ПРИМЕНЕНИЕ ВИХРЕТОКОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ УРОВНЯ НАКОПЛЕННЫХ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПРИМЕРЕ СТАЛИ 20

А. А. Рябов, И. Р. Кузеев

Аннотация


Актуальной проблемой диагностирования технического состояния оборудования нефтегазопереработки, является оценка степени деградации эксплуатационных свойств материала и прогнозирование ресурса с учетом этого процесса. Применяемые в настоящее время методы разрушающего контроля, из-за своей сложности и трудоемкости, зачастую не позволяют объективно оценить состояние производственного объекта. Альтернативой разрушающим методам являются методы неразрушающего контроля, чувствительные к изменениям структуры и механических свойств материала. Анализ результатов многочисленных исследований показал, что перспективными являются методы, основанные на взаимодействии внешних электромагнитных полей с собственным полем материала. Особый интерес представляет опыт применения вихретокового контроля для оценки уровня накопленных повреждений в материале. Ранее было установлено, что к поврежденности от воздействия циклических нагрузок являются чувствительными параметры функции переходного процесса системы «вихретоковый преобразователь - металл», в частности, амплитуда отклика электрического сигнала. Для дальнейшего развития и прикладного использования полученных закономерностей необходимо определить механизм, обуславливающий изменение амплитуды отклика электрического сигнала при накоплении повреждений, что стало целью данной работы. Опираясь на положения дислокационной теории разрушения материалов, было сделано предположение, что изменение амплитуды отклика электрического сигнала происходит из-за накопления пластических деформаций. Для того чтобы подтвердить данное предположение, проведена серия экспериментов, в результате которых получена зависимость относительного приращения амплитуды отклика электрического сигнала от относительной деформации при статическом растяжении. Полученный результат показал, что амплитуда отклика электрического сигнала снижается из-за накопления пластической деформации в материале, о чем свидетельствует вид полученной зависимости. Данный результат может быть использован в дальнейшем в качестве основы для новых методов неразрушающего контроля поврежденности.

Ключевые слова


отклик электрического сигнала;функция переходного процесса;вихретоковый контроль;повреждаемость;пластическая деформация;статическое нагружение;циклическое нагружение;the response of the electrical signal;the transfer function;eddy current testing;damage;plastic deformation;static loading;cyclic loading;

Литература


Махутов Н. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. Критерии прочности и ресурса: в 2-х ч. Новосибирск: Наука, 2005. Ч. I. 494 с.

Влияние квазистатических режимов нагружения на прочность сосудов, работающих под давлением / Ю. С. Ковшова, И. Р. Кузеев, Е. А. Наумкин, Н. А. Махутов, М. М. Гаденин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80, № 9. С. 50-55.

Безлюдько Г. Я., Мужицкий В. Ф., Попов Б. Е. Магнитный контроль (по коэрцитивной силе) напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса стальных металлоконструкций // Заводская лаборатория. Диагностика металлов. 1998. Т. 65, № 9. С. 53-57.

Бида Г. В., Никипчук А. П. Коэрцитиметрия в неразрушающем контроле // Дефектоскопия. 2000. № 10. С. 3-28.

Дубов А. А., Дубов А. А. (мл), Демидов А. Н. Определение механических свойств по параметрам твердости в зонах концентрации напряжений, выявленных в изделиях методом магнитной памяти металла // Контроль. Диагностика. 2012. № 4. С. 45-49.

Горкунов Э. С., Драгощанский Ю. Н. Эффект Баркгаузена и его использование в структуроскопии ферромагнитных материалов (обзор I) // Дефектоскопия. 1999. № 6. С. 3-23.

Влияние одноосного растяжения на магнитные характеристики трубной стали 12 ГБ, подвергнутой воздействию сероводорода/ Э. С. Горкунов, С. М. Задворкин, И. Н. Веселов, С. Ю. Митропольская, Д. И. Вичужанин // Дефектоскопия. 2008. № 8. С. 67-76.

Бикбулатов Т. Р. Оценка остаточного ресурса оборудования и предельного состояния конструкционных материалов при усталостном нагружении по результатам электромагнитных измерений: дис…. канд. техн. наук. Уфа: УГНТУ, 2011. 102 с.

Самигуллин А. В., Наумкин Е. А., Кузеев И. Р. Расчетно-экспериментальное определение предельного состояния материала оболочковой конструкции, подверженной малоцикловому нагружению // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн./ УГНТУ 2014. № 5. С. 404-419. URL: http://ogbus.ru/issues/5_2014/ogbus_5_2014_p 404-419_ Samigullin A. V. _ru.pdf

Наумкин Е. А. Оценка долговечности аппаратов, поверженных малоцикловой усталости, по скорости ультразвука (на примере стали 09Г2С): дис. … канд. техн. наук. Уфа: УГНТУ, 2000. 125 с.

Прохоров А. Е. Оценка степени поврежденности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом параметров поверхностной энергии: дис. … канд. техн. наук. Уфа: УГНТУ, 2005. 107 с.

Кузеев И. Р., Наумкин Е. А., Кондрашова О. Г. Оценка адаптивных свойств металла по изменению его магнитных характеристик для определения ресурса безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования // Нефтегазовое дело: науч. техн. журн./УГНТУ. 2006. Т. 1, № 4. С. 124-133.

Куликов Д. В., Мекалова Н. В., Закирничная M. M. Физическая природа разрушения: у OJSC "NK "Rosneft": учеб. пособие; под ред. И. Р. Кузеева. Уфа: УГНТУ, 1999. 395 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2017-1-186-191

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2017 А. А. Рябов, И. Р. Кузеев

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2017