Исследование и разработка метода локального магнитного контроля напряженно-деформированного состояния металла элементов корпусного оборудования и металлоконструкций

• Автор: Загидулин, Тимур Ринатович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Физические методы и технические средства контроля напряженно-деформированного состояния металла стальных изделий и металлоконструкций
1.1. Экспериментальные методы контроля напряженно-деформированного состояния металла стальных изделий и металлоконструкций
1.2. Электромагнитные методы контроля напряженно-деформированного состояния металла стальных изделий и металлоконструкций
1.3. Методы измерения напряженно-деформированного состояния металла (усилия затяжки) стальных шпилек и болтов корпусного оборудования
Выводы по первой главе
Глава 2. Исследование зависимости напряженности поля остаточной намагниченности металла от напряженно-деформированного состояния стального изделия, металлоконструкции
2.1. Исследование напряженности поля остаточной намагниченности металла деформированного стального изделия, металлоконструкции
2.2. Исследование напряженности поля остаточной намагниченности металла деформируемого стального изделия, металлоконструкции
2.3. Влияние линейных параметров стального изделия, металлоконструкции на зависимость напряженности поля остаточной намагниченности от напряженно-деформированного состояния металла
Выводы по второй главе
Глава 3. Исследование зависимости напряженности поля остаточной намагниченности от величины механического напряжения металла (усилия затяжки) стальных шпилек и болтов
3.1. Расчет напряженности поля остаточной намагниченности металла стальной шпильки, болта
3.2. Зависимость напряженности поля остаточной намагниченности от величины механического напряжения металла (усилия затяжки) стальной шпильки, болта
3.3. Влияние линейных параметров стальной шпильки, болта на величину напряженности поля остаточной намагниченности металла
Выводы по третьей главе

Глава 4. Разработка метода и технических средств локального магнитного контроля напряженно-деформированного состояния металла элементов корпусного оборудования и металлоконструкций
4.1. Устройство индикатора механического напряжения металла стальных изделий и металлоконструкций
4.2. Методические основы магнитного контроля напряженно-деформированного состояния металла элементов корпусного оборудования и металлоконструкций
4.3. Результаты предварительных испытаний и практического применения индикатора механического напряжения металла при контроле напряженно-деформированного состояния металла элементов корпусного оборудования и металлоконструкций
Выводы по четвертой главе
Основные выводы и рекомендации
Список использованной литературы
Приложение А. Технические характеристики индикаторов механического напряжения металла ИН-01м и ИН-02 сканирующего типа
Приложение Б. Патенты РФ на основные научно-технические разработки
Приложение В. Протоколы предварительных испытаний индикаторов механического напряжения металла ИН-01м и ИН-02 сканирующего типа

ВВЕДЕНИЕ
Для оценки технического состояния стальных изделий и металлоконструкций, находящихся в процессе промышленной эксплуатации, предварительно выявляют дефектные участки, дают оценку напряженно-деформированного состояния (НДС) металла и степени опасности разрушения. Контроль НДС металла в промышленных условиях проводится техническими средствами, которые основаны на разных физических методах (акустические, электромагнитные, магнитные и т.д.).
В последние годы большой интерес проявляется к магнитным методам контроля работоспособности стальных изделий и элементов металлоконструкций, которые основаны на корреляции структурно - чувствительных магнитных параметров и механического напряжения металла. Разработанные магнитные методы и технические средства оценки механического напряжения металла обладают рядом преимуществ, важных для ранней диагностики НДС металла стальных изделий и элементов металлоконструкций. Это неразрушающее действие и возможность осуществления контроля в полевых условиях, и дистанционного контроля с мониторингом НДС металла в процессе эксплуатации стальных изделий.
В практике технической диагностики стальных изделий и металлоконструкций магнитный контроль НДС металла производится с применением технических средств, основанных на регистрации величины магнитных шумов, магнитной анизотропии металла, коэрцитивной силы и использовании магнитной памяти металла.
Однако существующим методам и техническим средствам магнитного контроля НДС металла присущи ряд недостатков: однозначность показаний индикаторов механического напряжения металла по магнитным шумам и магнитной анизотропии металла лишь в области упругой деформации и их неопределенность в области пластической деформации металла; значительная погрешность (в среднем около 30%) оценки величины механического напряжения металла при упругих и упругопластических деформациях в уело-
Рис.2.5. Схема деформации изгиба стальной пластины
намагниченности металла имеет наибольшее значение при малой высоте измерения магнитного поля, с увеличением которой она уменьшается по линейному закону. Увеличение ширины остаточно намагниченной области металла приводит к более медленному уменьшению магнитоупругой чувствительности с увеличением высоты измерения магнитного ПОЛЯ.
Экспериментальные исследования зависимости напряженности поля остаточной намагниченности металла деформированного стального изделия от механического напряжения были осуществлены при механических испытаниях стандартных образцов в виде плоскопараллельных стальных пластин. В процессе механических испытаний стальные пластины подвергались деформации изгиба, согласно схеме, показанной на рис.2.5.
Стальная пластина с линейными размерами 2А х 2к * Ь неподвижно закреплена одним концом в точке х = 0 (точка защемления). Изгибающий момент создается силой тяжести Р груза массы т, который подвешивается на свободном конце стальной пластины (консольный изгиб). Под действием силы тяжести в поперечном сечении стальной пластины возникает нормальное механическое напряжение сг, равное:
при этом величина механического напряжения металла, распределенная в