентгеновских.Analysis of the research results shows a high sensitivity of the acoustic method. The reason for the change in acoustic characteristics is embrittlement of steel during long-term operation. This is evidenced by the results of additional studies: microstructural and x-ray.

Степень поврежденности материала в момент диагностирования металла определялась по приведенному выше выражению для Ψ_A основанному на измерении времени распространения упругих волн в разные времена наработки материала. Результаты анализа представлены в таблице 2.The degree of damage to the material at the time of diagnosing the metal was determined by the above expression for Ψ _A based on the measurement of the propagation time of elastic waves at different times the material was used. The results of the analysis are presented in table 2.

В результате анализа проведенных экспериментов установлено, что при Ψ_A>0,7 металл находится в состоянии близком к хрупкому разрушению и достигает предельного состояния. Ψ_A=1 в зоне разрушения конструкции, Ψ_A=0 - металл без повреждений.As a result of the analysis of the experiments, it was found that at Ψ _A > 0.7 the metal is in a state close to brittle fracture and reaches its ultimate state. Ψ _A = 1 in the zone of structural destruction, Ψ _A = 0 - metal without damage.

Полученный критерий был апробирован при исследовании колонн, аналогичных хрупко разрушившейся. Измерения на оставшихся колоннах дали значение диагностического критерия Ψ_A<0,6 в наиболее опасных зонах колонны. Данные замеров акустических характеристик дали хорошее совпадение с результатами металлографических исследований, проведенных на шлифах из вырезок металла.The obtained criterion was tested in the study of columns similar to brittle fracture. Measurements on the remaining columns gave a diagnostic criterion Ψ _A <0.6 in the most dangerous areas of the column. Acoustic measurement data gave a good agreement with the results of metallographic studies conducted on thin sections from metal cuttings.

Таким образом, разработанный акустический критерий предельного состояния может быть использован при оценке состояния длительно работающего металла технических устройств опасных производственных объектов.Thus, the developed acoustic criterion of the limiting state can be used in assessing the state of long-term working metal of technical devices of hazardous production facilities.

Источники информацииInformation sources

1. Неразрушающий контроль: Справочник / Под ред. В.В. Клюева. М. Машиностроение, 2004, Т.4, - 736 с.1. Non-destructive testing: Handbook / Ed. V.V. Klyueva. M. Engineering, 2004, V.4, - 736 p.

2. Методы обоснования ресурса ядерных энергетических установок. / Ф.М. Митенков [и др.]. - М.: Машиностроение, 2007. - 448 с.2. Methods of substantiation of the resource of nuclear power plants. / F.M. Mitenkov [et al.]. - M.: Mechanical Engineering, 2007 .-- 448 p.

3. Патент РФ №2231057 G01N 29/00, опубл. 10.02.2004.3. RF patent No. 2231057 G01N 29/00, publ. 02/10/2004.

Таблица 1Table 1 Механические свойства образцов, сталь 12Х18Н10Т Mechanical properties of samples, steel 12X18H10T Номер образцаSample Number σ_Т, МПаσ _T , MPa σ_В, МПаσ _V , MPa Твердость, НВHardness, HB δ, %δ,% Ψ, %Ψ,% 0-0 (низ)0-0 (bottom) 540540 548548 175175 270270 240240 1-1 (середина)1-1 (middle) 554,6554.6 727727 180180 3333 4040 2-2 (середина)2-2 (mid) 602,5602.5 752752 395395 3333 30thirty 3-3 (верх)3-3 (top) 561,6561.6 671,5671.5 170170 2626 2323

Таблица 2table 2 Результаты измерения модулей упругости акустическим методомAcoustic Modulus Results ОбразецSample Е, ГПаE, GPa G, ГПаG, GPa νν V₃, м/сV ₃ , m / s V_1, м/сV _1, m / s ΨΨ ИсходныйSource 198198 7777 0,290.29 57685768 34193419 0.000.00 1one 235235 9797 0.2.0.2. 59405940 36003600 0.810.81 22 230230 9494 0.250.25 57905790 35283528 1.001.00 33 228228 9595 0.220.22 57695769 35003500 0.840.84 4four 220220 8787 0,260.26 58525852 34503450 0.440.44 55 215215 8585 0,250.25 58005800 34753475 0.390.39

Claims (1)

Способ оценки поврежденности материала конструкций, заключающийся в том, что определяют время задержки ультразвуковой поверхностной волны на поверхности нового элемента, в зоне разрушения элемента и в контролируемой зоне эксплуатируемого элемента, затем определяют критерий степени его поврежденности, отличающийся тем, что дополнительно измеряют время задержки сдвиговой волны в двух взаимно перпендикулярных направлениях и продольной волны и устанавливают степень поврежденности на стадии накопления рассеянных микроповреждений до появления микротрещины из соотношения:
$${\Psi }_A={\alpha }_D\frac{D_t-D_0}{D^{*}-D_0}+{\alpha }_R\frac{t_R^t-t_R^0}{t_{{}^R}^{*}-t_{{}_R}^0},$$

где Ψ_А - поврежденность металла в относительных единицах, Ψ_А=0 металл без повреждений; Ψ_А=1 в зоне разрушения конструкции,
индекс t, 0,* - соответствует текущему в момент измерения, начальному и предельному, в зоне разрушения состоянию, соответственно, α_D, α_R, - коэффициенты, определяемые экспериментально,
коэффициент D принимает следующие значения:
D=D1+D2;
$$D1=\left(\frac{t_1}{t_3}-1\right)\cdot 10^4,$$

$$D2=\left(\frac{t_2}{t_3}-1\right)\cdot 10^4,$$

где t_R - задержка импульса продольной волны,
t₁ - задержка сдвиговой волны, вектор поляризации направлен вдоль прикладываемой нагрузки,
t₂ - задержка сдвиговой волны (перпендикулярная поляризация),
t₃ - задержка продольной волны, вероятность разрушения максимальна, если Ψ_A=0,7-0,9. A method for assessing damage to the material of structures, which consists in determining the delay time of an ultrasonic surface wave on the surface of a new element, in the zone of destruction of the element and in the controlled area of the operated element, then determining the criterion for the degree of damage, characterized in that it additionally measures the delay time of the shear wave in two mutually perpendicular directions and a longitudinal wave and establish the degree of damage at the stage of accumulation of scattered microdamages to n manifestations of microcracks from the ratio:
$${\Psi }_A={\alpha }_D\frac{D_t-D_0}{D^{*}-D_0}+{\alpha }_R\frac{t_R^t-t_R^0}{t_{{}^R}^{*}-t_{{}_R}^0},$$

where Ψ _A is the damage to the metal in relative units, Ψ _A = 0 metal without damage; Ψ _A = 1 in the zone of structural destruction,
index t, 0, * - corresponds to the current at the moment of measurement, initial and ultimate, in the fracture zone state, respectively, α _D , α _R , are the coefficients determined experimentally,
coefficient D takes the following values:
D = D1 + D2;
$$D\mathrm{one}=\left(\frac{t_{\mathrm{one}}}{t_3}-\mathrm{one}\right)\cdot \mathrm{one}{0}^{\mathrm{four}},$$

$$D2=\left(\frac{t_2}{t_3}-\mathrm{one}\right)\cdot \mathrm{one}{0}^{\mathrm{four}},$$

where t _R is the pulse delay of the longitudinal wave,
t ₁ - shear wave delay, the polarization vector is directed along the applied load,
t ₂ - shear wave delay (perpendicular polarization),
t ₃ - longitudinal wave delay, the probability of destruction is maximum if Ψ _A = 0.7-0.9.