Комплексные методы и средства контроля и диагностики металлических конструкций - Автореферат

В реальных условиях эксплуатации металлические конструкции подвергаются воздействию не только статических, динамических, циклических нагрузок и низких температур, но и различных по степени агрессивности коррозионных сред, которые приводят к изменению геометрических характеристик конструкций и физико-механических свойств металла. Учесть все эти факторы расчетными методами не всегда представляется возможным, так как результаты оценки действующих внутренних напряжений в эксплуатирующихся конструкциях с помощью расчетов в ряде случаев значительно расходятся изза неопределенностей в исходных данных, упрощения расчетной схемы конструкций, выбора методик расчета и изменяющихся условий эксплуатации. В связи с вышесказанным, исследования, посвященные оценке действительного напряженно-деформированного состояния (НДС) МК на основе расширения возможностей методов и средств контроля и диагностики, выявления закономерностей изменения магнитоупругих свойств малоуглеродистых и низколегированных сталей, разработки новых способов и методик, способствующих повышению степени достоверности результатов измерений в целом, представляются актуальными. Обосновать применение постоянного и периодического магнитного мониторинга и разработать методику контроля напряженно-деформированного состояния металлических конструкций в зонах концентрации напряжений. Разработаны теоретические и практические положения по оценке действительного напряженно-деформированного состояния металлических конструкций, включающие предварительное выявление зон концентрации напряжений, оценку степени их опасности и определение в наиболее опасных из них действующих внутренних напряжений.В ряде работ показано, что весьма перспективными являются методы магнитного контроля, использующие остаточную намагниченность, в частности, используемый в данной работе метод магнитной памяти металла, измеряющий напряженность магнитных полей рассеяния, возникающих на поверхности конструкций в слабом магнитном поле Земли в процессе изготовления и эксплуатации. Проведенный анализ показал, что систематические исследования по совершенствованию методов и средств контроля диагностики технического состояния, определению действующих внутренних напряжений и оценке НДС металлоконструкций при упруго-пластическом деформировании, с учетом химического состава и исходной микроструктуры сталей, вида и режима действующих нагрузок, отсутствуют. Однако они в достаточной степени не реализованы, как для выявления зон КН в элементах сварных МК, оценки степени их опасности с учетом химического состава и исходной микроструктуры стали, так и для определения действующих внутренних напряжений, повышения достоверности прочностного расчета, учитывающего кинетику развития коррозионных повреждений, и последующего магнитного мониторинга выявленных опасных зон КН. Напряженность магнитного поля рассеяния контролировали с помощью прибора ИКНМ-2 ФП (измеритель концентрации напряжений магнитометрический с двухканальным феррозондовым преобразователем). IMG_88dd8562-0e0a-4f93-97db-1284580e7c2f , характеризующие связь между механическими и магнитными параметрами при циклическом нагружении малоуглеродистых и низколегированных сталей в различном структурном состоянии, позволяют проводить оценку напряженно-деформированного состояния металла: выявление зон концентрации напряжений, сравнение их между собой по степени опасности с оценкой в них знака действующих внутренних напряжений (растяжение, сжатие), по петле магнитного гистерезиса - область деформирования (упругая, пластическая), по приращению магнитного параметраОбоснован подход и разработаны теоретические и практические положения по комплексному применению методов и средств контроля, диагностики и выявления действительного напряженно-деформированного состояния металлических конструкций. Показано, что уменьшение исходного размера зерен, повышение легированности сталей и увеличение степени деформации приводит к увеличению ширины петли магнитного гистерезиса, что необходимо учитывать при выявлении действительного напряженно-деформированного состояния металлических конструкций. Показано, что при известных структурных и механических параметрах металла конструкций следует использовать частные (более точные) зависимости, в иных случаях - обобщенные, что позволяет повысить степень достоверности измерений при оценке действительного напряженно-деформированного состояния металлических конструкций. Разработана и апробирована экспериментально-расчетная методика диагностики технического состояния металлических конструкций с использованием метода МПМ, включающая выявление действительного напряженно-деформированного состояния элементов конструкций с учетом микроструктуры, химического состава металла, структурной неоднородности сварных соединений, с элементами моделирования кинетики развития коррозионных повреждений. Показано, что применение магнитного мониторинга в опасных зонах концентрации напряжений позволяет контролировать изменение напряженно-деформированного состояния металлическ

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ