автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Научные основы неразрушающего контроля металлических конструкций по остаточной намагниченности в области Рэлея

ГОРДИЕНКО ВАЛЕРИИ ЕВГЕНЬЕВИЧ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ОСТАТОЧНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ В ОБЛАСТИ РЭЛЕЯ

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

003460905

ГОРДИЕНКО ВАЛЕРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ОСТАТОЧНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ В ОБЛАСТИ РЭЛЕЯ

Специальность 05.11.13-Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государствен' ный архитектурно-строительный университет" (СПбГАСУ).

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

АББАКУМОВ Константин Евгеньевич,

доктор физ.-мат. наук, профессор КАРЯКИН Юрий Евгеньевич,

доктор технических наук ДАВИДЕНКО Вячеслав Михайлович.

Ведущая организация: ОАО «Радиоавионика» (С.-Петербург).

Защита состоится 17 февраля 2009 г. в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при ГОУ ВПО "Северо-Западный государственный заочный технический университет" (СЗТУ) по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5,301 ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 191186, С.-Петербург, ул. Миллионная, д. 5.

Автореферат разослан 16 января 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.244.01 ^^¿¿^МУ^^

ИВАНОВА И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и направленность исследований. Проблема обеспечения надежной и безопасной работы металлических конструкций (МК) с каждым годом становится все более актуальной, так как их старение значительно опережает темпы технического перевооружения. Так, в 2000 году износ действующих в России фондов достиг 42,2 % при коэффициенте обновления 1,2 % по сравнению с 5,8 % в 1990 г. и 8,2 % в 1980 г., при этом до 60...80 % металлических конструкций выработали проектные сроки эксплуатации.

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. Кроме того, в элементах и узлах конструкций всегда присутствуют дефекты, полученные при изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации, способствующие появлению локальных зон концентрации напряжений (КН), наиболее опасные из которых могут привести к разрушению конструкций.

Учесть все эти факторы расчетными методами не всегда представляется возможным, так как результаты оценки внутренних напряжений в эксплуатирующихся МК с помощью расчетов в ряде случаев значительно расходятся из-за неопределенностей в исходных данных, упрощения расчетных схем, выбора методик расчета и изменяющихся условий эксплуатации.

При контроле технического состояния металлических конструкций с целью оценки их фактического напряженно-деформированного состояния (НДС) все большее внимание уделяется методам неразрушающего контроля (НК), при этом одним из наиболее важных контролируемых параметров является величина внутренних напряжений, определение которой представляет собой достаточно сложную научно-техническую проблему. Проблема определения внутренних напряжений осложняется при работе конструкции в сложном напряженном состоянии, неизвестных механической, химической и структурной предысториях металла, при наличии опасных зон КН. '

В настоящее время для определения внутренних напряжений разрабатываются и совершенствуются, в основном, магнитные, тепловые, ультразвуковые и рентгеновские методы. Тем не менее, из-за ряда общих или присущих каждому конкретному методу НК недостатков (невозможность контроля труднодоступных мест, необходимость тщательной подготовки поверхности, намагничивание изделия или зон контроля), методы не получили широкого применения в практике обследования эксплуатируемых металлических конструкций.

Так, феррозондовый метод контроля (ГОСТ 21104-75 "Контроль не-разрушающий. Феррозондовый метод"), основанный на выявлении феррозондовый преобразователем магнитного поля рассеяния дефекта в намагниченных изделиях и преобразовании его в электрический сигнал, имеет существенные недостатки. При реализации способа остаточной намагниченности контролируются изделия из материалов с высоким значением коэрцитивной силы, большей или равной 1280 А/м, и остаточной индукцией, большей или равной 0,53 Т. Контроль способом остаточной намагниченности феррозон-довым методом заключается в намагничивании изделия и регистрации напряженности магнитных полей рассеяния преобразователем после снятия намагничивающего поля. При этом активное предварительное намагничивание изделия должно осуществляться переменным током, а для контроля крупногабаритных и сложной формы изделий - применяться только локальное намагничивание; соленоиды, применяемые при феррозондовом методе контроля, должны обеспечивать возможность получения в их центре значений напряженности магнитного поля не менее 30000 А/м.

Отличительной особенностью используемого в данной работе ферро-зондового метода в так называемом "пассивном варианте" является то, что он позволяет осуществлять контроль по способу остаточной намагниченности без предварительного намагничивания и подготовки поверхности контроля, являясь с этой точки зрения достаточно привлекательным. Применяемый метод реализует магнитомеханическое явление, включающее магнито-упругий эффект при упругой деформации и магнитомеханический гистерезис при пластической деформации, и позволяет измерять напряженность магнитных полей рассеяния, возникающих на поверхности элементов конструкций в условиях естественного намагничивания в слабом магнитном поле Земли (область Рэлея) в процессе их изготовления и эксплуатации.

В связи с вышесказанным исследования, посвященные оценке фактического напряженно-деформированного состояния МК на основе расширения возможностей и комплексного применения приборов и методов контроля, выявления закономерностей обратимых и необратимых магнитомехани-ческих явлений в широко применяемых в промышленности малоуглеродистых и низколегированных сталях (08пс, СтЗ, 09Г2С, 10ХСНД), развития известных методов и разработки новых способов и методик, способствующих повышению степени достоверности результатов контроля, представляются весьма актуальными.

Целью диссертационной работы является повышение надежности, эксплуатационной безопасности и срока службы сварных металлических конструкций путем оценки их фактического напряженно-деформированного состояния на основе научно-обоснованного подхода к комплексному применению приборов и методов контроля.

Задачи исследований. Для достижения указанной цели в диссертационной работе обоснованы и поставлены следующие научно-технические задачи:

1. На основе анализа существующих приборов и методов разрушающего и неразрушающего контроля уточнить направление диссертационного исследования по оценке напряженно-деформированного состояния металлических конструкций, а также теоретически обосновать, оценить практическую пригодность и выявить возможности феррозондового метода (в пассивном варианте) для неразрушающего контроля структурных изменений в конструкционных сталях и определения действующих внутренних напряжений в элементах эксплуатируемых МК с учетом их химического состава и структурной неоднородности.

2. Теоретически и экспериментально исследовать влияние деформационной, деформационно-термической и термической обработок на формирование микроструктур, характерных для поставляемого заводского проката и структурной неоднородности сварных соединений из малоуглеродистых и низколегированных сталей, и разработать способы контроля структурных изменений в металле по остаточной намагниченности в области Рэ-лея.

3. Провести комплексные экспериментальные исследования по выявлению взаимосвязи магнитных, структурных и механических параметров сталей различных классов в условиях малоциклового упруго-пластического деформирования, с разработкой и апробацией графических и аналитических регрессионных зависимостей напряженности магнитного поля рассеяния от действующих внутренних напряжений, обеспечивающих повышение степени достоверности результатов оценки фактического напряженно-деформированного состояния металлических конструкций.

4. Рассмотреть процессы намагничивания ферромагнитных материалов с различными химическим составом, исходной микроструктурой и магнитомеханической предысторией в слабом магнитном поле Земли (область Рэлея) при упруго-пластическом деформировании и предложить механизм, объясняющий эти процессы.

5. Разработать способы определения внутренних напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов в процессе их эксплуатации с учетом химического состава, структурного состояния и кинетики развития коррозионных повреждений с использованием магнитоупругого эффекта и магнито-механического гистерезиса.

6. Разработать на базе комплекса приборов и методов разрушающего и неразрушающего контроля экспериментально-расчетную методику оценки фактического напряженно-деформированного состояния металлоконструкций с учетом структуры и химического состава основного металла,

структурной неоднородности сварных соединений и влияния коррозионных повреждений с элементами моделирования кинетики их развития, включающую проведение экспериментальных исследований по определению действующих внутренних напряжений магнитным методом.

7. Разработать способы усиления сварных соединений и элементов металлических конструкций в локальных зонах концентрации напряжений путем направленного изменения микроструктуры металла контролируемой термической обработкой с целью повышения прочностных свойств с поэтапным магнитным контролем структурных изменений.

8. Обосновать эффективные и рациональные формы постоянного и периодического магнитного мониторинга напряженно-деформированного состояния металлических конструкций ответственного назначения в выявленных опасных зонах концентрации напряжений с использованием ферро-зондового метода (в пассивном варианте) с целью повышения надежности и безопасности их эксплуатации путем предотвращения аварий (отказов).

Методы исследования. Задачи диссертационных исследований решены на основе применения апробированных и корректных разрушающих и неразрушающих методов контроля: механических испытаний, металлографического анализа, термической обработки сталей, магнитного контроля, а также численных методов расчета, математического моделирования и прикладной статистики и интерпретации статистических данных. При оценке работы реальных конструкций использовались экспериментальные данные, полученные на лабораторных образцах и крупномасштабных моделях металлических конструкций.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что:

1. Разработаны теоретические и практические положения по оценке фактического 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 с применением феррозон-дового (в пассивном варианте) и других разрушающих и неразрушающих методов контроля.

2. Разработаны и экспериментально проверены способы магнитного контроля формирования микроструктур с заданной степенью дисперсности, характерных для поставляемого заводского проката, в малоуглеродистых и низколегированных сталях с различной исходной микроструктурой в процессе деформационного, деформационно-термического и термического воздействий по остаточной намагниченности в магнитном поле Земли.

3. Установлена корреляционная связь между напряженностью магнитного поля рассеяния Нр и действующими внутренними напряжениями

при малоцикловом упруго-пластическом деформировании сталей с учетом их химического состава и исходной микроструктуры, позволяющая определять внутренние напряжения в элементах эксплуатируемых металлических конструкций.

4. С использованием теории ферромагнетизма и механизма упрочнения металлов при пластической деформации предложен механизм, учитывающий изменение магнитного параметра Нр от уровня действующих внутренних напряжений, химического состава и исходной микроструктуры сталей при циклическом упруго-пластическом деформировании в условиях воздействия слабых магнитных полей (область Рэлея).

5. Разработаны и апробированы частные (при известных микроструктуре и химическом составе сталей) и обобщенные графические и аналитические регрессионные зависимости безразмерных параметров Нр1Нро

и о-/сг0 2, позволяющие повысить степень достоверности при определении фактических значений внутренних напряжений в опасных зонах концентрации напряжений при нагружении и разгружении элементов конструкций и сварных соединений.

6. Разработаны способы определения внутренних напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, основанные на ступенчатом повышении (снижении) внешних нагрузок и измерении напряженности магнитного поля рассеяния Нр, позволяющие по характеру и величине ее приращения определять степень опасности зон КН и величину действующих в них внутренних напряжений.

7. Разработана экспериментально-расчетная методика оценки фактического напряженно-деформированного состояния металлических конструкций с учетом структуры и химического состава металла, структурной неоднородности зон сварных соединений и кинетики развития коррозионных повреждений по остаточной намагниченности с применением комплекса приборов и методов контроля.

8. На основании экспериментальных исследований разработаны способы усиления элементов металлических конструкций и сварных соединений путем проведения восстановительной термической обработки в локальных зонах концентрации напряжений с целью повышения прочностных свойств металла за счет направленного изменения микроструктуры с ее поэтапным магнитным контролем.

9. Показана принципиальная возможность и разработана методика контроля напряженно-деформированного состояния элементов металлических конструкций в выявленных опасных зонах концентрации напряжений за счет проведения периодического или постоянного магнитного мониторинга.

Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, обеспечивается: корректностью поставленных задач; выбором наиболее распространенных промышленных марок сталей различных классов прочности и антикоррозионных свойств, а также крупномасштабных модельных конструкций, реализующих основные схемы нагружения; применением оборудования, приборов и инструментов, прошедших метрологические поверку и калибровку; использованием апробированных методов, методик и способов контроля; достоверностью и представительностью исходных, расчетных и экспериментальных данных, а также использованием фундаментальных положений классической теории ферромагнетизма и общепринятых в механике материалов теорий, гипотез и допущений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Теоретические и практические положения по оценке фактического напряженно-деформированного состояния металлических конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей по остаточной намагниченности в слабом магнитном поле Земли (область Рэлея), включающие в себя выявление зон концентрации напряжений, оценку степени их опасности и определение в них действующих внутренних напряжений.

2. Режимы получения микроструктур с заданной степенью дисперсности в малоуглеродистых и низколегированных сталях, контролируемые магнитным методом, необходимые для обеспечения достоверности результатов контроля технического состояния эксплуатируемых МК, и на их основе рекомендации по усилению элементов эксплуатируемых металлических конструкций и сварных соединений по разработанным режимам термической обработки.

3. Взаимосвязь действующих в металле внутренних напряжений и напряженности магнитного поля рассеяния на поверхности зоны контроля в условиях естественного намагничивания в магнитном поле Земли с учетом химического состава и структурного состояния конструкционных сталей в условиях мапоциклового упруго-пластического деформирования, установленная по результатам широкомасштабных экспериментальных исследований.

4. Механизм, объясняющий взаимосвязь структурных, механических и магнитных параметров при малоцикловом упруго-пластическом деформировании малоуглеродистых и низколегированных сталей в слабых магнитных полях (область Рэлея), позволяющий охарактеризовать физическую сущность обратимых и необратимых магнитомеханических явлений (магнитоупругий эффект и магнитомеханический гистерезис).

5. Частные и обобщенные графические и аналитические регресси-

онные зависимости безразмерных параметров напряженности магнитного поля рассеяния Нр/Нро и внутренних напряжений о7оо,2> позволяющие

определять действующие внутренние напряжения в элементах металлических конструкций и сварных соединениях из малоуглеродистых и низколегированных сталей при их ступенчатом нагружении (разгружении).

6. Экспериментально-расчетная методика оценки фактического и прогнозируемого напряженно-деформированного состояния металлических конструкций, позволяющая на основе комплексного применения магнитного и других методов контроля учесть в расчетах фактические значения внутренних напряжений, определенные в опасных зонах концентрации напряжений.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке и апробации:

1. Способов контроля по остаточной намагниченности в области Рэлея структурных изменений при проведении деформационной, деформационно-термической и термической обработок изделий в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности, а также режимов получения микроструктур с заданной степенью дисперсности в малоуглеродистых и низколегированных сталях, типичных для заводского проката.

2. Способов определения внутренних напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, позволяющих выявлять опасные зоны концентрации напряжений в процессе ступенчатого нагружения (разгружения) элементов конструкций по характеру и величине приращения напряженности магнитного поля рассеяния ДНр, защищенных 3 патентами РФ на изобретения. Способы могут быть использованы при оценке фактического напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых металлических конструкций и оборудования и позволяют повысить их эксплуатационную безопасность и выявить резервы несущей способности за счет повышения степени достоверности и точности результатов контроля.

3. Частных и обобщенных графических и аналитических зависимостей структурных, магнитных и механических параметров малоуглеродистых и низколегированных сталей при определении в контролируемых зонах концентрации напряжений действующих внутренних напряжений, и использовании их в прочностных расчетах при оценке напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых металлических конструкций.

4. Способов усиления сварных соединений и элементов эксплуатируемых металлических конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей, основанных на проведении контролируемой термической обработки в опасных зонах концентрации напряжений по разработанным ре-

жимам, с их поэтапным магнитным контролем, с целью повышения прочностных свойств металла и предотвращения аварийных ситуаций.

5. Экспериментально-расчетной методики оценки напряженно-деформированного состояния металлических конструкций, включающей выявление зон концентрации напряжений, локальных и общих коррозионных повреждений и структурной неоднородности сварных соединений, и проведение последующего магнитного мониторинга действующих напряжений в опасных зонах концентрации напряжений.

6. Научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, в промышленных условиях при оценке напряженно-деформированного состояния несущих металлических конструкций главного корпуса и сопутствующих сооружений локомотивного депо ЗАО "Локомотив" ДО ОАО "Кировский завод" (Санкт-Петербург), а также в учебном процессе Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета при преподавании автором учебных курсов дисциплин "Технология конструкционных материалов", "Материаловедение" и "Технология сварки мостовых конструкций" студентам строительных и машиностроительных специальностей.

Апробация работы. Основные научные положения, выводы и рекомендации по материалам диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях и семинарах: на IV Всероссийском с международным участием научно-практическом семинаре "В мире неразру-шающего контроля и диагностики материалов, промышленных изделий и окружающей среды" (СПб., 2003); на семинаре "Сварочные технологии", посвященному 160-летию Котлонадзора России (СПб., 2003); на научном семинаре в ГОУ ВПО СПбГТУ (2007), на 56-61-ой международных научно-технических конференциях молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов "Актуальные проблемы современного строительства" (СПб., 2003-2008); на 60-65-ой научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов ГОУ ВПО СПбГАСУ (СПб, 2003-2008).

Публикации. Основные положения диссертационного исследования отражены в 58 публикациях, в состав которых входят 7 монографий, 3 патента РФ на изобретения; в журналах, включенных в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, опубликованы 22 научные работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, заключения, основных выводов и списка литературы, включающего 301 наименование. Диссертация изложена на 348 страницах основного текста, содержит 107 рисунков, 16 таблиц и приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дан краткий обзор состояния вопроса и обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы задачи исследований и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу современного состояния приборов и методов контроля и оценки напряженно-деформированного состояния металлических конструкций.

Целесообразность использования неразрушающих методов контроля, основанных на различных физических эффектах, в том числе эффекте маг-нитоупругости, доказана в результате многочисленных исследований Акулова Н.С., Бахарева М.С., Векслера H.A., Вицены Ф., Вонсовского C.B., Власова В.Т., Горбаша В.Г., Горицкого В.М., Горкунова Э.С., Дубова A.A., Ду-бова Ал. А., Киренского JI.B., Колокольникова С.М., Клюева В.В., Кулеева В.Г., Макарова В.Н., Михеева М.Н., Мужицкого В.Ф., Ничипурука А.П., Смирнова A.C., Фадеева А.Ю., Щербинина М.Н., Шель М.М., Шура Я.С., Яценко Т.А. и многих других. Однако до сих пор, несмотря на острую необходимость в информации о действительной работе элементов и узлов конструкций, получить ее в достаточном объеме часто не удается ввиду отсутствия эффективных методов выявления зон концентрации напряжений и измерения в опасных зонах действующих в металле внутренних напряжений.

Проведенный анализ различных методов определения остаточных и действующих напряжений в металле выявил значительные трудности в решении этой проблемы. Так, например, разрушающие методы контроля для этих целей нашли ограниченное применение, а для определения действующих (в процессе эксплуатации) напряжений практически не пригодны. В то же время, и существующие методики известных методов неразрушающего контроля не позволяют выявить и оценить степень опасности зон концентрации напряжений, определять фактические действующие внутренние напряжения, а также дефекты на ранней стадии их развития. При этом в случае, если такие опасные зоны не выявлены, снижается ценность выполнения поверочных прочностных расчетов с целью прогнозирования работоспособности и возможности дальнейшей эксплуатации МК.

Наиболее приемлемыми являются косвенные методы определения упругих внутренних напряжений, к которым можно отнести магнитные методы, использующие эффект магнитоупругости. Однако значительная часть этих методов требует проведения предварительного намагничивания или подмагничивания зоны контроля металла с использованием намагничивающих систем. Трудность намагничивания повышается с увеличением габаритов конструкции, а также с увеличением количества труднодоступных и трудноконтролируемых узлов и элементов конструкции. Во многих случаях

для повышения надежности и достоверности контроля требуется зачистка поверхности сварного соединения или даже снятие усиления сварного шва, что не всегда представляется возможным и целесообразным. Если учесть, что около 80 % разрушений конструкций происходит в сварных соединениях, то проблема такого контроля усугубляется.

Проведенный анализ показал, что систематические исследования по совершенствованию приборов и методов контроля и определения действующих внутренних напряжений в элементах металлических конструкций с целью оценки их фактического НДС в условиях упруго-пластической работы отсутствуют. Не достаточно полно рассматриваются вопросы учета влияния химического состава и исходной микроструктуры сталей, вида и режима нагрузок. Практически отсутствуют работы по оценке НДС сварных соединений с учетом их структурной неоднородности при малоцикловом нагруже-нии, по выявлению зон локальных коррозионных повреждений, моделированию кинетики их развития и прогнозу изменения напряженно-деформированного состояния конструкций. Не исследованы возможности проведения магнитного мониторинга металлических конструкций в опасных зонах концентрации напряжений.

Использование магнитомеханического явления открывает широкие перспективы для совершенствования и комплексного применения приборов и методов контроля технического состояния МК с целью повышения уровня их надежной и безопасной эксплуатации и срока службы. Однако эти возможности в достаточной степени не реализованы, как для выявления зон КН в элементах сварных МК с последующей оценкой 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, а также для последующего магнитного мониторинга выявленных опасных зон КН.

Вторая глава посвящена обоснованию и выбору материала исследования, приборов и методов контроля, крупномасштабных моделей МК и разработке базовых положений оценки технического состояния промышленных МК с использованием феррозондового метода (в пассивном варианте), реализующего эффект магнитоупругости и магнитомеханический гистерезис.

Разработана методика оценки технического состояния конструкций из ферромагнитных материалов с применением магнитного метода контроля. Напряженность магнитного поля рассеяния контролировали с помощью прибора ИКНМ-2 ФП с двухканальным феррозондовым преобразователем. В процессе исследований при циклическом ступенчатом упруго-пластическом нагружении сохранялся постоянный контакт феррозондового преобразователя с поверхностью металла в контролируемой зоне КН, измерения значений

магнитного параметра осуществлялись во время периодических остановок как при нагружении, так и при разгружении образцов и элементов МК.

Приведены результаты исследования влияния магнитной и механической предысторий металла и толщины немагнитного защитного покрытия конструкций на изменение напряженности магнитного поля рассеяния Нр.

Показано, что после первого цикла нагружение-разгружение магнитомеха-ническая предыстория образцов для всех исследованных сталей практически полностью стирается (рис. 1). Толщина немагнитного защитного покрытия до 3 мм не оказывает существенного влияния на результаты испытаний.

а б

Рис. 1. Зависимость напряженности магнитного поля Нр от одноосных напряжений растяжения сг при упругом деформировании намагниченных образцов из стали 08пс (а) и локально упрочненных образцов из стали 10ХСНД (б)

Для проведения экспериментальных исследований использовались плоские образцы толщиной 2, 4, 8 мм и круглые диаметром 5 мм, изготовленные по ГОСТ 1497-84 из малоуглеродистых 08пс, СтЗ и низколегированных 09Г2С и 10ХСНД сталей. При исследовании сварных соединений использовались сварные образцы без снятия и со снятым усилением сварного шва, изготовленные по ГОСТ 6996-66.

Выбор материала исследования обусловлен тем, что:

• стали нашли широкое применение в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности;

• стали относятся к разным категориям прочности, имеют разную склонность к циклическому упрочнению и разупрочнению, что имеет существенное значение при интерпретации результатов со сталями подобного класса;

• стали имеют обычные и повышенные антикоррозионные свойства;

• данный выбор сталей позволяет распространить полученные закономерности и дать обоснованные рекомендации на все материалы, близкие к ним по составу и свойствам;

• вследствие низкого содержания углерода стали могут быть хорошим материалом для изучения физики магнитомеханических явлений.

В реальных металлических конструкциях, в зависимости от поставленного проката, структурной неоднородности сварных соединений, старения металла в процессе эксплуатации, микроструктура в элементах конструкций может значительно отличаться, что определяет в них различные механические свойства. Учитывая этот факт, научно-обоснованная методика предусматривала проведение экспериментальных исследований на образцах с различной исходной микроструктурой:

• в состоянии поставки;

• с крупнозернистой структурой после отжига при 900 и 1050 °С;

• с мелкозернистой структурой;

• после холодной пластической деформации (поставка + прокатка на степень деформации е=50 %).

Для получения мелкозернистой структуры с заданной степенью дисперсности разработаны способы, включающие в себя:

• термоциклическую обработку (ТЦО) с 5-кратным нагревом сталей до температуры 770 °С, последующим охлаждением в печи до 690 °С, и в конце 5-го цикла с 690 °С - на воздухе;

• рекристаллизационный отжиг предварительно холоднодеформиро-ванных сталей (степень деформации £=50 %) в интервале температур 20...900 "С.

Термическая обработка образцов проводилась в программируемых муфельных печах с микропроцессорным управлением СНОЛ 8.2/1100, при этом температура нагрева контролировалась с точностью ± 1 °С, точность выхода на режим составляла ± 1 сек.

Для проведения микроструктурного анализа применялся комплекс приборов, включающий в себя инвертированный металлографический микроскоп МЕТАМ РВ-22 и высокоразрешающую цифровую фотоаппаратуру с персональным компьютером. Данные металлографических исследований обрабатывались математически.

Механические свойства сталей изучали на поверенной разрывной машине РР2 1/100. Деформация образцов осуществлялась в упруго-пластической области при мапоцикловом ступенчатом нагружении. Во время периодических остановок замерялась напряженность магнитного поля рассеяния Нр при сохранении постоянного контакта феррозондового преобразователя с поверхностью образца в контролируемой зоне КН.

В качестве модельных объектов исследования были выбраны крупномасштабная сварная ферма, сварная стойка и двутавровая балка, которые отражают различные конструктивные решения и позволяют реализовать основные схемы нагружения (растяжение, сжатие, изгиб), присущие реальным металлическим конструкциям (рис. 2).

Рис. 2. Схемы крупномасштабных моделей и испытательных стендов: сварной фермы (а), сварной стойки для внецентренного сжатия (5) и двутавровой балки № 18 (в) (/, 2, 3, 4,А, В- зоны контроля)

В третьей главе изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований конструкционных сталей с различным химическим составом и исходным состоянием с целью получения микроструктур с заданной степенью дисперсности, характерных для реальных металлических конструкций и сварных соединений, обладающих структурной неоднородностью, и ее контроля магнитным методом.

Рассмотрены особенности формирования структуры в малоуглеродистых и низколегированных сталях при холодной пластической деформации, рекристаллизационном отжиге и термоциклической обработке и их влияние на изменение напряженности магнитного поля рассеяния.

Установлена связь между магнитным параметром Нр и структурными

изменениями в малоуглеродистых и низколегированных сталях, происходящих при холодной пластической деформации. Показано, что наиболее значительные изменения Нр происходят при небольших степенях деформации,

с увеличением степени деформации изменения значений Нр уменьшаются

(рис. 3, а). Результаты металлографического анализа хорошо согласуются с

данными магнитного контроля.

Разработаны способы получения структуры с заданной степенью дисперсности в сталях за счет предварительной холодной пластической деформации и последующего рекристаплизационного отжига.

Установлена связь между структурными превращениями в сталях и магнитным параметром Я . Показано, что монотонное снижение значений

Н начинается при низких температурах нагрева и заканчивается по окончании процесса первичной рекристаллизации, что характеризует высокую структурную чувствительность магнитного параметра Нр.

Выявлены особенности формирования структуры в малоуглеродистых и низколегированных сталях при первичной рекристаллизации. Показано, что во всех исследуемых сталях по окончании первичной рекристаллизации формируется мелкозернистая структура. Дальнейшее повышение температуры нагрева приводит к укрупнению структуры и повышению разнозернисто-сти, при этом конечный размер зерен может быть больше исходных (рис. 4).

Показано, что благодаря различной чувствительности методов контроля фиксируются различные стадии процесса рекристаллизации к моменту завершения термической обработки. Так, при магнитном контроле, в отличие от металлографических исследований, определяется стадия возврата и более раннее прохождение процесса рекристаллизации, что способствует получению более мелкозернистой структуры. Следовательно, появляется возможность более точного контроля формирования микроструктуры с заданной степенью дисперсности по изменению магнитной амплитуды Н

(рис. 3, б).

а 6

Рис. 3. Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния для сталей

08пс, 09Г2С и 10ХСНД от степени деформации £ (а) и температуры рекристаплизационного отжига (б)

Рис. 4. Изменение структуры стали 08пс при рекристаллизационном отжиге, х900: в состоянии поставки (а), после прокатки на £ =50 % (б), после прокатки на £ =50 % и отжига при 600, 700, 800 и 900 °С (в-е)

Выявлены особенности формирования структуры в сталях с различным химическим составом и исходной микроструктурой (состояние поставки, после термической и деформационной обработок) при термоциклической обработке. Установлено, что степень дисперсности формирующейся структуры зависит от химического состава стали, ее исходного состояния и числа циклов. Повышение количества легирующих элементов способствует получению более мелкозернистой структуры. С уменьшением исходного размера зерен при термоциклической обработке формируется структура с более высокой степенью дисперсности. Проведение холодной пластической деформации перед ТЦО позволяет сформировать самую мелкозернистую структуру во всех исследованных сталях. Более интенсивное измельчение исходной структуры; наблюдается в процессе первых трех циклов, дальнейшее увеличение числа циклов (до пяти и более) незначительно уменьшает размер зерен, однако снижает их разнозернистость (рис. 5).

Установлена связь между магнитным параметром Нр и структурными

изменениями в сталях при ТЦО. Показано, что величина Я зависит от исходной микроструктуры, химсостава сталей и числа циклов ТЦО. Наибольшее изменение значений Я наблюдается в процессе первых трех циклов

нагрев-охлаждение. При последующих циклах магнитная амплитуда уменьшается, что связано с менее значительным измельчением структуры (рис. 6) и подтверждается данными металлографических исследований (рис. 5).

а б в

Рис. 5. Изменение структуры стали 08пс при ТЦО, х900: а - состояние поставки, б-е - после 1-5 цикла соответственно

а б в

Рис. 6. Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния Нр от числа циклов при термоциклировании сталей 08пс, 09Г2С и 10ХСНД в состоянии поставки (а), после предварительного отжига при 900 °С и после холодной пластической деформации на £=50 %

Высокая структурная чувствительность магнитного метода позволяет рекомендовать его для контроля формирования структуры в процессе ТЦО в промышленных условиях как более производительный метод по сравнению с методом металлографического анализа.

Разработаны способы получения микроструктуры с заданной степенью дисперсности при ТЦО сталей с различным химическим составом и исходным структурным состоянием.

Таким образом, используя феррозондовый метод контроля (в пассивном варианте) удается фиксировать различные стадии прохождения рекри-сталлизационного отжига и ТЦО и получать структуру с различной степенью дисперсности, однако при ТЦО открываются более широкие возможности получения структуры, как с точки зрения ее однородности, так и конечного размера зерен.

В четвертой главе приведены результаты исследований влияния действующих внутренних напряжений на изменение магнитного параметра Нр

при малоцикловом упругом деформировании, с учетом схемы нагружения, исходной микроструктуры и химического состава исследуемых сталей.

Установлена связь между действующими внутренними напряжениями <у и напряженностью магнитного поля рассеяния Я при упругой деформации (одноосное растяжение и сжатие) образцов из сталей с крупнозернистой, мелкозернистой исходными структурами и структурой после холодной пластической деформации. Показано, что при циклическом упругом деформировании растяжением с увеличением величины действующих внутренних напряжений а напряженность магнитного поля снижается, при снижении а (разгружение) - значения Н р возрастают во всех случаях. При сжатии образцов характер зависимости Нр(<г) изменяется на противоположный: с увеличением внутренних напряжений напряженность магнитного поля возрастает, а при снижении а (разгружение) значения Нр уменьшаются.

Показано, что при упругом деформировании малоуглеродистых и низколегированных сталей циклическое изменение внутренних напряжений за счет приложения и снятия внешних нагрузок способствует образованию петли магнитоупругого гистерезиса, которая после 1-го цикла нагружение-разгружение чаще всего незамкнута. В процессе 2-го и последующих циклов ветви петли магнитоупругого гистерезиса сближаются, при этом различие конечных и начальных значений Нр становится незначительным. Это явление характерно для разных схем нагружения (рис. 7).

Во всех случаях, независимо от химического состава и структурного состояния сталей, после 1-го цикла нагружение-разгружение стирается исходная магнитная предыстория металла, вследствие чего увеличение числа циклов практически не приводит к изменению характера хода кривых Нр{а). При неизвестной предыстории металла это имеет положительное

значение, так как способствует значительному повышению точности и надежности последующих измерений.

Показано, что при малоцикловом нагружении стали с мелкозернистой структурой характеризуются более значительными изменениями параметра Нр от действующих внутренних напряжений, чем стали с крупнозернистой

а

д

б

1р. Ын

265 I—Ои»1 иагружни« ^ИЭ • ' икгруммт ^^ «2 и«грумни« р»гр. Р**Р

•Ч' т»

/

/

/

1>1

25 50 75 100 135 150 175 0. мгъ

е

в

а. Мк

г

з

200 Г 250 пС^и 1 Идгрушии» —О «1р*»р В| 2и«гру»ии« "2рвжр Э иагруяени*

240 -230 - -у*

220 V 210 - V

200 190 - т* -Л

180' 1/0 - ч

190 150 -

140 0 25 0 7 5 1 УО 125 150 1 5 200 225 в, иъ

Рис. 7. Зависимость Нр (сг) при растяжении образцов из сталей: 10ХСНД (а), 09Г2С (б), СтЗ (в), 08пс (г) в состоянии поставки;

09Г2С (отжиг при 1050 °С) (д), 10ХСНД (поставка + ТЦО) (ж) и 08пс (прокатка на £ =50 %) (з) и при сжатии образцов из стали СтЗ (поставки) (е)

равновесной структурой (рис. 7). Холодная пластическая деформация приводит к значительным изменениям параметра Нр только в процессе первого цикла нагружение-разгружение, и к незначительным - при последующих.

Таким образом, полученные при циклическом упругом нагружении малоуглеродистых и низколегированных сталей в различном структурном состоянии экспериментальные зависимости Нр(о) позволяют проводить

оценку упругого 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 параметра Нр

- уровень действующих внутренних напряжений.

Предложен механизм, объясняющий магнитный гистерезис при циклическом упругом деформировании сталей. При растяжении происходит обратимое смещение доменных границ, изменение размеров доменов и уменьшение их числа, вследствие чего уменьшаются площадь доменных границ и, следовательно, магнитное поле рассеяния Нр, что фиксируется феррозондо-

вым преобразователем прибора. При снятии нагрузки происходит возвращение доменных границ в исходное состояние и, следовательно, повышение величины магнитного параметра Нр.

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований зон КН по выявлению взаимосвязи структурных, магнитных и механических параметров малоуглеродистых и низколегированных сталей с различной исходной микроструктурой в процессе упруго-пластического деформирования, с разработкой частных и обобщенных графических и аналитических зависимостей. Описан механизм, объясняющий физику магнитомеха-нических явлений в ферромагнитных материалах при нагружении-разгружении в слабом магнитном поле Земли (область Рэлея).

Показано, что при упруго-пластическом деформировании растяжением сталей с крупнозернистой и мелкозернистой структурами в упругой области деформирования с увеличением нагрузки магнитный параметр Нр снижается, при переходе в пластическую область- повышается (рис. 8, 9). При этом на возрастающей ветви кривой Нр(а), независимо от химсостава и исходной микроструктуры сталей, можно различить три характерных стадии. На первой стадии - медленный подъем значений Нр(а), на второй - более крутой, и на третьей стадии - замедление роста значений Нр. При разгружении образцов наблюдается магнитомеханический гистерезис, при этом конечные значения магнитного параметра не совпадают с исходными.

Рис. 8. Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния Нр от одноосных

напряжений растяжения для образцов из сталей 08пс (о), 09Г2С (б) и 10ХСНД (в) в состояниях: 1 - (поставка + отжиг при 1050 °С), 2 - (поставка + отжиг при 900 °С), 3 - состояние поставки

Установлено, что уменьшение размера зерен в сталях приводит к смещению минимальных значений Нр в сторону более высоких значений дей-

ствующих внутренних напряжений. Аналогичный характер смещения минимальных значений магнитного параметра Нр наблюдается и при изменении

химического состава сталей: то есть, чем выше прочностные свойства сталей, тем к более высоким внутренним напряжениям смещается минимум значений Нр в одних и тех же исходных структурных состояниях.

Иле, Преяшпт» • Рт^р а

—¡•л» [ШП

Оч а

Л

V

1СХСН& [Ъет—а * ТЦО

1<п 200 э00«ю500 б007а0&00 О. №

Рис. 9. Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния Нр от одноосных напряжений растяжения для образцов из сталей 08пс (а), 09Г2С (б) и 10ХСНД (в) в состояниях: 4а - (прокатка на £ =50 % + рекристаллизадионный отжиг); 45 - (поставка + ТЦО); 4в - (прокатка на £ =50 % с неослабленным сечением образцов); 5а, 6 - (поставка + прокатка на £ =50 %); 5в - (прокатка на £ =50 % с ослабленным сечением образцов

Прошедшая пластическая деформация также способствует смещению минимальных значений параметра Нр в сторону более высоких значений

действующих внутренних напряжений для всех исследуемых сталей, что связано с упрочнением металла в процессе предварительной холодной пластической деформации (рис. 8,9).

Установлено, что исходная микроструктура существенно влияет и на характер изменения Нр при снятии внешней растягивающей нагрузки в пластической области деформирования. Для крупнозернистых сталей характерно раннее снижение значений Нр с уменьшением внутренних напряжений.

Уменьшение исходного размера зерен приводит к большему запаздыванию значений Нр, при этом значения магнитного параметра для сталей с самой

мелкозернистой структурой и после холодной пластической деформации остаются неизменными (рис. 9).

Показано, что после полного разгружения отсутствует совпадение исходных и конечных значений Нр, как для сталей с крупнозернистой, так и

мелкозернистой структурами. Характер изменения Нр(а) предварительно

деформированного металла соизмерим с характером изменения мелкозернистых сталей, что необходимо учитывать при оценке технического состояния МК.

Факт прохождения пластической деформации можно подтвердить проведением металлографического анализа в исследуемых зонах концентрации напряжений. Закономерности изменения Hр(а), полученные на малоуглеродистых и низколегированных сталях при упруго-пластическом деформировании (нагружение и разгружение), могут быть распространены и на другие стали, близкие к ним по составу и свойствам.

На основе проведенных исследований разработаны и запатентованы способы определения внутренних напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов и предложены рекомендации, позволяющие использовать применяемый магнитный метод при оценке напряженно-деформированного состояния металлических конструкций.

Между процессами изменения магнитного параметра Нр(ст) в слабом

магнитном поле Земли (область Рэлея) при пластическом деформировании, намагничиванием ферромагнетика в сильных магнитных полях Я и процессами упрочнения металлов с кубической решеткой при пластической деформации наблюдается: качественное сходство кривых и трехстадийность изменения зависимостей магнитной индукции от напряженности магнитного поля В(Н), напряженности магнитного поля рассеяния от действующих внутренних напряжений Нр(ст) и зависимости внутренних напряжений от степени пластической деформации а{е), и гистерезисные явления при разгру-жении. Это - магнитный гистерезис в сильном и слабом магнитных полях при размагничивании и механический - при снятии внешней нагрузки.

Магнитомеханический гистерезис, возникающий в слабом магнитном поле Земли в процессе циклического нагружения, аналогичен магнитному

гистерезису, возникающему при намагничивании и размагничивании ферромагнетика в сильном магнитном поле. При этом трехстадийное изменение значений Нр при нагружении в пластической области деформирования соответствует хорошо изученным процессам намагничивания ферромагнетика в сильном магнитном поле (область обратимых и необратимых смещений доменных границ, парапроцесс). В нашем случае на процесс намагничивания ферромагнетика в слабом магнитном поле Земли оказывают влияние действующие внутренние напряжения, которые приводят к деформационному упрочнению за счет эволюции дислокационной структуры (/ стадия легкого скольжения дислокаций, II стадия быстрого упрочнения и III стадия снижения скорости упрочнения металла, характерные и для зависимости <r(f)). Поэтому при пластическом деформировании сталей на I и // стадиях упрочнения металла, за счет взаимодействия дислокаций и формирования ячеистой дислокационной структуры, происходит необратимое смещение доменных границ, дробление доменов, увеличение площади доменных границ и закрепление их на границах зерен, скоплениях дислокаций и включениях, формирование кристаллографической текстуры и поворот векторов спонтанной намагниченности доменов в направлении приложенных напряжений. На стадии III, в связи с аннигиляцией дислокаций и уменьшением поля внутренних напряжений, уменьшается коэффициент упрочнения, что приводит к замедлению роста значений Нр при повышении внутренних напряжений. При разгружении, вследствие необратимого смещения доменных границ, возникает магнитный гистерезис, ширина петли которого увеличивается с уменьшением размеров зерен и степени холодной пластической деформации. Следовательно, по результатам металлографического анализа и ширине петли магнитного гистерезиса можно судить о прохождения пластической деформации и ее степени в контролируемых зонах концентрации напряжений.

С целью развития возможностей оценки фактического напряженно-деформированного состояния металлических конструкций по результатам экспериментальных исследований проведен регрессионный анализ данных и получены частные (для конкретного исходного структурного состояния) и обобщенные (учитывающие различные структурные состояния) графические и аналитические зависимости напряженности магнитного поля рассеяния от действующих внутренних напряжений Нр(ст) для сталей с различными химическим составом и исходной микроструктурой. Для всех значений напряженности магнитного поля Нр рассчитаны выборочные средние значения,

дисперсии и средние квадратичные отклонения. Проведены процедура проверки гипотез о равенстве средних, анализ значимости коэффициентов per-

рессионной модели с использованием критерия Стьюдента (/-критерий), анализ значимости коэффициентов множественной корреляции (/-"-критерий) для любого уровня а и анализ значимости моделей в целом. Проведенные статистические исследования взаимосвязи структурных, магнитных и механических параметров свидетельствуют о том, что все исследованные выборки являются представительными, что позволяет подобрать значимые регрессионные модели для всех исследуемых сталей. На основе таких моделей получены частные и обобщенные графические и аналитические регрессионные зависимости, учитывающие различные исходные структурные состояния малоуглеродистых и низколегированных сталей и отражающие сложный характер взаимосвязи Нр (а).

Аналитические выражения, описывающие с достаточно высокой точностью зависимость магнитного параметра Нр от действующих внутренних

напряжений а при упруго-пластическом деформировании стали 08пс, можно представить в виде:

Н

р_ _

Я

(а + с

РО

<т

От

а от

)/(1 + Ь

и

От

+ Ы

О)

или в виде:

у = (а + сх+ех2) /(1 + Ьх + сЬс1),

(2)

где х = с/ст, у = Нр/Нро, Нр,а - текущие значения напряженности

магнитного поля рассеяния и действующих внутренних напряжений, Нро,ат

- начальное значение напряженности магнитного поля рассеяния и предел текучести материала соответственно, а, Ь, с, 4 е - экспериментальные коэффициенты, зависящие от исходного структурного состояния металла.

Так, для стали 08пс с крупнозернистой структурой (рис. 10, а), частная регрессионная зависимость получена с коэффициентом множественной корреляции Д2=0,84. Модель статистически значима, так как ^асч=57,52 (для 81

точки измерения). Все коэффициенты в модели значимы, так как вероятность (рас„ для всех коэффициентов меньше аг=0,05. При этом коэффициенты равны: а=0,997872300, ¿=-1,78841401, с=-1,89629706, ¿/=0,925422611, е=1,008487915.

Обобщенная регрессионная зависимость для стали 08пс (рис. 10, 6), учитывающая различные структурные состояния (состояние заводской поставки, с крупнозернистой и мелкозернистой структурами, после холодной пластической деформации), получена с коэффициентом множественной кор-

реляции ^=0,75. Модель статистически значима, так как Fpac4 = 148,50 (для

118 точек измерения). Все коэффициенты в модели значимы, так как вероятность t^^ для всех коэффициентов меньше а =0,05. При этом коэффициенты равны: 0=0,994183846, ¿=-1,83653583, с=-1,88354734, ¿/=1,110463452, е=1,090809993.

а 6

Рис. 10. Графическое представление регрессионных зависимостей для стали 08пс: а — частная (для крупнозернистой структуры после отжига при 900 °С), б - обобщенная

Установлено, что при известных структурных и механических параметрах стали для определения действующих внутренних напряжений следует использовать частные графическую или аналитическую зависимости для данного структурного состояния, при неизвестных параметрах - обобщенные зависимости. В первом случае точность определяемых действующих внутренних напряжений значительно выше: погрешность составляет 10...12 %, во втором случае - не превышает 15...25 %.

Показано, что полученные частные и обобщенные графические и аналитические регрессионные зависимости хорошо согласуются с экспериментальными данными, что позволяет использовать их при определении действующих внутренних напряжений в элементах металлических конструкций. Полученные зависимости и закономерности можно распространить на все стали, близкие к исследуемым по химическому составу, структурному состоянию и классам прочности.

В шестой главе исследовано напряженно-деформированное состояние сварных соединений при малоцикловом упругом деформировании и представлены результаты экспериментально-расчетной оценки НДС МК при моделировании кинетики развития коррозионных повреждений.

В связи с тем, что более 80 % отказов металлических конструкций связано со сварными соединениями, несмотря на то, что их объем в сварных конструкциях не превышает 1,0...1,5 %, представляло научный и практический интерес оценить степень опасности основных зон сварного соединения

с учетом их структурной неоднородности.

Установлено, что наибольшее изменение напряженности магнитного поля рассеяния Н р на сварных образцах без снятия усиления наблюдалось в

зоне сплавления основного металла со сварным швом, что, в соответствии с ранее проведенными исследованиями, свидетельствует о наличии в этой зоне контроля более высоких внутренних напряжений. С целью исключения влияния технологического концентратора при механических испытаниях были испытаны образцы со снятым усилением. Видно (рис. 11), что независимо от зоны контроля (сварной шов, зона сплавления, основной металл) наибольшие изменения магнитного параметра Нр происходят в процессе 1-

го цикла нагружение-разгружение. В процессе 2-го цикла значения Нр при

нагружении и разгружении сближаются друг с другом, что заметно по расположению ветвей петли магнитного гистерезиса, при этом конечные значения Нр практически совпадают с исходными, что хорошо согласуется с результатами ранее проведенных экспериментальных исследований. а б

Рис. 11. Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния от внутренних напряжений в сварном соединении из стали СтЗ со снятым усилением: в зоне сплавления основного металла со сварным швом (а) и в зоне основного металла (б)

Анализ зависимостей Нр(сг) показал, что наименьшие изменения параметра Нр в процессе 2-го и 3-го нагружений присущи зоне основного металла. В зоне сплавления и сварного шва наблюдаются более значительные, но близкие друг к другу приращения значений Нр, что свидетельствует о

наличии примерно равных внутренних напряжений. Однако, учитывая отсутствие усиления сварного шва в исследуемых образцах, можно констатировать, что наиболее высокие внутренние напряжения соответствуют зоне сплавления.

Металлографический анализ подтвердил структурную неоднородность сварных соединений и наличие различных зон, характерных для малоуглеродистых и низколегированных сталей (рис. 12). Показано, что в зоне сварного шва, а также в зоне сплавления сварного шва и основного металла с прилегающим участком перегрева формируется крупнозернистая структура, приводящая к снижению прочностных свойств металла и повышению внутренних напряжений в процессе нагружения по сравнению с мелкозернистой структурой основного металла. Участок полной перекристаллизации металла, имеющий самую мелкозернистую структуру, показывал наименьшие изменения Нр, соответствующие меньшим внутренним напряжениям.

а 6 в

Рис. 12. Микроструктура стыкового сварного соединения из стали СтЗ, х350: а - сварной шов, б - зона сплавления, в - основной металл

Таким образом, наиболее опасным местом сварного соединения являются зона сплавления сварного шва и основного металла с участком перегрева, что подтверждается проведенными исследованиями. Эта опасность может усугубляться появлением при сварке радиусов перехода от металла сварного шва к основному металлу (средние значения радиусов составляют 0,4...0,8 мм), что способствует повреждению металла и зарождению трещин в малом объеме крупнозернистого участка зоны термического влияния. Поэтому при магнитном контроле сварных соединений МК в первую очередь необходимо контролировать зону сплавления сварного шва с основным металлом и участком перегрева.

Разработана методика оценки напряженно-деформированного состояния сварных соединений с учетом структурной неоднородности сварного шва и зоны термического влияния. Наиболее опасные зоны, в которых определяются действующие внутренние напряжения для последующего прочностного расчета, выявляются по максимальным величинам приращения магнитного параметра д#р.

Исходной предпосылкой при разработке методик выявления и мониторинга зон коррозионных повреждений является то, что любой вид коррозии способствует возникновению и развитию зон концентрации напряжений (по-

тенциальных мест разрушения элементов конструкций), однако выявление таких зон является сложной проблемой.

Показано, что в зоне локального коррозионного повреждения происходит резкое изменения значений Н р, как при нагружении, так и разгруже-нии, что связано с более высокими внутренними напряжениями вследствие ослабления контролируемого сечения за счет коррозионного износа (рис. 13, а). При этом более высокому (по модулю) приращению напряженности магнитного поля отвечают и более высокие действующие внутренние напряжения, определяющие наиболее опасную из исследуемых зон.

-Ы-к-

1 —

— Г—

с

7Д М

к

2оо го ю жо

4нагдои»« —• -4рыф 1 д-5 негру» —9 ратр [

ч

рч

у—

А-

я ио т ■

Рис. 13. Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния Нр от приложенной нагрузки для стали СтЗ: а - в зоне с локальным коррозионным повреждением (нижняя петля) и без повреждения (верхняя петля), б - в зоне с общим коррозионным повреждением, в - в зоне без повреждения

Установлено, что наличие зон общей коррозии также характеризуется значительным изменением величины Нр, в отличие от областей, не имеющих таких повреждений (рис. 13, б, в). При этом величина изменения значений Нр зависит от степени коррозионного износа в пределах общей площади коррозионного повреждения, что позволяет в этой области выявить зону с самой высокой степенью коррозионного износа. Следовательно, полученные закономерности изменения Нр свидетельствуют о возможности контроля

развития зон коррозионного повреждения по приращению напряженности магнитного поля рассеяния Нр, что позволяет использовать феррозондовый

метод контроля (в пассивном варианте) при проведении постоянного или периодического мониторинга.

С целью уточнения в зонах коррозионных повреждений действующих внутренних напряжений, используемых в прочностных расчетах, следует

использовать частные или обобщенные графические и аналитические регрессионные зависимости. Однако при проведении прочностного расчета необходимо учитывать не только экспериментальные данные магнитного контроля, но и кинетику развития коррозионных повреждений.

Таким образом, задача расчета конструкций с учетом воздействия коррозионной среды требует разработки расчетной математический модели, то есть совокупности уравнений, описывающих процессы деформирования и разрушения конструкций, а также описывающих процессы взаимодействия конструкций с коррозионной средой. Это предполагает идентификацию этих уравнений, оценку значений коэффициентов уравнений, подбор подходящих функций по результатам экспериментальных исследований, решение полученной совокупности уравнений и анализ поведения МК в различных условиях. С этой целью проведено исследование напряжённо-деформированного состояния крупномасштабной модели плоской фермы (рис. 2, а) с учетом агрессивного воздействия коррозионной среды.

В качестве моделей коррозионного износа использовались:

экспоненциальная модель: 8, = 80

1-е*

(3)

8о*

дробно-линейная модель: 3, =——, (4)

логистическая модель: ---г, (5)

¿о

где 5 — глубина коррозии; I - время; остальные величины являются определяемыми коэффициентами или функциями.

Установлено, что расчет действующих внутренних напряжений в элементах крупномасштабной модели сварной фермы с учетом длительного влияния коррозионной среды дает достаточно хорошее совпадение расчетных значений дробно-линейной и логистической моделей, что позволяет рекомендовать их для расчета элементов конструкций, находящихся в плоском напряженном состоянии (при условии определения коэффициентов по результатам испытаний в плоском напряженном состоянии).

В седьмой главе представлены результаты экспериментально-расчетных исследований напряженно-деформированного состояния крупномасштабных моделей (рис. 2), реализующих различные схемы нагружения.

Экспериментальные данные определения внутренних напряжений магнитным методом сравнивались с данными тензометрического контроля и прочностного расчета. Ступенчатое нагружение и разгружение моделей осуществлялось в упругой области деформирования, при этом максимальные

внутренние напряжения не превышали 0,5 сгт. Расчет усилий и внутренних напряжений в элементах конструкций выполнялся с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD, реализующего конечно-элементное моделирование статических и динамических расчетных схем при проверке несущей способности МК.

Установлено, что полученные экспериментальные зависимости магнитного параметра Нр от действующих внутренних напряжений справедливы и для типичных крупномасштабных моделей, находящихся в сложном и плоском напряженно-деформированных состояниях при растяжении, сжатии и изгибе. Показано хорошее соответствие значений действующих внутренних напряжений при сравнении магнитных и расчетных данных по результатам малоцикловых нагружений исследуемых конструкций, что свидетельствует о возможности определения внутренних напряжений в зонах КН при малоцикловом упругом нагружении. При этом значения внутренних напряжений при магнитном контроле несколько превышали расчетные, что подтверждает необходимость проведения контроля в зонах КН.

Показана возможность использования как частных, так и обобщенных графических и аналитических регрессионных зависимостей, полученных в результате математической обработки результатов экспериментальных исследований, с целью уточнения величин действующих в элементах моделей в зонах концентрации напряжений внутренних напряжений.

В восьмой главе изложены результаты совершенствования и практического применения методик оценки технического состояния промышленных МК на основе разработанных способов определения действующих внутренних напряжений и представлена экспериментально-расчетная методика оценки НДС, учитывающая структурную неоднородность, химический состав металла и кинетику развития коррозионных повреждений.

Разработанная комплексная методика оценки технического состояния металлических конструкций предусматривает применение в комплексе с другими феррозондового метода (в пассивном варианте). Схема оценки технического состояния металлических конструкций представлена на рис. 14. Ее особенностью является возможность проведения как выборочного, так и сплошного магнитного контроля узлов, элементов и сварных соединений металлических конструкций, выявления зон концентрации напряжений, оценки степени их опасности и определения в них внутренних напряжений.

При оценке степени опасности выявленных зон КН учитывается величина приращения д Нр при ступенчатом нагружении-разгружении конструкции или ее элементов: чем выше приращение, тем больше величина действующих внутренних напряжений и выше степень опасности выявленной зоны. Оценка степени опасности выявленных зон КН является ответственной

I_I

т

Рис. 14. Схема оценки технического состояния МК

и необходимой операцией, так как позволяет резко сократить объем проводимых работ и повысить степень достоверности результатов исследования. В этом случае выявление дефектов традиционными методами НК следует про-

водить в опасных зонах КН, что значительно повышает производительность процесса контроля. При этом становятся известными места проведения уточняющих исследований, например, металлографического анализа и твер-дометрии, что способствует повышению достоверной оценки напряженно-деформированного состояния металлических конструкций. В опасных зонах КН наиболее целесообразна установка датчиков контроля для проведения тензометрического или магнитного мониторинга.

Оценка уровня внутренних напряжений в опасных зонах КН может проводиться как по изменению магнитного параметра Нр, так и с использованием частных и обобщенных графических и аналитических регрессионных зависимостей, полученных в ходе экспериментальных исследований на малоуглеродистых и низколегированных сталях. При известных структурных и механических параметрах металла конструкций следует использовать частные, более точные, зависимости, при неизвестных - обобщенные.

Разработанная методика была апробирована при оценке технического состояния основных несущих конструкций промышленных зданий ЗАО "Локомотив" ДО ОАО "Кировский завод" (рис. 15). Магнитный контроль стропильных ферм, подкрановых балок и колонн проводился на поверхности элементов конструкций и сварных соединений без приостановки работы оборудования. Высокая производительность контроля обеспечивалась отсутствием необходимости в какой-либо специальной подготовке контролируемых поверхностей.

Рис. 15. Общий вид (а) и элементы несущих МК (б) промышленных зданий локомотивного депо ЗАО "Локомотив"

Показано, что экспериментальные зависимости Нр(<т), полученные при малоцикловом упруго-пластическом деформировании образцов из мало-

углеродистых и низколегированных сталей с учетом их исходной микроструктуры и подтвержденные испытаниями на крупномасштабных моделях: при нагружении сварной фермы, внецентренном сжатии сварной стойки, изгибе двутавровой балки, действительны при оценке напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых металлических конструкций.

Разработана экспериментально-расчетная методика оценки НДС промышленных металлических конструкций по остаточной намагниченности в области Рэлея с учетом структурных изменений металла и кинетики развития коррозионных повреждений, одним из основных условий которой является обязательное предварительное выявление зон КН с оценкой степени их опасности и определением в наиболее опасных их них действующих внутренних напряжений, используемых в последующем прочностном расчете.

Разработаны способы и даны рекомендации по усилению сварных соединений и элементов металлических конструкций путем проведения восстановительной термической обработки за счет направленного изменения структуры в локальных зонах концентрации напряжений с последующим магнитным контролем.

Рассмотрены вопросы и предложена методика проведения магнитного мониторинга эксплуатируемых МК, работающих в условиях воздействия различных температур, нагрузок и коррозионных сред. Его применение позволяет не только своевременно обнаружить развитие опасных дефектов, но и на этой основе значительно повысить надежность и долговечность МК с принятием обоснованного решения о продлении срока их эксплуатации. Приведен пример проведения мониторинга технического состояния металлоконструкций в промышленных условиях с использованием феррозондово-го метода контроля (в пассивном варианте). На основании проведенных исследований и прочностных расчетов с учетом результатов магнитного контроля сделаны обоснованные выводы и рекомендации по дальнейшей надежной и безопасной эксплуатации МК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная работа позволила систематизировать и обобщить значительный аналитический и практический опыт, накопленный в рассматриваемой области за последние десятки лет. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение в области повышения надежности, эксплуатационной безопасности и срока службы сварных металлических конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Обоснован подход и разработаны теоретические и практические положения по комплексному применению приборов и методов контроля с использованием феррозондового метода контроля (в пассивном варианте) с целью оценки фактического напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых металлических конструкций.

2. Разработаны способы магнитного контроля структурных изменений в малоуглеродистых и низколегированных сталях при деформационном, деформационно-термическом и термическом воздействиях, позволяющие получать в изделиях структуру металла с заданной степенью дисперсности. Показаны высокая структурная чувствительность и производительность магнитного метода, что значительно повышает степень достоверности результатов контроля и позволяет рекомендовать его использование в промышленных условиях.

3. Установлена корреляционная связь между структурными, магнитными и механическими параметрами в условиях малоциклового упруго-пластического деформирования малоуглеродистых и низколегированных сталей в широком диапазоне нагрузок и схем нагружения. Показано, что растяжение в упругой области деформирования приводит к уменьшению магнитного параметра Нр, в пластической области - к повышению. Сжатие металла в упругой области деформирования повышает значения магнитного параметра Нр. В процессе снятия нагрузки наблюдается обратная картина

изменения значений Нр. При циклическом упругом нагружении приращения д Нр пропорциональны изменению внутренних напряжений, а образующаяся петля магнитного гистерезиса имеет замкнутый вид.

4. Установлено, что снятие внешних усилий после упруго-пластической деформации малоуглеродистых и низколегированных сталей приводит к образованию петли магнитомеханического гистерезиса, величина которой зависит от исходной микроструктуры, химического состава и степени пластической деформации стали. Показано, что уменьшение исходного размера зерен, повышение легированности сталей и увеличение степени пластической деформации приводит к увеличению ширины петли магнитомеханического гистерезиса, что необходимо учитывать при оценке фактического напряженно-деформированного состояния металлических конструкций.

5. Предложен механизм, учитывающий изменение магнитного параметра Нр от действующих внутренних напряжений, химического состава

и исходной микроструктуры сталей при циклическом нагружении в слабых

магнитных полях (область Рэлея): обратимое смещение доменных границ при упругом деформировании и переход к необратимым смещениям вследствие закрепления доменных границ на скоплениях дислокаций, границах зерен и включениях в процессе деформационного упрочнения металла при пластическом деформировании.

6. Разработаны и апробированы частные и обобщенные графические и аналитические регрессионные зависимости безразмерных параметров Нр!Нро и а/аол при упруго-пластическом деформировании промышленных сталей различных классов прочности с учетом их химического состава и структурного состояния, позволяющие определить фактические значения внутренних напряжений в зонах концентрации напряжений при нагружении (разгружении) элементов конструкций. Показано, что при известных структурных и механических параметрах металла следует использовать частные, в иных случаях - обобщенные зависимости, при этом погрешности определения внутренних напряжений не превышают 10... 12 и 15...25 % в первом и втором случаях соответственно.

7. Разработаны, апробированы и запатентованы способы определения внутренних напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов феррозондовым методом, позволяющие по характеру и величине изменения напряженности магнитного поля рассеяния Нр при их ступенчатом нагружении (разгружении) оценить степень опасности выявленных зон концентрации напряжений и определить фактические значения действующих внутренних напряжений.

8. Разработана и апробирована экспериментально-расчетная методика оценки технического состояния металлических конструкций по остаточной намагниченности в области Рэлея, включающая оценку фактического напряженно-деформированного состояния элементов конструкций с учетом микроструктуры, химического состава металла и структурной неоднородности сварных соединений, с элементами моделирования кинетики развития коррозионных повреждений. Выявление зон концентрации напряжений в элементах металлических конструкций, оценка степени их опасности и определение в опасных зонах действующих внутренних напряжений проводится с применением магнитного и других методов контроля.

9. Показана возможность и разработаны способы усиления сварных соединений и элементов эксплуатируемых металлических конструкций путем проведения восстановительной термической обработки за счет повышения прочностных свойства металла в локальных зонах концентрации напряжений, с поэтапным магнитным контролем структурных изменений.

10. Показано, что применение магнитного мониторинга в опасных зонах концентрации напряжений позволяет контролировать изменение напряженно-деформированного состояния металлических конструкций под воздействием различных факторов: температуры окружающей среды, агрессивного воздействия коррозионных сред, величины и характера нагрузок, и уменьшить вероятность возникновения предаварийных и аварийных ситуаций.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В ПУБЛИКАЦИЯХ:

Монографии

1. Гордиенко В.Е. Магнитный контроль и оценка напряженно-деформированного состояния металла при упруго-пластическом деформировании. -СПб.: СПбГАСУ, 2008. - 114 с.

2. Гордиенко В.Е. Магнитный контроль и расчет МК с учетом структурной неоднородности сварных соединений и коррозионных повреждений. - СПб.: СПбГАСУ, 2008. - 114 с.

3. Гордиенко В.Е. Магнитный контроль структурных изменений в конструкционных сталях при деформационном и термическом воздействиях. - СПб.: СПбГАСУ, 2008.-92 с.

4. Гордиенко В.Е. Техническое диагностирование строительных конструкций. Методы контроля качества. - СПб.: СПбГАСУ, 2004. - 144 с.

5. Гордиенко В.Е. Техническое диагностирование строительных конструкций. Дефекты и их влияние на работоспособность. - СПб.: СПбГАСУ, 2004. - 91 с.

6. Гордиенко В.Е. Техническое диагностирование строительных конструкций. Средства контроля качества. - СПб.: СПбГАСУ, 2004. - 92 с.

7. Гордиенко В.Е. Ресурс и надежность строительных металлических конструкций в условиях воздействия коррозионных сред. - СПб.: СПбГАСУ, 2006. - 91 с.

Статьи в журналах, включенных в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий

8. Гордиенко В.Е. Мониторинг. Пути повышения надежности и прогнозирования остаточного ресурса металлических конструкций зданий и сооружений. // Промышленное и гражданское строительство. - 2005. - № 12. - С. 42-43.

9. Гордиенко В.Е. О факторах, влияющих на выбор методов неразрушающего контроля и надежность строительных металлоконструкций. // Контроль. Диагностика. -2006. -№1.~ С. 52-56.

10. Гордиенко В.Е. К вопросу оценки НДС металла при упруго-пластическом деформировании. // Промышленное и гражданское строительство. - 2007. - К» 1. - С. 5455.

11. Гордиенко В.Е. К вопросу магнитного контроля и оценки НДС металла с применением графических и аналитических регрессионных зависимостей. // Контроль. Диагностика. - 2008. - № 8. - С. 52-55.

12. Гордиенко В.Е. Магнитный контроль при усилении металлических конструкций. // Контроль. Диагностика. - 2008. - № 5. - С. 70-71.

13. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О. Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния малоуглеродистых и низколегированных сталей от одноосных напряжений растяжения и сжатия. // Контроль. Диагностика. - 2007. - № 2. - С. 60-64, 69 (6 с./2 е.).

14. Гордиенко В.Е. К вопросу повышения надежности строительных металлических конструкций. Вестник гражданских инженеров. - 2006. - № 3 (8). - С. 37—42.

15. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О. Экспериментальное исследование НДС в элементах металлических конструкций. // Промышленное и гражданское строительство. - 2007. - № 2. - С. 47-48 (2 с./1 е.).

16. Гордиенко В.Е. К вопросу технического диагностирования строительных металлоконструкций и сооружений. // Промышленное и гражданское строительство. -

2005.-№9.-С. 53.

17. Гордиенко В.Е., Бакшеев А.О. Влияние напряженно-деформированного состояния сварной фермы на изменение напряженности магнитного поля рассеяния. И Промышленное и гражданское строительство. - 2006. - № 11. - С. 46-47 (2 с./1 е.).

18. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О. Особенности оценки внутренних напряжений в сварных соединениях металлических конструкций. // Жилищное строительство. -2007. -№ 1. - С. 11-12 (2 с./1 е.).

19. Гордиенко В.Е. Влияние холодной пластической деформации на структуру и магнитные свойства строительных сталей. // Контроль. Диагностика. - 2006. - № 9. - С. 33-36.

20. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О. Влияние температуры нагрева на структуру и магнитные свойства малоуглеродистых и низколегированных сталей при рекристаллизационном отжиге. // Промышленное и гражданское строительство. -

2006. - № 10. - С. 42-43 (2 c./l е.).

21. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О. Изменение структуры и магнитных свойств малоуглеродистых и низколегированных сталей в процессе термоциклической обработки. // Контроль. Диагностика. - 2007. - № 3. - С. 59-63 (5 с./2 е.).

22. Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г. К выбору методов НК при техническом диагностировании эксплуатируемых конструкций зданий и сооружений. // Контроль. Диагностика. 2005. № 3. - С. 45-47 (3 с./1,5 е.).

23. Белый Г.И., Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г. К вопросу повышения надежности контроля при техническом диагностировании строительных конструкций. // Промышленное и гражданское строительство. 2005. № 3. - С. 40-41 (2 с./1 е.).

24. Павлов И.В., Гордиенко В.Е. К вопросу комплексного применения методов и средств контроля и диагностики технического состояния конструкций. // Контроль. Диагностика. - 2007. - № 9. - С. 53-55 (3 с./1,5 е.).

25. Гордиенко В.Е. Влияние дефектов на надежность сварных металлических конструкций. // Контроль. Диагностика. - 2006. - № 2. - С. 24-27.

26. Павлов И.В., Гордиенко В.Е. К вопросу совершенствования методов диагностики технического состояния конструкций. // Контроль. Диагностика. - 2007. - № 8. -С. 73-74 (2 с./1 е.).

27. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О., Курочкин B.C. Визуально-оптический и измерительный контроль как средства технического диагностирования металлических конструкций зданий и сооружений. Вестник гражданских инженеров. -2005. —№ 4 (5). - С. 20-24 (2 с./1 е.).

28. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О. Структурные изменения в строительных сталях при термическом воздействий. // Строительные материалы. - 2007. -№1,-С. 66-68(3 е./1с.).

29. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В. 'Магнитный контроль металла конструкций без снятия немагнитного защитного покрытия. // Контроль. Диагностика. - 2008. -№ 9. - С. 27-29 (3 с./2 е.).

Публикации в других изданиях

30. Белый Г.И., Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г. Некоторые особенности использования средств и методов НК при обследовании бетонных и железобетонных конструкций. // В мире неразрушающего контроля. - 2003. - № 3. - С. 28-31.

31. Морозов В.И., Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г., Белый Г.И. Достоверный результат. Вузовская наука на службе промышленной безопасности. // Берг-коллегия. Пром. безопасность. - 2003. - № 1 (10). - С. 20-21.

32. Морозов В.И., Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г., Норин В.А. Триада успеха. Метрология, стандартизация н сертификация - основа промышленной безопасности. // Берг-коллегия. Пром. безопасность. - 2003. - № 2 (11). - С. 38-39.

33. Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г., Кузьмин О.В. К вопросу проведения неразрушающего контроля металлических конструкций и оборудования. // В мире неразрушающего контроля и диагностики материалов, промышленных изделий и окружающей среды: материалы IV Всерос. с междунар. участием науч.-практ. семинара / Сев.-Зап. техн. ун-т. - СПб., 2003. - С. 150.

34. Гордиенко В.Е. Дефекты и их влияние на работоспособность строительных металлических конструкций. // Актуальные проблемы современного строительства: 57-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых: сб. докл. / С.-Петерб. гос. архитектур,-строит. ун-т. - СПб., 2004. - Ч. 2. - С. 140-143.

35. Гордиенко В.Е. Особенности выбора методов неразрушающего контроля при техническом диагностировании опасных производственных объектов. // Актуальные проблемы современного строительства: 56-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых: сб. докл. / С.-Петерб. гос. архитектур.-сгроит. ун-т. - СПб., 2003. - Ч. 2. - С. 134— 138.

36. Гордиенко В.Е., Бакшеев А.О. Старение строительных сталей в процессе длительной эксплуатации. // Актуальные проблемы' архитектуры, строительства и транспорта: 58-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых: сб. докл. / С.-Петерб. гос. ар-хитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2005. - Ч. 1. - С. 81-83.

37. Гордиенко В.Е., Кузьмин О.В. Некоторые аспекты прогнозирования остаточного ресурса оборудования, машин и металлических конструкций, отработавших нормативный срок службы. // Актуальные проблемы современного строительства: 56-я Междунар. науч-техн. конф. молодых ученых: сб. докл.!/ С.-Петерб. гос. архитектур .-строит, ун-т. -СПб., 2003.-4.2. -С. 138-139.

38. Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г., Столяров H.H. Особенности эксплуатации и оценки технического состояния подкрановых конструкций // Актуальные проблемы современного строительства: 57-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых: сб. докл. / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2004. - Ч. 2. - С. 143-144.

39. Гордиенко В.Е. Некоторые особенности ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений металлических койструкций. //Докл. 61-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архи-

тектур.-строит. ун-т.-СПб., 2004,-Ч. 1.-С. 118-121.

40. Гордиенко В.Е. Прогнозирование ресурса строительных металлических конструкций и технических устройств. // Докл. 62-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архитектур,-строит. ун-т. - СПб., 2005. - Ч. И. - С. 120-122.

41. Гордиенко В.Е. К вопросу надежности строительных металлических конструкций в условиях воздействия коррозионных сред. // Актуальные проблемы современного строительства: 59-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов: сб. докл. / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2006. -Ч. II.-С. 132-134.

42. Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г. Аппаратура для неразрушающего контроля прочности бетона. II Докл. 60-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2003.-Ч. 1.-С. 131-133.

43. Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г. Современное состояние визуального контроля. // Докл. 60-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архигекгур.-строит. ун-т. - СПб., 2003. - Ч. 1. -С. 133-135.

44. Гордиенко В.Е., Гордиенко ЕГ. Проблемы и пути повышения надежности сварных металлических конструкций. // Дакл. 62-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2005. - Ч. II. - С. 122-124.

45. Гордиенко В.Е., Овчктанков Н.В., Бакшеев А.О. Влияние режимов термоциклической и термической обрабо гок на структуру и магнитные свойства строительных сталей. // Докл. 63-й науч. конф профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2006. - Ч. II. -С. 122-124.

46. Гордиенко В.Е., Гордггеико Е.Г. К вопросу прогнозирования ресурса строительных металлических конструвдш. // Докл. 63-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2006. - Ч. П. - С. 124-126.

47. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О. К оценке НДС сварных соединений строительных сталей методом магнитной памяти металла. // Актуальные проблемы современного строительств?: 59-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов: сб. докл. / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. унт. - СПб., 2006. - Ч. И. - С. 134-136.

48. Гордиенко В.Е., Овчиников Н.В., Бакшеев А.О. К вопросу оценки НДС строительных МК с учетом кинстни коррозионных повреждений. // Докл. 64-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ;ц-т. - СПб., 2007. - Ч. II. - С. 122-123.

49. Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В., Бакшеев А.О. Регрессионный анализ взаимосвязи структурных, магнитных и механических параметров строительных сталей в процессе упруго-пластического сформирования. // Актуальные проблемы современного строительства: 60-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов: сб. докл./С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2007. -Ч. И.-С. 154-155.

50. Гордиенко RE. Физика магнитшеханических явлений при упруго-пластическом деформировани малоуглеродистых и низколегированных сталей. // Докл.

65-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов ун-та / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2008. - Ч. И. - С. 135-137.

51. Гордиенко В.Е., Гордиенко Е.Г. К применению феррозондового метода (в пассивном варианте) при усилении локальных зон КН. // Докл. 65-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирагггов ун-та / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2008. - Ч. II. - С. 134-135.

52. Гордиенко В.Е. Механизм изменения напряженности магнитного поля рассеяния от внутренних напряжений при упругом деформировании. // Актуальные проблемы современного строительства: 61-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов: сб докл. / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. -СПб., 2008.-Ч.П.-С. 154-155.

Патентные документы

53. Гордиенко Е.Г., Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. Патент РФ на изобретение № 2298772 от 01.12.2005 г.

54. Гордиенко Е.Г., Гордиенко В.Е. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. Патент РФ на изобретение № 2303769 от 31.07.2006 г.

55. Гордиенко Е.Г., Гордиенко В.Е. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. Патент РФ на изобретение № 2308009 от 07.09.2006 г.

ГОРДИЕНКО ВАЛЕРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ОСТАТОЧНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ В ОБЛАСТИ РЭЛЕЯ

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Авторсфср.т

диссертации на соискание учшой степени доктора техническихнаук

Лицензия ЛР 020308 От 14.02.97. Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07>53.П.005641.11.03 от21.11.2003 г.

Подписано в печать ¡5.01.2009. Формат 60x8 1/16.

Б. кн.-журн. П.л. 2,0. Б.л. 1. Ищ-во СЗТУ.

Тираж 1С0 экз. Заказ №2)78.

Северо-Западный государственный заочный технический университет. Издательство СЗТУ, член Издательско-юлиграфической ассощации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПОДХОДОВ К ОЦЕНКЕ НАПРЯЖЕННО-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 магпитоупругости.

1.4.2. Магнитострикционный метод.

1.4.3. Эффект Баркгаузена.

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 2.

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 рекристаллизационном 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 3.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ 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 4.

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 зависимостей безразмерных параметров напряженности магнитного поля рассеяния и внутренних напряжений.

Выводы по главе 5.

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 6.

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 7.

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).:.

8.2. Разработка схемы контроля технического состояния и методики косвенного определения внутренних напряжений пассивным феррозон-довым методом.

8.3. Экспериментально-расчетная оценка НДС промышленных МК с применением комплекса приборов и методов контроля.

8.4. Усиление элементов конструкций в опасных зонах концентрации напряжений восстановительной термоциклической обработкой с поэтапным магнитным контролем структурных превращений.

8.5. Магнитный мониторинг НДС промышленных МК в выявленных опасных зонах концентрации напряжений.

Выводы по главе 8.

Актуальность. Проблема обеспечения надежной и безопасной работы металлических конструкций (МК) с каждым годом становится все более актуальной, так как их старение значительно опережает темпы технического перевооружения. По данным [184] в 2000 году износ действующих в России фондов достиг 42,2 % при коэффициенте обновления 1,2 % по сравнению с 5,8 % в 1990 г. и 8,2 % в 1980 г., при этом до 60.80 % металлических конструкций выработали проектные сроки эксплуатации.

Известно, что около 90 % МК являются сварными, поэтому надежная и безопасная эксплуатация сварных' металлических конструкций в значительной степени зависит от состояния сварного соединения. Как показывает статистика, 70.80 % отказов МК связано со сварными соединениями, хотя объем зоны сварных соединений в сварных конструкциях не превышает 1,0.1,5 % от общего объема [9].

Анализ показывает, что наиболее распространенными местами разрушений сварных конструкций являются области сварного шва и зоны термического влияния (ЗТВ). Даже при отсутствии дефектов эти зоны являются концентраторами напряжений: в процессе охлаждения при сварке наблюдается резкий перепад температур, который приводит к изменению I микроструктуры в области сварного шва и околошовной зоны, появлению различных включений, термических напряжений и трещин.

Одной из важных характеристик малоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при низких температурах, является температура перехода из вязкого в хрупкое состояние, которая значительно зависит от исходной структуры металла: чем меньше размер зерен - тем выше ударная вязкость и пластичность стали при низких температурах [58]. Накопленный опыт показывает, что в некоторых случаях сталь, выбранная в соответствии с требованиями нормативных документов, не обеспечивает надежную работу металлических конструкций с точки зрения хрупких разрушений [171]. Так, например, 1 января 2003 г. в здании электросталеплавильного цеха ОМЗ "Спецсталь" (бывший мартеновский цех Ижорского завода, г. Колпино) при температуре наружного воздуха ниже -30 °С произошло обрушение 30-метровой подстропильной фермы и опирающихся на нее 8 стропильных ферм шихтового и печного пролетов.

Эксплуатируемые МК могут Иметь различную микроструктуру не только в разных частях конструкции, но и в отдельных ее элементах, в частности, в сварных соединениях, которая в процессе эксплуатации претерпевает существенные изменения. Так как структура определяет механические свойства сталей, то это необходимо учитывать при оценке технического состояния объекта.

В реальных условиях эксплуатации металлические конструкции подвергаются воздействию не только различных нагрузок (статических, динамических, циклических) и перепаду внешних температур, но и различных по агрессивности коррозионных сред, которые приводят к изменению reoI метрических характеристик конструкций и физико-механических свойств металла. При длительной эксплуатации конструкций в них проходят процессы старения стали, приводящие к значительному изменению механических свойств. Кроме того, элементах и узлах конструкций могут присутствовать дефекты, полученные при изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации, способствующие появлению локальных зон концентрации напряжений (ЗКН), наиболее опасные из которых могут привести к разрушению конструкции.

Часто вышеперечисленные факторы могут действовать совместно в самых разных, в том числе и в неблагоприятных сочетаниях, что приводит к значительному снижению несущей способности и уменьшению долговечности и безопасности металлоконструкций [130, 132, 233].

Поэтому снижение надежности и безопасности МК является одной из важнейших причин возникновения предаварийных и аварийных состояний самих конструкций. Разрушение конструкций и отказы промышленного оборудования могут привести к экономическим потерям, соизмеримым со стоимостью основных фондов, человеческим жертвам и необратимым экологическим последствиям.

Достоверная оценка напряженно-деформированного состояния

НДС) металлических конструкций (МК) может быть проведена только при учете таких важных факторов, как:

• исходная микроструктура металлоконструкций;

• зоны концентрации напряжений;

• структурные особенности сварного шва и ЗТВ;

• кинетика развития коррозионных повреждений;

• применяемые методы оценки действующих внутренних наI пряжений.

Учесть все эти факторы расчетными методами не всегда представляется возможным, так как результаты оценок напряжений в эксплуатирующихся МК с помощью расчетов в ряде случаев значительно расходятся из-за неопределенностей в исходных данных, упрощения расчетных схем конструкций, выбора методик расчета и изменяющихся условий эксплуатации [30, 136]. Реальные условия эксплуатации МК чрезвычайно разнообразны и учесть их расчетами в полной мере невозможно, что доказывает значительное число коэффициентов условий работы, коэффициентов надежности, перечня предельных состояний при прочностных расчетах [86].

Поэтому необходима разработка экспериментальных методов оценки НДС МК, при этом важное значение приобретают косвенные методы определения внутренних напряжений, основанные на использовании различных физических эффектов, в частности, эффекта магнитоупругости [121, 169, 170, 193, 211]. Его использование важно тем, что появляются новые возможности изучения магнитомеханических явлений (эффекта магнитоупругости и магнитомеханического гистерезиса) при нагружении и раз-гружении МК, что позволяет проводить контроль и оценку НДС металла конструкций с целью дальнейшего прогнозирования надежной и безопасной эксплуатации, в том числе в услЬвиях воздействия коррозионных сред с учетом структурной неоднородности сварных соединений.

В связи с вышесказанным, исследования, посвященные оценке действительного напряженно-деформированного состояния МК на основе расширения возможностей и комплексного применения приборов и методов контроля, выявлению закономерностей изменения обратимых и необратимых магнитомеханических явлений в малоуглеродистых и низколегированных сталей, разработке новых способов и методик, способствующих повышению степени достоверности результатов измерений и исследований в целом, представляются весьма актуальными.

Методы исследования. Задачи диссертационных исследований решены на основе применения апробированных и корректных разрушающих и неразрушающих методов контроля: механических испытаний, металлографического анализа, термической обработки сталей, магнитного контроля, а также численных методов расчета, математического моделирования и прикладной статистики и интерпретации статистических данных. При оценке работы реальных конструкций использовались экспериментальные данные, полученные на лабораторных образцах и крупномасштабных моделях металлических конструкций.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что:

1. Разработаны теоретические и практические положения по оценке фактического 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 с применением феррозондового (в пассивном варианте) и других разрушающих и неразрушающих методов контроля.

2. Разработаны и экспериментально проверены способы магнитного контроля формирования микроструктур с заданной степенью дисперсности, характерных для поставляемого заводского проката, в малоуглеродистых и низколегированных сталях с различной исходной микроструктурой в процессе деформационного, деформационно-термического и термического воздействий по остаточной намагниченности в магнитном поле Земли.

3. Установлена корреляционная связь между напряженностью магнитного поля рассеяния Нр и действующими внутренними напряжениями при малоцикловом упруго-пластическом деформировании сталей с учетом их химического состава и исходной микроструктуры, позволяющая определять внутренние напряжения в элементах эксплуатируемых металлических конструкций.

4. С использованием теории ферромагнетизма и механизма упрочнения металлов при пластической деформации предложен механизм, учитывающий изменение магнитного параметра Нр от уровня действующих внутренних напряжений, химического состава и исходной микроструктуры сталей при циклическом упруго-пластическом деформировании в условиях воздействия слабых магнитных полей (область Рэлея).

5. Разработаны и апробированы частные (при известных микроструктуре и химическом составе сталей) и обобщенные графические и аналитические регрессионные зависимости безразмерных параметров Нр /Нро и с/&0 2 5 позволяющие повысить степень достоверности при опI ределении фактических значений внутренних напряжений в опасных зонах концентрации напряжений при нагружении и разгружении элементов конструкций и сварных соединений.

6. Разработаны способы определения внутренних напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, основанные на ступенчатом повышении (снижении) внешних нагрузок и измерении напряженности магнитного поля рассеяния Нр, позволяющие по характеру и величине ее приращения определять степень опасности зон КН и величину действующих в них внутренних напряжений.

7. Разработана экспериментально-расчетная методика оценки фактического напряженно-деформированного состояния металлических конструкций с учетом структуры и химического состава металла, структурной неоднородности зон сварных соединений и кинетики развития коррозионных повреждений по остаточной намагниченности с применением комплекса приборов и методов контроля.

8. На основании экспериментальных исследований разработаны способы усиления элементов металлических конструкций и сварных соединений путем проведения восстановительной термической обработки в локальных зонах концентрации напряжений с целью повышения прочностных свойств металла за счет направленного изменения микроструктуры с ее поэтапным магнитным контролем.

- 9. Показана принципиальная возможность и разработана методика контроля напряженно-деформированного состояния элементов металлических конструкций в выявленных опасных зонах концентрации напряжений за счет проведения периодического или постоянного магнитного мониторинга.

Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, обеспечивается: корректностью поставленных задач; выбором наиболее распространенных промышленных марок сталей различных классов прочности и антикоррозионных свойств, а также крупномасштабных модельных конструкций, реализующих основные схемы нагружения; применением оборудования, приборов и инструментов, прошедших метрологические поверку и калибровку; использованием апробированных методов, методик и способов контроля; достоверностью и представительностью исходных, расчетных и экспериментальных данных, а также использованием фундаментальных положений классической теории ферромагнетизма и общепринятых в механике материалов теорий, гипотез и допущений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Теоретические и практические положения по оценке фактического напряженно-деформированного состояния металлических конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей по остаточной намагниченности в слабом магнитном поле Земли (область Рэлея), включающие в себя выявление зон концентрации напряжений, оценку степени I их опасности и определение в них действующих внутренних напряжений.

2. Режимы получения микроструктур с заданной степенью дисперсности в малоуглеродистых и низколегированных сталях, контролируемые магнитным методом, необходимые для обеспечения достоверности результатов контроля технического состояния эксплуатируемых МК, и на их основе рекомендации по усилению элементов эксплуатируемых металлических конструкций и сварных соединений по разработанным режимам термической обработки.

3. Взаимосвязь действующих в металле внутренних напряжений и напряженности магнитного поля рассеяния на поверхности зоны контроля в условиях естественного намагничивания в магнитном поле Земли с учетом химического состава и структурного состояния конструкционных сталей в условиях малоциклового упруго-пластического деформирования, установленная по результатам широкомасштабных экспериментальных исследований.

4. Механизм, объясняющий взаимосвязь структурных, механических и магнитных параметров при малоцикловом упруго-пластическом деформировании малоуглеродистых и низколегированных сталей в слабых магнитных полях (область Рэлея), позволяющий охарактеризовать физическую сущность обратимых и необратимых магнитомеханических явлений (магнитоупругий эффект и магнитомеханический гистерезис).

5. Частные и обобщенные графические и аналитические регрессионные зависимости безразмерных параметров напряженности магнитного поля рассеяния Нр/Нро и внутренних напряжений а/о-0 2, позволяющие определять действующие внутренние напряжения в элементах металлических конструкций и сварных соединениях из малоуглеродистых и низколегированных сталей при их ступенчатом нагружении (разгружении).

6. Экспериментально-расчетная методика оценки фактического и прогнозируемого напряженно-деформированного состояния металлических конструкций, позволяющая на основе комплексного применения магнитного и других методов контроля учесть в расчетах фактические значения внутренних напряжений, определенные в опасных зонах концентрации напряжений.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке и апробации:

1. Способов контроля по остаточной намагниченности в области Рэлея структурных изменений при проведении деформационной, деформационно-термической и термической обработок изделий в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности, а также режимов получения микроструктур с заданной степенью дисперсности в малоуглеродистых и низколегированных сталях, типичных для заводского проката.

2. Способов определения внутренних напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, позволяющих выявлять опасные зоны концентрации напряжений в процессе ступенчатого нагружения (разгружения) элементов конструкций по характеру и величине приращения напряженности магнитного поля рассеяния АН р, защищенных 3 патентами РФ на изобретения. Способы могут быть использованы при оценке фактического напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых металлических конструкций и оборудования и позволяют повысить их эксплуатационную безопасность и выявить резервы несущей способности за счет повышения степени достоверности и точноЗти ре$^шэдшмвжойфжщнных графических и аналитических зависимостей структурных, магнитных и механических параметров малоуглеродистых и низколегированных сталей при определении в контролируемых зонах концентрации напряжений действующих внутренних напряжений, и использовании их в прочностных расчетах при оценке напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых металлических конструкций.

4. Способов усиления сварных соединений и элементов эксплуатируемых металлических конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей, основанных на проведении контролируемой термической обработки в опасных зонах концентрации напряжений по разработанным режимам, с их поэтапным магнитным контролем, с целью повышения прочностных свойств металла и предотвращения аварийных ситуаций.

5. Экспериментально-расчетной методики оценки напряженно-деформированного состояния металлических конструкций, включающей выявление зон концентрации напряжений, локальных и общих коррозионных повреждений и структурной неоднородности сварных соединений, и проведение последующего магнитного мониторинга действующих напряжений в опасных зонах концентраций напряжений.

6. Научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, в промышленных условиях при оценке напряженно-деформированного состояния несущих металлических конструкций главного корпуса и сопутствующих сооружений локомотивного депо ЗАО "Локомотив" ДО ОАО "Кировский завод" (Санкт-Петербург), а также в учебном процессе Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета при преподавании автором учебных курсов дисциплин "Технология конструкционных материалов", "МатериаА доведение" и "Технология сварки мостовых конструкций" студентам строительных и машиностроительных специальностей.

Апробация работы. Основные научные положения, выводы и рекомендации по материалам диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях и семинарах: на IV Всероссийском с международным участием научно-практическом семинаре "В мире нераз-рушающего контроля и диагностики материалов, промышленных изделий и окружающей среды" (СПб., 2003); на семинаре "Сварочные технологии", посвященному 160-летию Котлонадзора России (СПб., 2003); на научном семинаре в ГОУ ВПО СПбГТУ (2007), на 56-61-ой международных научно-технических конференциях молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов "Актуальные проблемы современного строительства" (СПб., 2003-2008); на 60-65-ой научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов ГОУ ВПО СПбГАСУ (СПб, 2003-2008),

Публикации. Основные положения диссертационного исследования отражены в 58 публикациях, в состаЬ которых входят 7 монографий, 3 патента РФ на изобретения; в журналах, включенных в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, опубликованы 22 научные работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, заключения, основных выводов и списка литературы, включающего 301 наименование. Диссертация изложена на 348 страницах основного текста, содержит 107 рисунков, 16 таблиц и приложение.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Обоснован подход и разработаны теоретические и практические положения по комплексному применению приборов и методов контроля с использованием феррозондового метода контроля (в пассивном варианте) с целью оценки фактического напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых металлических конструкций.

2. Разработаны способы магнитного контроля структурных изменений в малоуглеродистых и низколегированных сталях при деформационном, деформационно-термическом и термическом воздействиях, позволяющие получать в изделиях структуру металла с заданной степенью дисперсности. Показаны высокая структурная чувствительность и производительность магнитного метода, что значительно повышает степень достоверности результатов контроля и позволяет рекомендовать его использование в промышленных условиях.

3. Установлена корреляционная связь между структурными, магнитными и механическими параметрами в условиях малоциклового упруго-пластического деформирования малоуглеродистых и низколегированных сталей в широком диапазоне нагрузок и схем нагружения. Показано, что растяжение в упругой области деформирования приводит к уменьшению магнитного параметра Нр, в пластической области - к повышению.

Сжатие металла в упругой области'деформирования повышает значения магнитного параметра Нр. В процессе снятия нагрузки наблюдается обратная картина изменения значений Нр. При циклическом упругом на-гружении приращения д Нр пропорциональны изменению внутренних напряжений, а образующаяся петля магнитного гистерезиса имеет замкнутый вид.

4. Установлено, что снятие внешних усилий после упруго-пластической деформации малоуглеродистых и низколегированных сталей приводит к образованию петли магнитомеханического гистерезиса, величина которой зависит от исходной микроструктуры, химического состава и степени пластической деформации стали. Показано, что уменьшение исходного размера зерен, повышение легированности сталей и увеличение степени пластической деформации приводит к увеличению ширины петли магнитомеханического гистерезиса, что необходимо учитывать при оценке фактического напряженно-деформированного состояния металлических конструкций.

5. Предложен механизм, учитывающий изменение магнитного параметра Нр от действующих внутренних напряжений, химического состава и исходной микроструктуры сталей при циклическом нагружении в слабых магнитных полях (область Рэлея): обратимое смещение доменных границ при упругом деформировании и переход к необратимым смещениям вследствие закрепления доменных границ на скоплениях дислокаций, границах зерен и включениях в процессе деформационного упрочнения металла при пластическом деформировании.

6. Разработаны и апробированы частные и обобщенные графические и аналитические регрессионные зависимости безразмерных параметров нр^нро и а/ао,2 ПРИ упруго-пластическом деформировании промышленных сталей различных классов прочности с учетом их химического состава и структурного состояния, позволяющие определить фактические значения внутренних напряжений в зонах концентрации напряжений при нагружении (разгружении) элементов конструкций. Показано, что при известных структурных и механических параметрах металла следует использовать частные, в иных случаях - обобщенные зависимости, при этом погрешности определения внутренних напряжений не превышают 10. 12 и 15.25 % в первом и втором случаях соответственно.

7. Разработаны, апробированы и запатентованы способы определения внутренних напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов феррозондовым методом, позволяющие по характеру и величине изменения напряженности магнитного поля рассеяния Н при их ступенчатом нагружении (разгружении) оценить степень опасности выявленных зон концентрации напряжений и определить фактические значения действующих внутренних напряжений.

8. Разработана и апробирована экспериментально-расчетная методика оценки технического состояния металлических конструкций по остаточной намагниченности в области Рэлея, включающая оценку фактического напряженно-деформированного состояния элементов конструкций с учетом микроструктуры, химического состава металла и структурной неоднородности сварных соединений, с элементами моделирования кинетики развития коррозионных повреждений. Выявление зон концентрации напряжений в элементах металлических конструкций, оценка степени их опасности и определение в опасных зонах действующих внутренних напряжений проводится с применением магнитного и других методов контроля.

9. Показана возможность и разработаны способы усиления сварных соединений и элементов эксплуатируемых металлических конструкций путем проведения восстановительной термической обработки за счет повышения прочностных свойства металла в локальных зонах концентрации напряжений, с поэтапным магнитным контролем структурных изменений.

10. Показано, что применение магнитного мониторинга в опасных зонах концентрации напряжений позволяет контролировать изменение напряженно-деформированного состояния металлических конструкций под воздействием различных факторов: температуры окружающей среды, агрессивного воздействия коррозионных сред, величины и характера нагрузок, и уменьшить вероятность возникновения предаварийных и аварийных ситуаций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная работа позволила систематизировать и обобщить значительный аналитический и практический опыт, накопленный в рассматриваемой области за последние десятки лет. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение в области повышения надежности, эксплуатационной безопасности и срока службы сварных металлических конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей.

1. КНИГИ1. ОДНОТОМНЫЕ ИЗДАНИЯ

2. Бакши, O.A. Механическая неоднородность сварных соединений

3. Текст.: текст лекций по курсу «Специальные главы прочности сварных конструкций» / O.A. Бакши; ЧПИ Челябинск, 1983.

4. Бернштейн, М.А. Структура и механические свойства металлов. Текст. / М.Л. Бернштейн, В.А. Займовский М.: [Металлургия], 1970, -470 с.

5. Бернштейн, М.Л. Механические свойства металлов. Текст. / М.Л. Бернштейн, В.А. Займовский М.: [Металлургия], 1979. - 472 с.

6. Биргер, И.А. Остаточные напряжения. Текст. / И.А. Биргер; -М.: Машгиз, 1963.-232 с.

7. Богачев, И.Н. Введение в статистическое металловедение. Текст. / И.Н. Богачев, A.A. Вайнштейн, С.Д. Волков. М.: [Металлургиздат], 1972.-216с.

8. Бокштейн, С.З. Диффузия и структура металлов Текст. / С.З. Бокштейн; М.: [Металлургия], 1973. - 206 с.

9. Болдырев, A.M. Технология сварки в строительстве Текст. / A.M. Болдырев; ВГУ Воронеж, 1987. - 196 с.

10. Вершинекий, A.B. Строительная механика и металлические конструкции. Текст. / A.B. Вершинекий, М.М. Гохберг, В.П. Семенов. Под редакцией М.М. Гохберга. Л., [Машиностроение], 1984, - 231с

11. Винокуров, В.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности. Текст. / В.А. Винокуров, С.А. Куркин, Г.А. Николаев. М.: [Машиностроение], 1996. - 576 с.

12. Вонсовский, С. В. Магнетизм Текст. / С. В. Вонсовский М.: [Наука], 1971.-1032 с.

13. Гольдштейн, М.И. Дисперсионное упрочнение стали. Текст. / М.И. Гольдштейн, В.М. Фарбер- М.: [Металлургия], 1979 208 с.

14. Гордиенко, В.Е. Ресурс и надежность строительных металлических конструкций в условиях воздействия коррозионных сред. Текст. / В.Е. Гордиенко; СПб.: СПбГАСУ, 2006. - 91 с.

15. Гордиенко, В.Е. Техническое диагностирование строительных конструкций. Дефекты и их влияние на работоспособность. Текст. / В.Е. Гордиенко; СПбГАСУ СПб.:, 2004. - 91 с.

16. Гордиенко, В.Е. Техническое диагностирование строительных конструкций. Методы контроля качества. Текст. / В.Е. Гордиенко; СПбГАСУ-СПб.:, 2004. -144 с.

17. Гордиенко В.Е. Техническое диагностирование строительных конструкций. Средства контроля качества. Текст. / В.Е. Гордиенко; СПб.: СПбГАСУ, 2004. - 92 с.

18. Гриднев, В.Н. Физические основы электротермического упрочнения стали. Текст. / В.Н. ГриДнев, Ю.А. Мешков, С.П. Ошкадеров [и др.] -Киев: [Наукова думка], 1973. -336 с.

19. Гриднев, В.Н. Прочность и пластичность холоднодеформиро-ванной стали. Текст. / В.Н. Гриднев, В.Г. Гаврилкж, Ю.Я. Мешков Киев: [Наукова думка], 1974. - 231 с.

20. Дмитрюк, Г.Н. Надежность механических систем Текст. / Г.Н. Дмитркж, И.Б. Пясик, -М.: [Машиностроение], 1966. 182 с.

21. Дреге, В. Сталь как конструкционный материал Текст. / В. Дре-ге М.: Металлургия, 1967. - С. 113-120.

22. Дружинин, В.В. Магнитные свойства электротехнической стали Текст. / В.В. Дружинин М.: [Энергия], 1974. - 239 с.

23. Дубов, A.A. Метод магнитной памяти (ММП) металла и приборы контроля. Текст.: Учеб. пособ. / A.A. Дубов, Ал.А. Дубов, С.М. Колокольников. М.: Изд-во ЗАО "Тиссо"., 2003. - 320 с.

24. Дубов, A.A. Диагностика котельных труб с использованием магнитной памяти металла Текст. / A.A. ¡Дубов М.: [Энергоатомиздат], 1995. -111с.

25. Дьяченко, С.С. Особенности влияния холодной деформации и ТЦО на структуру и свойства низкоуглеродистых сталей. Термоцикл, обраб. метал, изделий. Текст. / С.С. Дьяченко, Е.А. Кузьменко, А.И. Поляничка. -Л., 1982.-С. 18-19.

26. Золоторевский, B.C. Механические свойства металлов Текст. Учеб. 2-е изд., перераб. / B.C. Золоторевский М.: [Металлургия], 1983. - 352 с.

27. Карзов, Г.П. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. Текст./ Г.П. Карзов, Б.З. Марголин, В.А. Швецова. С.-Пб.: [Политехника], 1993.-391 с.

28. Кархин, В.А. Тепловые основы сварки Текст. / В.А. Кархин; ЛГТУ-Л.: 1990-100 с.

29. Когаев, В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. Текст. / В.П. Когаев, H.A. Махутов, А.П. Гусенков. -М.: [Машиностроение], 1985. 224 с.

30. Когут, Н.С. Несущая способность сварных соединений. Текст. / Н.С. Когут, М.В. Шахматов, В.В. Ерофеев. Львов: [Свит], 1991. - 184 с.

31. Константинов, Л.С. Напряжения, деформации и трещины в отливках. Текст. / Л.С. Константинов, А.П. Прухов. М.: [Машиностроение], 1981.-213 с.

32. Коррозия. Текст.: справ, изд. / Под ред. Л.Л. Шрайера. М.: [Металлургия], 1981. - 632 с.

33. Магнитная структура ферромагнетиков Текст. / Д. Гудинаф / Теория возникновения областей самопроизвольной намагниченности и коэрцитивной силы в поликристаллических ферромагнетиках. М.: [ИИЛ], 1959. -С. 19-32.

34. Магнитная структура ферромагнетиков Текст. / Д. Гудинаф / Теория доменной структуры и процесс технического намагничивания. М.:1. ИИЛ., 1959.-С. 33-57.

35. Магнитная структура ферромагнетиков Текст. / JI. Дж. Дейкстра, У. Мартиус / Порошковые фигуры в кремнистом железе, подвергнутом действию напряжений. -М.: [ИИЛ], 1959. С. 124-136.

36. Магнитные, механические, тепловые и оптические свойства твердых тел. Текст./ Дунаев, Ф.Н. / О влиянии упругих напряжений на магнитные свойства ферромагнетиков Свердловск: [УрГУ], 1965. - С. 92-96.

37. Макаров, Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей Текст. / Э.Л. Макаров -М.: [Машиностроение], 1981.-247 с.

38. Махутов, H.A. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность Текст. / H.A. Махутов М.: [Машиностроение], 1981.-272 с.

39. Меськин B.C. Ферромагнитные сплавы Текст. / B.C. Меськин; ОНТИ:НКТП М.:, 1937.-791 с.

40. Мешков, Ю.А. Физические основы разрушения стальных конструкций Текст. / Ю.А. Мешков Киев: [Наукова думка], 1981. - 240 с.

41. Неразрушающий контроль и диагностика. Текст.: Справочник. / Под ред. В. В. Клюева, М.: [Машиностроение], 2003. - 656 с.

42. Неразрушающий контроль материалов и элементов конструкций. Текст. / Под ред. А.Н. Гузя. Киев: [Наукова думка], 1981. -С. 115-165.

43. Новиков, В.Ф. Магнитоупругие свойства пластически деформированных и сложнонапряженных магнетиков. Текст. / В.Ф. Новиков, И.Г. Фатеев -М.: [Недра], 1997. 196 с.

44. Новиков, И.И. Теория термической обработки металлов Текст. / И.И. Новиков М.: [Металлургия], 19/8. - 392 с.

45. Овчинников, И.Г. Инженерные методы расчета конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах. Текст.: Учебное пособие / И.Г. Овчинников, А.И. Айнабеков, Н.Б. Кудайбергенов. Алматы: [РИК], 1994. -132 с.

46. Одинг, И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность материалов Текст. / И.А. Одинг М.: Машгиз, 1962. - 260 с.

47. Пластическая деформация монокристаллов Текст. / Р. Бергер, Г. Крон-мюллер / Влияние дефектов кристаллической решетки на процессы намагничивания в ферромагнитных монокристаллах. Г. Тройбле, А. Зегер, М.: [Мир], 1969.-С. 201-264.

48. Плешаков, В.В. Магнитошумовой контроль технологических напряжений. Текст. / В.В. Плешаков, В.Е. Шатерников, В.В. Филинов М.: [ИНТС], 1995.- 155 с.

49. Поведение стали при циклических нагрузках Текст. / В. Даль /I

50. Пластическая деформация при монотонном нагружении. М.: Металлургия., 1983.-С. 19-57.

51. Попов, A.A. Фазовые превращения в металлических сплавах Текст. / А.А Попов. М.: [Металлургия], 1963. - 311 с.

52. Портер, Л.Ф. Регулирование размера зерна термоциклировани-ем. В кн. Сверхмелкое зерно в металлах. Текст. / Л.Ф. Портер, Д.С. Добков-ски. Пер. с англ. В.В. Романеева и A.A. Григорьяна. Под ред Л.К. Гордиенко-М.: [Металлургия]. 1973.-С. 135-163.

53. Прохоров, Э.Н. Горячие трещины при сварке Текст. / Э.Н. Прохоров-М.: [Машгиз], 1952.-219.С.

54. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках. Текст.: / Под ред. В.И. Труфякова. Киев: [Наукова думка], 1990. - 256 с.

55. Рейнбот, Г. Магнитные материалы и их применение Текст. / Г. Рейнбот-М.: [Энергия], 1974.-383 с.

56. Ряхин, В.А. Долговечность и устойчивость сварных конструкций строительных и дорожных машин. Текст. / В.А. Ряхин, Г.Н. Мошкарев. М.: [Машиностроение], 1984. - 230 с.

57. Савицкий, Е.М. Влияние термоциклической обработки на тонкую структуру и свойства монокристаллов молибдена. Монокристаллы тугоплавких и редких металлов. Текст. / Е.М. Савицкий, С.Т. Бурханов, Т.В. Те-тюева [и др.]. — М., 1971. С. 119-124.

58. Салтыков, A.A. Стереометрическая металлография Текст. / A.A. Салтыков-М.: [Металлургия], 1970.

59. Самоходский, А.И. Металловедение. Текст. / А.И. Самоходский, М.Н. Кунявский, Т.М. Кунявская и др.. М.: [Металлургия], 1990. -416 с.

60. Сверхмелкое зерно в металлах. Текст. /. Пер. с англ. В.В. Романеева и А.А. Григорьяна. Под ред Л.К. Гордиенко. М.: [Металлургия]. 1973. 384 с.

61. Соколов, С.А. Прочность и долговечность металлических конструкций ПТМ. Текст. / С.А. Соколов, Г.П. Карзов. Л.: [ЛПИ], 1989. - 88 с.

62. Статистические методы расчетов на прочность. Текст. / под общ. ред С.Д. Волкова / Исследование методом кольца и методом канавки остаточных напряжений в контейнерах тяжелых гидропрессов / О.Н. Михайлов, Б.И. Березин Свердловск, 1970. Вып. 4. - С. 85-89.

63. Структура металлов и свойства Текст. / Л.Дж. Дийкстра / Связь магнитных свойств с микроструктурой. М.: [Металлургия], 1957. - С. 190214.

64. Структура металлов и свойства. Текст. / Дж.Ф. Либш, Г. П. Ко-нард./ Структура и коэрцитивность. М.: [Гос. науч.-техн. изд-во лит-ры по черной и цветной металлург.], 1957. - С. 215-241.

65. Счастливцев, В.М. Структура термически обработанной стали. Текст. / В.М. Счастливцев, Д.А. Мирзаев, И.Л. Яковлева М.: [Металлургия], 1994.-288 с.

66. Тикадзуми, С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения Текст. / С. Тикадзуми. М.: [Мир], 1987. -420 с.

67. Тимашев, С.А. Надежность больших механических систем Текст.: / С.А. Тимашев М., [Наука], 1982, - 184 с.

68. Тылкин, М.А. Структура и свойства строительной стали. Текст. / М.А. Тылкин, В.И. Большаков, П.Д. Одесский М.: [Металлургия], 1983. -287 с.

69. Федюкин, В.К. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. Текст. / В.К. Федюкин, М.Е. Смагоринский. Л.: [Машиностроение], 1989.-255 с.

70. Федюкин, В.К. Термоциклическая обработка сталей и чугунов

71. Текст. / В.К. Федюкин; ЛГУ-Л.: 1977.-143 с.

72. Физика ферромагнитных областей. Текст. / Л. Нель./ Влияние пустот и включений на коэрцитивную силу М.: [ИИЛ], 1951. - С. 215-239.

73. Физические основы прочности и пластичности металлов Текст.: /- М.: [Металлургия], 1963. 320 с.

74. Физическое металловедение. Текст. / Под ред. Кана, вып. 3. -М.: [Мир], 1968.-484 с.

75. Филиппов, В.В. Работоспособность металлических конструкций производственных зданий Севера Текст. / В.В. Филиппов Новосибирск: [Наука. Сиб. отд.], 1990. - 144 с.

76. Хладостойкость материалов. ч.П Текст. //Низкотемпературная усталость стыковых соединений из низкоуглеродистой стали. Работоспособность машин и конструкций в условиях низких температур./ И.М. Стебаков, В.П . Ларионов., Якутск. - С. 205-209.

77. Хоникомб, Р. Пластическая деформация металлов Текст. / Р. Хоникомб М.: [Мир]. 1972. - 408 с.

78. Цикерман, Л.Я. Диагностика коррозии трубопроводов с применением ЭВМ Текст. / Л.Я. Цикерман -М.: [Недра], 1977. 319 с.

79. Цикерман, Л.Я. Долгосрочный прогноз опасности грунтовой коррозии металлов Текст. / Л.Я. Цикерман -М.: [Недра], 1966. 175 с.

80. Шепеляковский, К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве Текст. / К.З. Шепеляковский М., [Машиностроение], 1972.

81. Шрейбер, Г.К. Конструкционные материалы в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. Текст. / Г.К. Шрейбер, Б.Ф. Шибря-ев, А.П. Полферов, С.М. Перлин. М.: [Гостоптехиздат], 1962. - 38 с.

82. Штейнберг, С.С. Металловедение Текст. / С.С. Штейнберг -М.: [Машиностроение], 1961.-450 с.

83. Экспериментальная механика. Кн. I. Текст. М.: [Мир], 1990.607 с.

84. Экспериментальная механика. Кн. II. Текст. М.: [Мир], 1990.545 с.

85. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. Текст. Справ, пособ. / Под ред. Касаткина. Киев: [Наукова думка], 1981.-582 с.

86. Kersten М. Grundlage einer Theorie der ferromagnetischen Hysteresis und Koerzitivkraft. Leipzig: Hirzel, 1943.1. Стандарты

87. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.

88. ГОСТ 16504-81. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения.

89. ГОСТ 27751-88. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету.

90. ГОСТ 30415-96. Сталь. Неразрушающий контроль механических свойств и микроструктуры металлопродукции магнитным методом.

91. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств.

92. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения.

93. ГОСТ Р 50779.0-95. Статистические методы. Основные положения.

94. ГОСТ Р 50779.10-2000 (ИСО 3534.1-93). Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения. Текст.

95. ГОСТ Р 50779.11-2000 (ИСО 3534.2-93). Статистические методы. Статистическое управление качеством. Термины и определения. Текст.

96. ГОСТ Р 8.563-96. Методики выполнения измерений. Текст.

97. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002. Точность (правильность и прецези-онность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения. Текст.

98. ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002. Точность (правильность и прецези-онность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений.1. Текст.

99. ГОСТ Р ИСО 5725-3-2002. Точность (правильность и прецези-онность) методов и результатов измерений. Часть 3. Промежуточные показатели прецезионности стандартного метода измерений. Текст.

100. ГОСТ Р ИСО 5725-4-2002. Точность (правильность и прецези-онность) методов и результатов измерений. Часть 4. Основные методы определения правильности стандартного метода измерений. Текст.

101. ГОСТ Р ИСО 5725-5-2002. Точность (правильность и прецези-онность) методов и результатов измерений. Часть 5. Альтернативные методы определения прецезионности стандартного метода измерений. Текст.

102. ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. Точность (правильность и прецези-онность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике. Текст.

103. ГОСТ Р ИСО/ТО 10017-2005. Статистические методы. Руководство по применению в соответствии с гост Р ИСО 9001. Текст.101. ИСО 3534.3-85. Текст.

104. ОСТ 14249-80. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Текст.

105. СНиП II-B.3-72. Металлические конструкции. Нормы проектирования.

106. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения Текст.

107. ГОСТ 27/002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. Текст.1. Патентные документы

108. Пат. 2303769, Российская Федерация. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. Текст. / Гордиенко Е.Г., Гордиенко В.Е. Решение о выдаче патента на изобретение от 31.07.2006 г.

109. Пат. № 2308009, Российская Федерация. Способ определенияостаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов Текст. / Гордиенко Е.Г., Гордиенко В.Е. Решение о выдаче патента на изобретение от 07.09.2006 г.

110. Пат. 2298772, Российская Федерация. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. Текст. / Гордиенко Е.Г., Гордиенко В.Е., Овчинников Н.В. Решение о выдаче патента на изобретение от 01.12.2005 г.

111. Заявка 60-1576, Япония. МКИ G 01 N 23/207, G 01 L 1/00, G 21 G 4/04, Устройство для измерения механического напряжения в материалах с помощью широкополосного рентгеновского излучения Текст. / опубл. 16.01.85, №6-40.i1. МНОГОТОМНЫЕ ИЗДАНИЯ

112. Металлические конструкции Текст.: в Зт./ В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов, Г.И. Белый [и др.]. М.: Высш. шк., 2004. - . Т.2: Конструкции зданий [Учеб. для строит, вузов] / под ред. В.В. Горева. - 2004. — 528 с.

113. Металлические конструкции Текст. : в Зт / под общей ред. В.В. Кузнецова [ЦНИИпроект-стальконструкция им. М.П. Мельникова].- М.: Изд-во АСВ, 1998.-.

114. Т.1: Общая часть. Справочник проектировщика. / под ред. В.В. Кузнецова. 2004. - 576 с.

115. Справочник по кранам. Текст. : в 2т / под ред. М.М. Гохберга-Л.: Машиностроение, 1988. .Т.1: Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций / под ред. М.М. Гохберга. -1988. - 536 с.

116. ДЕПОНИРОВАННЫЕ НАУЧНЫЕ РАБОТЫ

117. Овчинников, И.Г. Механика пластинок и оболочек, подвергающихся коррозионному износу Текст. / Овчинников И.Г.; Сарат. Политехн.инт. Саратов, 1991. - 115 с. Деп. в ВИНИТИ 30.07.91. № 3251-В91.

118. Овчинников, И.Г. Расчет сложных стержневых конструкций с учетом кинетики развития коррозионных повреждений Текст. / Овчинников И.Г., Наумова Г.А., Овчинникова Т.Н.; Сарат. гос. техн.ун-т. Саратов, 1999. - 135 с.Деп. в ВИНИТИ 03.02.99.№ 350-В99.

119. НЕОПУБЛИКОВАННЫЕ ДОКУМЕНТЫ Диссертации

120. Бахарев, М.С. Разработка методов и средств измерения механических напряжений на основе необратимых и квазиобратимых магнитоупру-гих явлений Текст.: дисс. . д-ра техн. наук / Бахарев М.С. Тюмень, 2004. -321 с.

121. Горбаш, В. Г. Модуляционный метод контроля механических напряжений в ферромагнитных материалах по магнитной анизотропии с использованием накладных преобразователей Текст.: дисс. . канд. техн. наук / Горбаш В. Г. -Минск, 1985.-231с.

122. Деордиев, Г.И. Разработка методов и средств измерения магни-тострикции Текст.: дисс. . канд. техн. наук / Деордиев Г.И. Свердловск, 1977.-177 с.

123. Макаров, В.Н. Методы и устройства определения напряжений в элементах стальных конструкций, основанные на магнитоупругом эффекте Текст. : дисс. . канд. техн. наук / Макаров В.Н. Свердловск, 1973. - 220 с.

124. Родионова, С.С. Магнитный контроль структуры и механических свойств стальных изделий после термической обработки и деформационного упрочнения Текст.: дисс. . канд. техн. наук / Родионова С.С. Екатеринбург, 2002. 214 с.1. Авторефераты

125. Бахарев, М.С. Разработка методов и средств измерения механических напряжений на основе необратимых и квазиобратимых магнитоупру-гих явлений Текст.: автореф. дисс. . д-ра техн. наук / Бахарев М.С.; Тюмень, 2004. - 45 с.

126. Вольберг, Ю.Л. Исследование влияния атмосферной коррозии на склонность стали к хрупкому разрушению в строительных конструкциях Текст.: автореф. дисс. канд. техн. наук / Вольберг Ю.Л.; М., 1966. - 14 с.

127. Колобов, Н.В. Стойкость' сварных соединений строительных металлических конструкций против коррозионных разрушений Текст.:, автореф. дисс. канд. техн. наук / Колобов Н.В.;- М., 1975. 16 с.

128. Наумова, Г.А. Расчетная оценка напряженно-деформированного состояния и ресурса сложных пространственных конструкций с учетом кинетики коррозионных повреждений явлений Текст.: автореф. дисс. . д-ра техн. наук / Наумова Г.А.;- Саратов.,2000. 35 с.

129. Родионова, С.С. Магнитный контроль структуры и механических свойств стальных изделий после термической обработки и деформационного упрочнения Текст.: автореф. дисс. . канд. техн. наук / Родионова С.С.; Екатеринбург, 2002. - 26 с.

130. Смирнов, А.И. Влияние макро-, мезо- и микродефектов структуры на конструктивную прочность углеродистых сталей при циклическом на-гружении Текст.: автореф. дисс. . канд. техн. наук / Смирнов А.И.; -Новосибирск, 2003. 18 с.

131. Усенкулов, Ж.А. Повышение долговечности стальных конструкции этажерок, эксплуатирующихся в агрессивных средах азотной про-мышленностиТекст.: автореф. дисс. . канд. техн. наук / Усенкулов Ж.А.; -М., 1986.-22 с.

132. Филиппов, В.В. Работоспособность металлических конструкций производственных зданий с геометрическими несовершенствами и коррозионными повреждениями Текст.: автореф. дисс. . д-ра техн. наук / Филиппов В.В.;-Якутск, 1990. 42 с.

133. Шахназаров, С.С. Оценка технического состояния и прогнозирование остаточного ресурса эксплуатируемых стальных стержневых конструкций Текст.: автореф. дисс. . канд. техн. наук / Шахназаров С.С.; -Л., 1984.-24 с.

134. Шеин, A.A. Развитие теории расчета резервуарных конструкций с учетом дефектов коррозионного происхождения Текст.: автореф. дисс. . канд. техн. наук / Шеин A.A.; -Пенза, 1998. 22 с.

135. СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ДОКУМЕНТОВ Статьи из сериальных изданий

136. Аббакумов К.Е. Количественная оценка параметров ультразвукового контроля при обнаружении флокеноподобных дефектов Текст. / К.Е. Абакумов // Дефектоскопия. 1998. - № 5. - С. 76-85.

137. Аронсон, Э.В. Магнитный контроль механических свойств толстолистового проката из сталей 20К и 09Г2. Текст. / Э.В. Аронсон, Г.В. Бидх, В.М. Комардин [и др.] //Дефектоскопия. 1977. - № 2. - С. 121-124.

138. Бадалян, В.Г. Мониторинг сварных соединений трубопроводов с использованием систем автоматизированного УЗК с когерентной обработкой данных. Текст. / В.Г. Бадалян, А.Х. Вопилкин // В мире неразрушающего контроля. 2004. - № 4 (26). - С. 22-27.

139. Бахарев, М.С. Усиление деформации в геодинамической зоне

140. Текст. / М.С. Бахарев, В.Ф. Новиков, В.Н. Рябченкои др.] // Известия вузов. Нефть и газ Западной Сибири. 2002. - № 6. - С. 77-79.

141. Безлюдько, Г.Я. Магнитный контроль (по коэрцитивной силе) НДС и остаточного ресурса стальных МК. Текст. / Г.Я. Безлюдько, В.Ф. Мужицкий, Б.Е. Попов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -1999.-№9. Т. 65.-С. 53-57.

142. Белый, Г.И. К вопросу повышения надежности контроля при техническом диагностировании строительных конструкций Текст. / Г.И. Белый, В.Е. Гордиенко, Е.Г. Гордиенко // Промышленное и гражданское строительство. -2005. -№ 3. С. 40-41.

143. Белый, Г.И. Некоторые особенности использования средств и методов НК при обследовании бетонных и железобетонных конструкций. Текст. / Г.И. Белый, В.Е. Гордиенко, Е.Г. Гордиенко // В мире неразрушаю-щего контроля. 2003. - № 3. - С. 28-31.

144. Бида, Г.В. О корреляции между механическими свойствами и коэрцитивной силой малоуглеродистых и низколегированных сталей Текст. / Г.В. Бида // Магнитные методы неразрушающего контроля. Свердловск, 1979.-вып.З.-С. 15-29.

145. Бида, Г.В. Влияние упругой деформации на магнитные свойства сталей с различной структурой Текст. / Г.В. Бида В.Г. Кулеев // Дефектоскопия. 1979.-№1. - С. 12-26.

146. Большаков, В.Н. Влияние механических напряжений на локальную остаточную намагниченность ТГекст. / В.Н. Большаков, В.Г. Горбаш, Т.В. Оленович // Известия АН БССР. Серия физико-технических наук. -1980. -№1. С. 109-112.

147. Бондаренко, А.Ю. Мониторинг состояния сварных соединений для прогнозирования остаточного ресурса магистральных нефтегазопроводов. Текст. / А.Ю. Бондаренко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2003. - № 1.- С. 28-32.

148. Бородин, Ю.П. Система диагностического мониторинга опасных производственных объектов. Текст. / Ю.П. Бородин, В.Г. Харебов // Контроль. Диагностика. 2003. - № 3. - С. 28-32.

149. Ветер, В.В. Доменная и дислокационная структура кристаллов железа Текст. / В.В. Ветер, JI.A. Чеботкевнч // Вопросы технической кибернетики и физики Владивосток: СОАН СССР. 1966. -С. 22-23.

150. Винокуров, В.А. Концентрация напряжений в соединениях с лобовыми швами и ее учет в расчетах на выносливость Текст. / В.А. Винокуров, В.В. Аладинский, В.А. Дубровский // Автоматическая сварка. 1987. -№7.-С. 18-23

151. Вицена, Ф.О. Влияние дислокаций на коэрцитивную силу ферромагнетиков Текст. / Ф.О. Вицена // Чехосл. физ. журн. 1955. - №4. - С. 480-501.

152. Вицена, Ф.О. По поводу связи коэрцитивной силы ферромагнетиков с внутренними напряжениями Текст. / Ф.О. Вицена // Чехосл. физ. журн. 1954. - №4. - С. 419^38.

153. Ворошилов, В.П. О влиянии упругих напряжений на магнитост-рикцию ферромагнетиков Текст. / В.П. Ворошилов, Ф.Н. Дунаев, В.И. Зверева // Изв. Вузов СССР, Физика 1969 ~ №2. - С. 89-94.

154. Гарбер, Р.И. Некоторые особенности внутреннего трения при а—>у-превращении железа Текст. / Р.И. Гарбер, Ж.Ф. Харитонов // Физика металлов и металловедение. 1968. -т.26.№ 5. - С. 888-893.

155. Гарбер, Р.И. Изменение дислокационного строения и скорости рекристаллизации при многократном а<->Р-превращении циркония Текст. / Р.И. Гарбер, Ж.Ф. X аритонова, В.М. Ажажа [и др.] // Физика металлов и металловедение. 1971. -т.31. № 3. - С. 578-583.

156. Гольдштейн, М.И. Количественная оценка предела текучести стали по параметрам структуры (обзор) Текст. / М.И. Гольдштейн // Терим-ческая обработка и физика металлов. Свердловск, 1979. - Вып. 3. — С. 5-16.

157. Гордиенко, В.Е. Влияние дефектов на надежность сварных металлических конструкций Текст. / В.Е. Гордиенко // Контроль. Диагностика. -2006.-№2.-С. 24-27.

158. Гордиенко, В.Е. Влияние холодной пластической деформации на структуру и магнитные свойства строительных сталей Текст. / В.Е. Гордиенко// Контроль. Диагностика. 2006. - № 9. - С. 33-36.

159. Гордиенко, В.Е. К вопросу оценки НДС металла при упруго-пластическом деформировании Текст. / В.Е. Гордиенко // Промышленное и гражданское строительство. 2007. - №1. - С. 54-55.

160. Гордиенко, В.Е. К вопросу повышения надежности строительных металлических конструкций Текст. / В.Е. Гордиенко// Вестник гражданских инженеров. 2006. - № 3 (8). - С. 37-42.

161. Гордиенко, В.Е. К вопросу технического диагностирования строительных металлоконструкций и сооружений Текст. / В.Е. Гордиенко // Промышленное и гражданское строительство. — 2005. №9. - С. 53.

162. Гордиенко, В.Е. Мониторинг. Пути повышения надежности и прогнозирования остаточного ресурса металлических конструкций зданий и сооружений Текст. / В.Е. Гордиенко // Промышленное и гражданское строительство. 2005. - №12. - С. 42-43.

163. Гордиенко, В.Е. О факторах, влияющих на выбор методов нераз-рушающего контроля и надежность строительных металлоконструкций Текст. / В.Е. Гордиенко // Контроль. Диагностика. 2006. - № 1. - С. 52-56.

164. Гордиенко, В.Е. Влияние напряженно-деформированного состояния сварной фермы на изменение напряженности магнитного поля рассеяния Текст. / В.Е. Гордиенко, А.О. Бакшеев // Промышленное и гражданское строительство. 2006. - №11. - С. 65-66.

165. Гордиенко, В.Е. К выбору методов неразрушающего контроля при техническом диагностировании конструкций зданий и сооружений Текст. / В.Е. Гордиенко, Е.Г. Гордиенко // Промышленное и гражданское строительство. 2005. - №3. - С. 45-47.

166. Гордиенко, В.Е. Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния малоуглеродистых и низколегированных сталей от одноосных напряжений растяжения и сжатия Текст. / В.Е. Гордиенко, Н.В. Овчинников,

167. А.О. Бакшеев // Контроль. Диагностика. 2007. - №2. - С. 60-64, 69.

168. Гордиенко, В.Е. Изменение структуры и магнитных свойств малоуглеродистых и низколегированных сталей в процессе термоциклической обработки Текст. / В.Е. Гордиенко, Н.В. Овчинников, А.О. Бакшеев // Контроль. Диагностика. 2007. - № 3. - С. 59-63.

169. Гордиенко, В.Е. Особенности оценки внутренних напряжений в сварных соединениях металлических конструкций Текст. / В.Е. Гордиенко, Н.В. Овчинников, А.О. Бакшеев // Жилищное строительство. 2007. - №1. -С. 11-12.

170. Гордиенко, В.Е. Структурные изменения в строительных сталях при термическом воздействии Текст. / В.Е. Гордиенко, Н.В. Овчинников, А.О. Бакшеев// Строительные материалы. 2007. - № 1. - С. 66-68.

171. Гордиенко, В.Е. Экспериментальное исследование НДС в элементах металлических конструкций Текст. / В.Е. Гордиенко, Н.В. Овчинников, А.О. Бакшеев// Промышленное и гражданское строительство. — 2007. — № 2. С. 47-48.

172. Горицкий, В.М. Исследование структурной повреждаемости стальных образцов с использованием метода магнитной памяти металла Текст. / В.М. Горицкий, A.A. Дубов, Е.А. Демин // Контроль. Диагностика. -2000.-№7.

173. Горицкий, В.М. Анализ причин трещинообразования стали 09Г2С при изготовлении сварного кожуха доменной печи Текст. / В.М. Горицкий, A.M. Кулемин // Промышленное и гражданское строительство. -2005.-№5.-С. 29-31.

174. Горицкий, В.М. Тенденции и проблемы оценки качества сталей для строительных металлоконструкций Текст. / В.М. Горицкий, Д.П. Хромов // Контроль. Диагностика. 2005. - №9. - С. 38 - 40.

175. Горкунов, Э.С. Устойчивость остаточной намагниченности термически обработанных стальных изделий к действию упругих деформаций Текст. / Э.С. Горкунов, В.Ф. Новиков, А.П. Ничипурук [и др.] // Дефектоскопия. 1991. - №2. - С. 68-76.

176. Горкунов, Э.С. Эффект Баркгаузена и его использование в структуроскопии ферромагнитных материалов (обзор) Текст. / Э.С. Горкунов, Ю.Н. Драгошанский, М. Маховски // Дефектоскопия. 1998. - №1. - С. 5-27.

177. Гузь, А.Н. К теории определения начальных напряжений на результаты ультразвуковых измерений Текст. / А.Н. Гузь, Ф.Г. Махорт, О.Н. Гуща, В.К. Лебедев // Прикладная механика. 1971. - №6. - С. 110-113.

178. Гуменюк, В.А. Современные возможности и тенденции развития акустико-эмиссионного метода. Текст. / В.А. Гуменюк, В.А. Сульженко, A.B. Яковлев // В мире НК. 2000. - №3. - С. 8-12.

179. Долинский, В.М. Расчет нагруженных труб, подверженных коррозии Текст. / В.М. Долинский // Химическое и нефтяное машиностроение. -1967.-№2.-С. 9-10.

180. Драгошанский, В.Н. О формировании доменной структуры кристаллов кремнистого железа Текст. / В.Н. Драгошанский, Я.С. Шур // Физика металлов и металловедение. 1966. т. 21, вып. 5. - С. 678-687.

181. Драгошанский, Ю.Н. О влиянии упругого растяжения на доменную структуру кристаллов кремнистого железа и кобальта Текст. / Ю.Н. Драгошанский, В.А. Зайкова, Я.С. Шур // Физика металлов и металловедение. 1968. - Т.25.Вып.2. - С. 289-297.

182. Дубов, A.A. Исследование свойств металла с использованием метода магнитной памяти Текст. / A.A. Дубов // Горный вестник. 1998. — №4.-С. 135.

183. Дунаев, Ф.Н. Влияние упругих напряжений на ориентацию намагниченности в ферромагнитном многоосном кристалле Текст. / Ф.Н. Дунаев // Учен, записки Уральского госуниверситета. — 1968. вып. 4. - С. 1029.

184. Зайкова, В.А. Изменение магнитной структуры кристаллов кремнистого железа под действием упругих напряжении Текст. / В.А. Зайкова, Я.С. Шур // Известия АН СССР. 1958. - № 10. - С. 1185-1189.

185. Иванов, Е.А. Аттестация критерий технологической дисциплины НЕС на опасных производственных объектах Текст. / Е.А. Иванов, B.C. Котельников, H.A. Хапонен, H.H. Коновалов, О.В. Покровская, В.П. Шевченко // В мире НК. - 2002. -№3. - С.8-10.

186. Иванов, C.B. К теории коэрцитивной силы ферромагнетиков Текст. / C.B. Иванов, М.И. Куркин, В.В. Николаев // ФММ. 1990 - №9. - С. 53-57.

187. Иващснков, Г.А. Структурная механическая неоднородность сварных соединений конструкционных сталей Текст. / Г.А. Иващенков, Д.П. Новикова, И.Ю. Пархоменко // Автоматическая сварка. 1988. - №12. - С. 58.

188. Киренский, Л.В. Влияние напряжений на доменную структуру около включений Текст. / Л.В. Киренский, Т.К. Савченко // Изв. ВУЗов, сер. Физика. 1958.-№3.-С. 141-143.

189. Кнеллер, Э. Влияние пластической деформации на магнитные свойства ферромагнитных кристаллов Текст. / Э. Кнеллер Berichte der ArbeitsgcmemschaU Ferromagnetismus.''- 1959. С. 33-42.

190. Кондорский, Е.И. К вопросу о природе коэрцитивной силы и необратимых изменениях при намагничивании Текст. / Е.И. Кондорский // ЖЭТФ.- 1937.-№7.-С. 1117-1131.

191. Кондорский, Е.И. К вопросу о теории коэрцитивной силы сталей Текст. / Е.И. Кондорский // ДАН СССР. 1948, 63. - №5. - С. 507-510.

192. Кондорский, Е.И. К теории коэрцитивной силы мягких сталей Текст. / Е.И. Кондорский // ДАН СССР. 1948, 63. - №5. с. 37-40.

193. Краковский, Ю.М. Программный комплекс гибкого мониторинга роторных машин по виброданным Текст. / Ю.М. Краковский, С.В. Симонов // Контроль. Диагностика. 2002. - №3. - С. 51-55.

194. Кулеев, В.Г. Механизмы влияния внутренних и внешних напряжений на коэрцитивную силу ферромагнитных сталей Текст. / В.Г. Кулеев, Э.С. Горкунов // Дефектоскопия 1997. - №11. - С. 3-18.

195. Кулеев, В.Г. Феноменологическая модель магнитоупругих изменений намагниченности ферромагнетиков при тензорном характере их на-гружения в слабых магнитных полях Текст. / В.Г. Кулеев, М.В. Ригмант // Дефектоскопия. 1994. - №9. - С. 79-91.

196. Курносов, Д.Г. Измерение остаточных напряжений методом высверливания отверстия Текст. / Д.Г. Курносов, М.В. Якутович // Заводская лаборатория. 1946. - №11-12. - С. 960-967.

197. Ломаев, Г.В. Обзор применения эффекта Баркгаузена в неразру-шающем контроле Текст. / Г.В. Ломаев, B.C. Малышев, А.П. Дегтярев // Дефектоскопия. 1984. - №3. - С. 54-70.

198. Лысак, А.И. Анализ напряжений второго рода а-фаза закаленной и отпущенной стали Текст. / А.И. Лысак // Изв. АН СССР, сер. Физика. -1956.-№6.-С. 624-630.

199. Макаров, В.П. Влияние внешних напряжений на доменную структуру вокруг включений в кристаллах сплава Fe-3 % Si Текст. / В.П. Макаров, Б.В. Молотилов, A.C. Москвин // Изв. АН СССР, сер. Физика. -1975, 39.-№7.-С. 1410-1414.

200. Макаров, В.П. Доменная структура сплава Fe + 3,2 % Si вблизи неметаллической фазы. Текст. / В.П. Макаров, Б.В. Молотилов, В.М. Рытвин // ДАН СССР, сер. Техн. физика. 1975, 221. - №4. - С. 819-820.

201. Макаров, В.И. О влиянии плосконапряженного состояния на величину магнитострикции Текст. / В.И. Макаров, Т.Х. Бикташев // Дефектоскопия. 1983. - №7. - С. 9-12.

202. Маслакова, Т.М. Влияние термоциклирования (у<->а) на свойства мартенситностареющей стали Текст. / Т.М. Маслакова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. - №12. - С. 23-27.

203. Махутов, H.A. Закономерности малоцикловой повреждаемости и разрушения стали 10ХСНД в широком интервале (+20.-196'С) низких температур Текст. / H.A. Махутов, BJVL Горицкий, Х.М. Хануков // Проблемы прочности.-1980.-№11.-С. 11-17.

204. Мехонцева, Д.М. О распределении упругих деформаций структуры квазиизотропного поликристаллического титана Текст. / Д.М. Мехонцева, Ф.П. Рыбалко, С.Д. Волков // Физика твердого тела. 1966. - т.8. Вып. 4.-С. 1275-1279.

205. Митенков, Ф.М. К вопросу создания эксплуатационного мониторинга ресурса оборудования и систем ядерных энергетических установок Текст. / Ф.М. Митенков, Ю.Г. Коротких // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2003. - №4. - С. 105-117.

206. Михайлов, О.Н. Измерение остаточных напряжений методом отверстия с помощью проволочных датчиков Текст. / О.Н. Михайлов // Заводская лаборатория. 1953. - №2. - С. 215-221.

207. Михеев, М.Н. Связь магнитных свойств со структурным состоянием вещества физическая основа магнитного структурного анализа (обзор) Текст. / М.Н. Михеев, Э.С. Горкунов // Дефектоскопия. - 1981. - №8. - С. 521.

208. Мишин, Д.Д. Влияние дислокации, возникающих при пластическом изгибе, на магнитные свойства кремнистого железа. Текст. / Д.Д. Мишин, P.M. Гречишник, Ю.Ф. Башков, // Учен. зап. Урал. гос. ун-та. Сер. Физическая. 1968. - Вып. 4, № 89. - С. 46-54.

209. Молотилов, Б.В. Влияние неметаллических включений на структуру магнитомягких сплавов Текст. / Б.В. Молотилов, И.Н. Голиков // МиТОМ. 1961. - №8. - С. 46-51.

210. Мужицкий, В.Ф. Теория и практика магнитной диагностики стальных металлоконструкций. Текст. / В.Ф. Мужицкий, Б.Е. Попов, Г.Я. Безлюдько // Контроль. Диагностика. 2002. - №3. - С. 15-19.

211. Новиков, В.Ф. Магнитоупругие свойства композиционных материалов, содержащих кабальт Текст. / В.Ф. Новиков, А.Е. Прожерин // Физика металлов и металловедение. 1991. -№1. - С. 202-205.

212. Новиков, В.Ф. К определению напряжений в лопатках турбин магнитоупругим методом Текст. / В.Ф. Новиков, В.П. Тихонов // Проблемы прочности. 1981.-№1.-С. 64-67.

213. Новиков, В.Ф. Устойчивость остаточно-намагниченного состояния инструментальных сталей Текст. / В.Ф. Новиков, Б.В. Федоров, В.А. Изосимов // Дефектоскопия 1995. - №2. - С. 68-71.

214. Новиков, В.Ф. К природе пьезомагнитного эффекта остаточно намагниченного состояния магнетика Текст. / В.Ф. Новиков, Т.А. Яценко, М.С. Бахарев // Известия вузов. Нефть и газ. 1998. - №4. - С.96-102.

215. Новиков, В.Ф. О магнитоупругом гистерезисе в сплавах железа с тербием Текст. / В.Ф. Новиков, Е.В., Долгих // Физика металлов и металловедение. 1980. -т.49.Вып.2. - С. 292-295.

216. Новиков, В.Ф. О новом виде памяти к механическим напряжениям Текст./ В.Ф. Новиков, Е.В. Долгих, A.M. Конопелько // Проблемы освоения нефтегазовых ресурсов Западной Сибири. 1979. - С. С. 38.

217. Новиков, В.Ф. Влияние упругих напряжений на коэрцитивную силу Текст./ В.Ф. Новиков, В.А. Изосимов // Физика металлов и металловедение. 1984. -Т.58.Вып.1. -С. 275-281.

218. Овчинников, И.Г. Термонапряженное состояние толстостенной цилиндрической оболочки, подвергающейся коррозионному износу Текст. / И.Г. Овчинников, Е.В. Гарбуз // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1987.-№3.-С. 17-20.

219. Почтман, Ю.М. Некоторые модели задач оптимизации конструкций, взаимодействующими с агрессивными средами Текст. / Ю.М. Почтман, Д.Г. Зеленцов // Доклады АН УССР. Серия А. 1987. № 12. С. 3943.

220. Прокопенко A.B. Влияние низких температур на циклическую прочность конструкционных сталей Текст. / A.B. Прокопенко // Проблемы прочности. 1978. -№1. - С. 56-59.

221. Рытвин, В.М. Процессы намагничивания вокруг включений в кристаллах Fe-Si Текст. / В.М. Рытвин, Б.В. Молотилов, В.П. Макаров // Изв. АН СССР, сер. Физика. 1975, 39. - №7. - С. 1415-1417.

222. Савицкий, Е.М. Эффекты термоциклирования монокристаллов сплавов вольфрама и молибдена. Текст. / Е.М. Савицкий, Т.С. Бурханов, Т.В. Тетюева [и др.] // Докл. АН СССР, 1971. Т. 198. № 2. С. 373-376.

223. Сандомирский, М.М. .Оценка вклада разных механизмов упрочнения в предел текучести низко и среднеуглеродистых сталей Текст. / М.М. Сандомирский // Изв. АН СССР. Металлы. - 1984. - №2. - С. 148-155.

224. Стародубцев, Ю.Н. О доменной структуре в поликристаллических образцах кремнистого железа Текст. / Ю.Н. Стародубцев // ФММ. -1977. т.43, вып. 2. - №1. - С. 289-294.

225. Стеклов, О.И. Мониторинг и оценка прогнозируемого ресурса нефтегазовых сооружений Текст. / О.И. Стеклов // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1997. - №1-2. - С. 2-8.

226. Тимошенко, H.H. Неразрушающий контроль механических свойств горячекатаной полосы магнитным методов Текст. / H.H. Тимошенко, Н.Г. Бочков, A.A. Алымов [и др.] // Заводская лаборатория. 1976. - №8. - С. 979-981.

227. Труфяков, В.И. Влияние некоторых дефектов на прочность стыковых соединений, выполненных контактной сваркой Текст. / В.И. Труфяков, В.Т. Мазур, Г.В. Жемчужников, Б.И. Казымов // Автоматическая сварка. 1987.-№2.-С. 7-9.

228. Фарбер, В.М. Оценка прочности малоуглеродистых низколегированных сталей по структурным данным Текст. / В.М. Фарбер, Б.З. Беленький, М.И. Гольдштейн // Физика металлов и металловедение. 1975. — т. 39, вып. 2. - С. 403-409.

229. Фокин, А.Г. Корреляционные функции упругого поля квазиизотропных твердых тел Текст. / А.Г. Фокин, Т.Д. Шермергор // Физика металлов и металловедение. ГОД. - т.32. № 2. - С. 660-671.

230. Филинов, В.В. Опыт применения метода эффекта Баркгаузена для контроля напряженного состояния деталей из высокопрочной стали Текст. / В.В. Филинов, Ю.А. Резников, A.B. Вагин, Н.С. Кузнецов // Дефектоскопия. 1992. - №5. - С. 17-20.

231. Филинов, В.В. Влияние коррозии на надежность стальных строительных конструкций Текст. /В.В. Филиппов, П.М. Иванов, К.П. Бережное // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура. 1984. - №9. - С. 135138.

232. Чеботкевич, Л.А. Взаимодействие блоховских стенок с дислокациями Текст. / Л.А. Чеботкевич, A.A. Урусовская, В.В. Ветер, А.Д. Ершов // Физика твердого тела. 1967. - №9. - С. 1093-1097.

233. Чеботкевич, Л.А. Взаимодействие доменных стенок с дефектами пленки Текст. / Л.А. Чеботкевич, Л.Г. Кашина, В.В. Ветер // Физика металлов и металловедение. т.41, вып.5. - С. 933-936.

234. Шемякин, В.В. О применении метода акустической эмиссии в мониторинге опасных промышленных объектов Текст. / В.В. Шемякин, С.А. Стрижков // В мире неразрушающего контроля. 2004. - №4. - С. 16-19.

235. Шур, Я.С Исследование субобластей на кристаллах кремнистого железа методом порошковых фигур Текст. / Я.С. Шур, В.Р. Абельс // Физика металлов и металловедение. 1955. - т1, вып. 1. - С. 5-10.

236. Шур, Я.С. О роли замыкающих областей в процессах технического намагничивания Текст. / Я.С. Шур, В.Р. Абельс, В.А. Зайкова // Изв. АН СССР, сер. Физика. 1957, 21. -№8. - С. 1162-1167.

237. Шур, Я.С. О виде замыкающих доменов внутри кристаллов кремнистого железа Текст. / Я.С. Шур, Ю.Н. Драгошанский // Физика металлов и металловедение. 1966. - Т22, вып. 5. — С. 702-710.

238. Шур, Я.С. О зависимости коэрцитивной силы мягких магнитных материалов от толщины листа Текст. / Я.С. Шур, В.А. Зайкова // Физика металлов и металловедение. 1955. — Т.1. - Вып. 1. - С. 18-27.

239. Юшкевич, П.М. Влияние многократной закалки на текстуру и механические свойства низкоуглеродистой стали Текст. / П.М. Юшкевич, М.А. Криштал, С.Н. Верховский [и др.] // Специальные стали и сплавы М., 1975.-№4.-С 41-44.

240. Allen D.R., А Fourier transform technique that measures phase delays between ultrasonic impulses with sufficient accuracy to determine residual stresses in metals. Text. / D.R. Allen, W.H.B. Cooper // NDT Int. -1983. Vol. 16, № 4. -P. 205-217.

241. Chaudhari P., Science and Technology P. Chaudhari. -1968, p.81, P. 42-44, 46-49.

242. Dijkstra L. J., Effect of inclusion of coercitive force of iron. Text. L. J. Dijkstra, C. Wert // Physical Review. -1950. Vol. 79, № 6. - P. 979-985.

243. Dijkstra L. J., Theory of growth of spherical precipitates of solution. Text. Dijkstra L.J. // J. Appl. Phys. -1949. Vol. 20, № 9. - P. 950-953.

244. Embury J. D., Acts Met. Text. / J.D. Embury, R.M. Fisher -1966, p.147, P. 14.

245. Gemperle R., The ferromagnetic domain structure of thin single-crystal Fe platelets in an external field. Text. / R. Gemperle // Phys. Stat. Sol. -1966.-Vol. 14, № 121.-P. 121-133.

246. Hand H., Thermometrische Methoden bei der mehaniscen Werkstoffpiifung. Text. / H. Hand, К. Middeldorf // Werkstoffprüfung, 1984, Vortr. Tag., Bad Nauheim, 6-7 Dez., 1984. -Berlin.:1985. -P.441-451.

247. Hauser F.E. а. o., Trans. Met. Soc. AIME Text. / F.E. Hauser. -1956, p. 589, P. 206.

248. Hayden H.W., ASM Quart Text. / H.W. Hayden, S. Floreen. -1968, p. 474, P. 61.

249. Jiles D.C., Magnetic proporties and mikroctructure of AISI 1000 series carbon steels. Text. / D.C. Jiles. D.: 1988 [Appl], P. 1186-1195.

250. Jindal P.C., Trans. Met. Soc. AIME Text. / P.C. Jindal, R.W. Armstrong. -1969, p. 623, P. 245.

251. Kakzer J., К вопросу теории коэрцитивной силы тонких листов. Text. / J. Kakzer // Czech, j. of phys. -1956. Vol. 6, № 4. - P. 310-320.

252. Kallor J., Ferromagnetic domain wall interactions using Lorenz electron microskopy. Text. / J. Kallor, D.I. Paul, A. Tubin // J. Appl. Phys. -1966. -Vol. 37, № 13. P. 4979-4986.

253. Kersten M., Uber die Bedeutung der Versetzungsdichte fur die Theone der Koerzivkrafi rekristallisiener Werkstoffe. Text. / M. Kersten // Zs angew Phys. -1956, Vol. 10, № 8. - P. 496-502.

254. Kersten M., Zur Theorie der ferromagnetischen Hysteresise und der Anfangspermiabilitat. Text. / M. Kersten // Phys. Ztszhr. -1943. Vol. 44,-P. 63-77.

255. Kneller E., Ferromagnetismus. / Text. / E. Kneller. Berlin.: 1962 P.-553-538.

256. Kuppers D., Coerzitivy and domain structure of silikon-iron single cristals. Text. / D. Küppers, J. Krans // J. Appl. Phys. -1970. Vol. 39, № 2. - P. 608-609.

257. Kussmann A., Uber die Koezitivkraft und Mechanische Harte. Text. / A. Kussmann, В. Scharnov // Zs. Phys. r1929. Vol. 54 - P. 553-538.

258. Mager A., Über den Einfluß der Korngrobe auf die Koerzitivkraft. Text. / A. Mager // Ann. der Phys. -1952. Vol. 11, № 1. p. 15-16.

259. Morrison W.B., Trans. ASM. Text. / W.B. Morrison. -1968. p.423-P61.

260. Neel L., Bases d'une champ coercitif. Text. / L. Neel // Ann. Univ. Grenoble. -1946. Vol. 22. - P. 299-343.

261. Petch N. J., Text. / N.J. Petch // J., JISI. -1953. p. 174. - P. 25.

262. Pfefer K.H., Mikromagnetische Bhadlung der Wechselwirkung zwischen Versetzungen ebenen Blochwanden (I Allgemeine Theorie). Text. / K.H. Pfefer // Phys. Status solidi. -1967. Vol. 20 - P. 369-411.

263. Ranjan R., Magnetic properties of decarburized steels: An investigation of the effect of grain size and carbon content. Text. / R. Ranjan, D.C. Yieles, P.K. Rastogi // JEEE Trans. Magn. -1987. Vol. 23, № 3. - P. 1869-1876.

264. Rautioaho R., Stress response of Barkhausen noise and coercive force in 9Ni steels. Text. / R. Rautioaho, L.P. Karjalanen, M. Moilanen // J. Magn a Magn. Mater. -1987. Vol. 68. - P. 321-327.

265. Rieder G., Plastische Verformung und Magnetostriktion. Text. / G. Rieder // Zn. angew. Phys. -1957. -№ 3. -P. 187-202.

266. Schilling J. W., Grain boundary demagnetizing un 3% Si-Fe. Text. / J.W. Schilling //J.Apple Phys. -1970.-Vol. 41, № 3.-P. 1165-1166.

267. Siemers D., Hardening of ferromagnets by nonmagnetic inclusions. Text. / D. Siemers, E. Nembach // Am met. -1979. Vol. 27 - P. 231-234.

268. Sinclair G.M., Text. / G.M. Sinclair, W.J. Craig // Trans. ASM. -1952.-p.929.-P. 44.

269. Sizoo G. J., Über den Zusammenhang Zwischen Korngrosse und Magnetischen Eigenschaften bei Reinem Eisen. Text. / G.J. Sizoo // Zeitschrift für Physik. -1928. Vol. 1, - p. 557.

270. Speich G.R., Text. / G.R. Speich, A. Szirmae // Trans. Met. Soc. AIME. -1983. p. 1063 - P. 245.

271. Tanner B.K., M. and other. Magnetic and metallurgical properties of high-tensile steels. Text. / B.K. Tanner, I.A. Szpunar, S.N. Willcock // J. Mat. Science. -1988. Vol. 23 - P. 4534-4540.

272. Taylor R.A., A Direct observation of the interaction between magnetic domain walls and dislocations in iron. Text. / R.A. Taylor, J.P. Jakubovics, B. Astie, J. Degauqne // J. Magn. a. Magn. Mater. -1983. Vol. 31-34. - P. 970972.

273. Thompson S.M., The Magnetic properties of pearelitic steels as a function of carbon content. Text. / S.M. Thompson, B.K. Tanner // J. Magn.

274. Magn. Mater. -1993. Vol. 123,- P. 283-298.

275. Trauble H., In Modern Probleme der Metallphysik, Ed. A. Seege, В. Text. /H. Trauble. New York.: [Springer], 1966, 2. - P. 157^75.

276. MeiKlejohn V.H., Experimental Study of the Coercive Force of Fine Particles. Text. / V.H. MeiKlejohn. // Review of Modem Physics. -1953. -Vol. 25.-p. 302.

277. Yamashita Т., Transmission electron microscopic observation of dislocation resulting from allotropic transformation of pure iron. Text. / T. Yamashita, Y. Taneda // Journ. of the physical society Jap. -1962. Vol. 17. - P. 527531.

278. Yensen.T.D., The Magnetic Properties of the Ternary Alloys Fe-Si-C. Text. / T.D. Yensen. // Transactions, American Institute of Electrical Engineers. -1924. Vol. 43.-p. 145.1. Тезисы из разовых изданий

279. Молотилов, Б.В. Об источниках фазового наклепа в трансформаторной стали Текст. /Б.В. Молотилов, Л.Б. Казаджан // Прецизионные сплавы: сб. тр. ЦНИИЧерМет, 1967, вып. 51. - С. 227-232.

280. Овчинникова, Г.Н. К расчету несущей способности изгибаемых конструкций с учетом локальных коррозионных дефектов Текст. / Г.Н. Овчинникова // Прочность и живучесть конструкций: Сб. трудов всерос. научн. конф. Вологда: Изд-во ВПИ, 1993.-С. 11.

281. Райзер, В.Д. Вопросы надежности строительных конструкций при износе Текст. / В.Д. Райзер // Исследования по строительной механике: сб. трудов. М., 1985. - С. 61-66.

282. Филиппов, В.В. Банк данных о состоянии крродирующих строительных металлоконструкций Текст. / В.В. Филиппов, К.П. Бережнов // Повышение хладостойкости и несущей способности конструкций: сб. тр. / ЯФ СО АН СССР Якутск, 1987. - С. 62-68.

283. Боровкова, М.А. Влияние двухосных нагрузок на коэрцитивную силу углеродистых сталей. Текст. / М.А. Боровкова, В.А. Захаров // Современные методы неразрушающего контроля и их метрологическое обеспечение: тез. докл. — Ижевск, 1984. С. 26-27.

284. Гуща, О.И. Ультразвуковой метод определения остаточных напряжений, состояния и перспективы. Текст. / О.И. Гуща // Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. Киев: Институт электросварки, 1983. - С. 77-89.

285. Дубов, A.A. Физические Эффекты, лежащие в основе метода магнитной памяти металла. Текст. / A.A. Дубов, В.Т. Власов // Неразрушающий контроль и диагностика: матер, науч.-техн. конф. СПб., 2002.

286. Иванцов, И.Г. Влияние а—>у-превращения на дислокационную структуру чистого железа. Текст. / И.Г. Иванцов, A.M. Блинкин // Материалы совещания по вопросам получения и исследования свойств чистых металлов. Харьков, 1977. - С. 84-85.