Научные основы неразрушающего контроля металлических конструкций по остаточной намагниченности в области Рэлея

• Автор: Гордиенко, Валерий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 353 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПОДХОДОВ К ОЦЕНКЕ НАПРЯЖЕН-

НО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И НАДЕЖНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Состояние проблемы надежности и оценки НДС металлоконструкций

1.2. Контроль технического состояния металлических конструкций

1.3. Методы оценки напряженно-деформированного состояния

1.4.' Методы косвенного определения внутренних напряжений, основанные на

использовании магнитомеханического явления

1.4.1. Физические основы эффекта магнитоупругости

1.4.2. Магнитострикционный метод
1.4.3. Эффект Баркгаузепа
1.4.4. Коэрцитиметрический метод
1.4.5. Феррозопдовый метод контроля (в пассивном варианте)
1.5. Влияние структурно-чувствительных параметров металла на магнитные
свойства и результаты оценки НДС металлических конструкций
1.6. Анализ методов оценки НДС МК и задачи исследований
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Обоснование и выбор материала исследования
2.2. Методика применения пассивного феррозондового метода при контроле
формирования микроструктур, характерных для поставляемого заводского проката и структурной неоднородности сварных соединений
2.3. Методика металлографического анализа и математической обработки
экспериментальных данных
2.4. Методика механических испытаний
2.5. Методика измерения напряженности магнитного поля рассеяния при
упруго-пластическом деформировании металла
2.5.1. Влияние магнито-механической предыстории металла
2.5.2.. Влияние немагнитного защитного покрытия
2.6. Методика статистической обработки и интерпретации данных
2.7. Методика косвенного определения напряжений в элементах крупномасштабных моделей пассивным феррозондовым методом
Выводы по главе
ГЛАВА 3. МАГНИТНЫЙ КОНТРОЛЬ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЯХ ПРИ ДЕФОРМАЦИОННОМ, ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОМ И ТЕРМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
3.1. Предпосылки для получения исходных микроструктур, характерных для поставляемого заводского проката и структурной неоднородности сварных соединений
3.2. Влияние холодной пластической деформации на структуру и магнитные свойства малоуглеродистых и низколегированных сталей
3.3. Структурные изменения в сталях при рекристаплизационном отжиге и их влияние на напряженность магнитного поля рассеяния
3.4. Магнитный контроль структурных превращений в конструкционных сталях с различным химическим составом и исходной микроструктурой
при термоциклической обработке
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СТРУКТУРНОГО СО-
СТОЯНИЯ СТАЛЕЙ НА НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ РАССЕЯНИЯ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ УПРУГОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ
4.1. Влияние внутренних напряжений при упругой деформации растяжением
и сжатием на магнитный параметр Нр
4.2. Механизм изменения напряженности магнитного поля рассеяния при упругой деформации
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ВЫЯВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МАГНИТНЫХ, СТРУКТУРНЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ ПРИ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ
5.1. Влияние химического состава и исходной микроструктуры сталей на
напряженность магнитного поля рассеяния
5.2. Влияние структурно-чувствительных параметров сталей на изменение доменной структуры
5.3. Механизм изменения напряженности магнитного поля рассеяния при пластической деформации

5.4. Регрессионный анализ и разработка графических и аналитических зави-
симостей безразмерных параметров напряженности магнитного поля рассеяния и внутренних напряжений
Выводы по главе
ГЛАВА 6. МАГНИТНЫЙ КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА НДС МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ СТРУКТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КИНЕТИКИ РАЗВИТИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ
6.1. Влияние различных факторов на работоспособность сварных МК
6.2. Магнитный контроль упругого НДС сварных соединений
6.3. Оценка НДС металла с коррозионными повреждениями феррозондовым методом (в пассивном варианте)
6.4. Моделирование процесса разрушения металлических конструкций, эксплуатируемых в коррозионных средах
6.5. Оценка применимости математических моделей коррозионного износа
при расчете долговечности крупномасштабной модели сварной фермы
Выводы по главе
ГЛАВА 7. МЕТОДИКА МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ НДС КРУПНОМАСШТАБНЫХ МОДЕЛЕЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
7.1. Предпосылки косвенного определения внутренних напряжений в элементах моделей феррозондовым методом (в пассивном варианте)
7.2. Методика определения внутренних напряжений в элементах моделей с использованием эффекта магнитоупругости
7.3. Экспериментальная и расчетная оценка НДС
Выводы по главе
ГЛАВА 8. ОЦЕНКА И РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ МК С ПРИМЕНЕНИЕМ ПАССИВНОГО ФЕРРОЗОНДОВОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ
8.1. Основы методологии оценки остаточной долговечности при контроле технического состояния МК с применением феррозондового метода (в пассивном варианте)

[108] в процессе пассивного феррозондового контроля возможны три характерных случая:
• магнитный параметр Нр (или градиент магнитного поля рассеяния Кин ) в упругой и пластической областях одинаковы;
• значение магнитного параметра Нр (или градиента Кин) в упругой области больше, чем в пластической;
• значение магнитного параметра Нр (или градиента магнитного поля рассеяния Кин ) в упругой области меньше, чем в пластической.
Из этого следует, что максимальную величину внутренних напряжений и степень опасности зон концентрации с максимальными напряжениями нельзя достоверно определить по максимальным величинам IIр и
Кин, то есть по максимальным значениям остаточной намагниченности объекта контроля.
Принадлежность выявленных локальных зон КН к упругой или пластической областям деформирования можно определить только в процессе нагружения (разгружеиия) конструкции (элемента конструкции) по увеличению или уменьшению величины напряженности магнитного поля рассеяния Нр, а степень опасности зон КН (максимальную величину действующих внутренних напряжений) - по максимальной величине приращения Нр (по модулю) в этих зонах [106-108].
К преимуществам пассивного феррозондового метода можно отнести следующие:
• отсутствие необходимости в намагничивании (подмагничива-нии) и размагничивании зоны контроля;
• отсутствие необходимости в специальной подготовке поверхности контроля (зачистка, снятие изоляционного покрытия);
• высокая скорость сканирования;
• возможность проведения сплошного неразрушающего контроля, в том числе и в труднодоступных местах;
• высокая чувствительность к структурным изменениям и