автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.10, диссертация на тему:Определение и оценка неоднородности напряженного состояния сварных соединений магнитным методом

004614395

КОЛОКОЛЬНИКОВ Сергей Михайлович

УДК 621.791:620.179

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ОЦЕНКА НЕОДНОРОДНОСТИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МАГНИТНЫМ МЕТОДОМ

Специальность 05.02.10 «Сварка, родственные процессы и технологии (технические науки)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 5 НОЯ

Москва-2010

004614395

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина и ООО «Энергодиагностика».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Стеклов Олег Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Антонов Алексей Алексеевич

кандидат технических наук Демин Евгений Александрович

Ведущая организация: ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова»

Защита состоится 30 ноября 2010 года в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 212.200.10 в Российском государственном университете нефти и газа имени И.М.Губкина по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д.65, ауд.607.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина.

Автореферат разослан 27 октября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

доктор технических наук, профессор Ефименко Любовь Айзиковна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

К техническим устройствам опасных производственных объектов предъявляются высокие требования на этапах изготовления, монтажа, эксплуатации, ремонта и реконструкции для обеспечения надежности и безопасности их функционирования. Ответственными элементами большинства металлоконструкций являются сварные соединения, так как значительная часть аварий происходит вследствие наличия в них дефектов.

При оценке технического состояния сварных конструкций актуальной проблемой является определение характеристик напряженного состояния, влияющих на развитие повреждений различного вида.

Зоны неоднородности напряженного состояния являются основными источниками развития повреждений коррозионного и усталостного происхождения. После длительной эксплуатации сварных конструкций велика вероятность выявления в сварных соединениях дефектов, превышающих браковочный уровень в соответствии с нормативной документацией.

В настоящее время для контроля сварных соединений используются традиционные методы дефектоскопии, которые применяются для выявления дефектов с недопустимыми размерами по действующим нормам. При этом даже выборочный контроль сварных соединений является трудоемким и дорогостоящим процессом. Кроме этого традиционные методы дефектоскопии не оценивают потенциальную опасность возможного развития повреждений в зонах неоднородности напряженного состояния, обуславливающих локальные зоны концентраций напряжений (ЗКН).

На сегодня не существует методов и приборов для оперативной оценки напряженного состояния сварных соединений разных типов, позволяющих без специальной подготовки поверхности и без сложной настройки приборов оперативно определять в разных пространственных положениях зоны неоднородности напряженного состояния - основных источников развития повреждений.

Поэтому актуальным является обоснованный выбор физического метода, позволяющего на практике оперативно оценить напряженное состояние сварных соединений" в различных пространственных положениях в комплексной системе факторов «деформационная и , структурно-механическая неоднородность - дефекты сварного

соединения - конструктивные и технологические концентраторы напряжений». Применение такого метода для определения зон неоднородности напряженного состояния сварных соединений металлоконструкций позволит повысить их эксплуатационную надежность на этапах строительства, монтажа, эксплуатации и ремонта.

Цель диссертационной работы.

Целью работы является повышение эксплуатационной надежности сварных конструкций за счет разработки и внедрения методологии оперативной оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений на основе пассивного метода магнитной памяти металла (МПМ).

Основные задачи исследования:

1. Выполнить аналитический обзор физических методов оценки напряженного состояния и выбрать метод оперативного анализа напряженного состояния сварных соединений.

2. Разработать методику оперативного определения зон неоднородности напряженного состояния сварных соединений на основе метода МПМ.

3. Оценить взаимосвязь напряженного состояния сварных соединений с изменением напряженности собственных магнитных полей рассеяния (СМПР) сварных соединений.

4. Установить характер изменения магнитных параметров и магнитных критериев неоднородности напряженного состояния на дефектных участках сварных соединений.

5. Оценить изменение остаточной намагниченности сварных соединений при малоцикловом двухосном нагружении на воздухе и в коррозионной среде.

Методы исследования.

В работе используются методы информационно-измерительной техники для преобразования сигналов измерения напряженности СМПР, механические методы испытаний статической и циклической нагрузкой растяжением образцов, контроль напряжений методом Давиденкова H.H., тензометрирование, электронная корреляционная спекл-интерферометрия (ЭСИ), рентгеноструктурная тензометрия, неразрушающие физические методы дефектоскопии, разрушающие методы для макроскопического анализа.

Исследования проводились в лабораторных и промышленных (полевых) условиях на образцах сварных соединений пластин, труб и на натурных сварных соединениях металлоконструкций.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Установлена взаимосвязь распределения остаточной намагниченности сварных соединений, обусловленной формированием в процессе сварки анизотропной магнитной доменной структуры, с зонами неоднородности напряженного состояния. На дефектных участках сварных соединений выявлена закономерность многократного увеличения градиента СМПР, по сравнению со средней величиной градиента. Предложен относительный магнитный показатель неоднородности напряженного состояния сварных соединений.

2. Разработаны алгоритм и методика неразрушающего оперативного определения зон неоднородности напряженного состояния, связанных с дефектными участками в сварных соединениях металлоконструкций. Разработано программное обеспечение, позволяющее анализировать неоднородность напряженного состояния сварных соединений по неоднородности СМПР, оценивать степень неоднородности напряженного состояния по градиенту СМПР и классифицировать дефектные участки по характеру дефектов (объемные и плоскостные, единичные и множественные).

3. Выявлена взаимосвязь изменения напряженности СМПР с кинетикой развития усталостных повреждений в сварных соединениях при малоцикловом двухосном нагружении на воздухе и в коррозионной среде. При этом изменение напряженности СМПР в момент возникновения поверхностного повреждения превышает в 5-И0 раз среднюю величину.

На защиту выносятся:

• Анализ возможностей, обобщение опыта и результатов исследований применения магнитных методов для оперативного определения параметров напряженного состояния металлоконструкций. Выбор оперативного метода определения и оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений.

• Установление магнитных критериев для оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений металлоконструкций и разработка алгоритма их определения методом МПМ.

• Методика неразрушающего оперативного определения неоднородности напряженного состояния, связанного с дефектными участками сварных соединений, методом МПМ.

• Методология мониторинга оперативного определения кинетики развития локального усталостного разрушения в режиме реального

времени в зоне максимальной концентрации напряжений сварного соединения методом МПМ.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны магнитометрическая аппаратура и методика оперативного определения неоднородности напряженного состояния для анализа дефектности сварных соединений металлоконструкций в промышленных условиях. Внедрение методики позволяет повысить эффективность и скорость, а также снизить трудоемкость определения дефектности сварных соединений, что позволяет конкретизировать и упростить штатную дефектоскопию на качественно новом уровне.

2. Разработана магнитометрическая установка для мониторинга развития усталостных повреждений при усталостных испытаниях сварных образцов, позволяющая следить за кинетикой развития усталостных трещин в режиме реального времени.

Реализация и внедрение результатов работы:

Разработанная методика и аппаратное обеспечение применяются при оценке технического состояния объектов нефтяной и газовой промышленности, энергетики, газораспределения,

нефтеперерабатывающих производств и подъемных сооружений.

Методика неразрушающего оперативного определения зон неоднородности напряженного состояния сварных соединений магистральных газопроводов методом магнитной памяти металла аттестована, прошла экспертизу, согласована с Департаментом по транспортировке, подземному хранению и использованию газа и передана в ООО «Газпром трансгаз Томск» для практического применения.

Методика прошла международную апробацию в Индии, Китае, Польше, США и на сегодня применяется в 29 странах мира. Основные положения методики и полученные результаты учтены в международном стандарте ISO 24497-3:2007 «Non-destructive testing — Metal magnetic memory—Part 3: Inspection of welded joints» и ГОСТ P ИСО 24497-3-2009 «Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла» Часть 3: Контроль сварных соединений.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и семинарах: «Диагностика оборудования и конструкций с использованием метода магнитной памяти металла»

(г. Москва, 1999, 2001, 2003, 2007, 2009 г.г.); «Технические тенденции и перспективы будущего сварочной технологии для транспорта, судостроения, авиационного и космического комплекса» (г. Осака, Япония, 2004 г.); "Преимущества новых методов и направлений в сварке для экономики, производительности и качества" (г. Прага, Чехия, 2005 г.), «Качество колонн бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб, используемых в нефтегазовой отрасли» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (г. Москва, 2007 г.); «Европейские дни НК в Праге -2007» (г. Прага, Чехия, 2007 г.); «Управление мониторингом состояния и технической диагностикой» - СОМАОЕМ-2008 (г. Прага, Чехия, 2008 г.); «Безопасность и надежность сварных узлов в энергетике и обрабатывающей промышленности» (г. Грац, Австрия, 2008 г.); 17 Всемирная конференции по неразрушающему контролю-17й \VCNDT, (г. Шанхай, Китай, 2008 г.); на заседаниях Комиссии-У «Контроль качества и обеспечение качества сварных изделий» Международного института сварки (МИС) в 2004-2010 г.г.

Публикации.

Основное содержание диссертационной работы отражено в 13 печатных работах.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит их введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 182 наименований. Работа изложена на 182 страницах, содержит 70 рисунков, 12 таблиц, 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы.

В первой главе рассмотрено состояние вопроса оценки качества сварных соединений технических устройств опасных производственных объектов.

Показано, что традиционные методы неразрушающего контроля сварных соединений, указанные в отраслевых нормативных документах, направлены на выявление дефектов сварных соединений по критериям несплошности (макродефекты) и геометрии. Кроме того, 100% контроль сварных соединений с их использованием связан с большими материальными и трудовыми затратами. Физические методы оценки напряженного состояния, которые позволяют в режиме оперативного контроля оценить дефектность сварных соединений по критериям деформационной и структурной неоднородности, в отраслевых документах не представлены.

Важность влияния сварочных напряжений и деформаций на работоспособность, надежность и ресурс сварных соединений отмечалась в работах Антонова A.A., Винокурова В.А., Григорянца А.Г., Лобанова Л.М., Николаева Г.А, Окерблома Н.О., Патона Б.Е, Стеклова О.И. и др.

Проведен анализ существующих расчетных и экспериментальных методов определения напряженно-деформированного состояния сварных соединений на основе работ Антонова A.A., Венгриновича В.Л., Винокурова В.А., Власова В.Т., Григорянца А.Г., Клюева В.В., Кузеева И.Р., Лобанова Л.М., Матюнина В.М., Мужицкого В.Ф., Николаева Г.А, Окерблома Н.О., Патона Б.Е, Стеклова О.И. и др.

На основании проведенного анализа литературных источников сделан вывод, что параметрам оперативного контроля сварных соединений из ферромагнитных материалов по критериям деформационной и структурной неоднородности отвечают пассивные магнитные методы, которые дают практические возможности оперативной оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений металлоконструкций.

В заключение первой главы определены цель и задачи исследования.

Во второй главе представлен анализ магнитных характеристик ферромагнитных материалов и обоснование выбора параметров для разработки интегральных критериев оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений.

В настоящее время природа ферромагнетизма достаточно ясна и базируется на основах релятивистской квантовой механики. В фундаментальных трудах Акулова Н.С., Аркадьева В.К., Бозорта Р., Вонсовского C.B., Дорфмана Я.Г., Лифшица Е.М., Ландау Л.Д., Шура Я.С., Френкеля Я.И. и других авторов подробно рассмотрены квантовая теория ферромагнетиков, физические эффекты магнитоупругости и магнитострикции, особенности поведения ферромагнитных материалов во внешних магнитных полях.

В сварных соединениях формирование магнитной (доменной) структуры происходит одновременно с кристаллизацией при остывании металла в слабом магнитном поле Земли и прохождении через точку Кюри (768°С для углеродистых марок сталей), вблизи которой происходит резкое возрастание магнитной проницаемости ферромагнетика (эффект Гопкинсона). В расплавленном металле сварочной ванны исчезает магнитная предыстория, а при охлаждении формируется специфическая магнитная текстура, обусловленная особенностями металлургических и кристаллизационных процессов

сварки. В условиях остывания металла сварного соединения формирование и распределение остаточной намагниченности обусловлено распределением градиента температуры и соответствующим градиентом деформаций. Таким образом, в процессе сварки возникает остаточная намагниченность ферромагнитных сварных соединений.

Взаимосвязь деформации с изменением магнитных характеристик ферромагнитных материалов в силовых полях в условиях слабых внешних магнитных полей были рассмотрены в работах Бозорта Р., Вонсовского C.B., Власова И.Т., Дубова A.A., Кадеты Д. и других авторов.

Нарушение распределения магнитных полей в кристаллической структуре металла вследствие механической деформации обусловливает зависимость большинства его магнитных свойств от деформации. Так в слабом магнитном поле Земли (Нзм) изменение намагниченности AM металла изделий под действием внешних нагрузок происходит за счет смещения границ магнитных доменов в направлении действия максимальных напряжений (ст). В этих условиях изменение

намагниченности AM будет определяться магнитной ДМи и

При этом силовая составляющая на порядок превышает магнитную составляющую.

Магнитная проницаемость /л, изменение намагниченности АМ изделия и, соответственно изменение напряженности магнитного поля АНР в этих условиях обусловлены тензорами деформации в первого ранга.

Таким образом, любое изменение деформации е вызывает соответствующее изменение намагниченности М и напряженности собственного магнитного поля рассеяния (СМПР) - Нр в направлении его измерения (рис.1, а). При этом измеряемая напряженность поле рассеяния Нр формируется всеми видами локальной деформации (растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг, и др.), учитывающей не только их абсолютные величины, но и их ориентационные соотношения в пространстве силового поля.

В основе метода МПМ лежат магнитоупругий эффект, эффект рассеяния внешних магнитных полей несплошностями или структурными неоднородностями ферромагнитного материала при воздействии на него

слабыми магнитными полями, а также магнитопластика - физический эффект, выражающийся в необратимом увеличении потока индукции магнитных полей рассеяния в направлении, определяемом направлением и характером силового поля, при наличии слабого внешнего магнитного поля.

Для количественной оценки уровня концентрации напряжений методом МПМ определяется градиент Кин (интенсивность изменения) нормальной составляющей магнитного поля Нур объекта контроля для

отдельного канала измерений:

К=с1Н11с1х.

(1)

Предложено использовать распределение напряженности СМПР - Нр в качестве магнитных параметров, связанных с тензором деформации, для разработки комплекса магнитных критериев оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений.

Й

и м, *

ез

л

У

►НР1

Нр1

а)

Рис.1. Схемы соответствия измеряемой напряженности магнитного поля Нр направлению изменения деформации е (а) и измерения напряженности составляющих магнитного поля Нр на сварном шве (б).

Также предложен комплекс магнитных параметров для анализа неоднородности напряженного состояния сварного соединения по распределению величин составляющих напряженности СМПР, связанных с вектором индукции внутреннего магнитного поля и отражающих изменение тензора деформации (рис.1, б):

= /(х,г) - распределение напряженности нормальной к поверхности

контроля составляющей;

-#*=/(;к,г)-

распределение напряженности тангенциальной

составляющей вдоль сварного соединения;

- Н^ = /(х, г) - распределение напряженности тангенциальной

составляющей поперечно сварному соединению.

Вместе с распределением составляющих напряженности поля остаточной намагниченности дополнительно анализируются величины максимальной Я™ах, минимальной #™п и средней напряженности.

Комплекс магнитных критериев оценки неоднородности напряженного состояния представлен в виде градиентов нормальной и тангенциальных составляющих поля Нр в продольном и поперечном направлениях относительно сварного шва: КгинХ, Кгт2, К^, , КхшХ,

К1н1 ■

Кроме этого используется максимальная величина градиента поля К"™ в зоне неоднородности напряженного состояния и среднюю

величину градиента Кси"н, отражающую средний уровень неоднородности

напряженного состояния сварного соединения. Величина Ксирн

определяется на основе результатов контроля ЗТВ и металла шва конкретного сварного соединения по каждому направлению измерения: 1 "

^ин=— 2Жин' где п ~ количество зон неоднородности п м

напряженного состояния.

Установлено, что конкретные количественные значения критериев неоднородности напряженного состояния зависят от параметров конкретных сварных соединений, включающих структурный и прочностной классы сталей, технологию изготовления, геометрию сварного соединения, рабочие условия (температура, давление), и требуют экспериментального определения их значений для дефектации в зонах неоднородности напряженного состояния.

Третья глава содержит результаты экспериментальных исследований магнитных параметров и критериев оценки неоднородности напряженного состояния стыковых сварных соединений.

Учитывая гетерогенность структуры сварного шва, при проведении регистрации магнитных параметров в работе предложена схема регистрации распределения напряженности составляющих поля Нр как на сварном шве (по одной или нескольким образующим), так и интегрально в зонах термического влияния (ЗТВ) на участках сплавления металла шва с основным металлом сварного соединения (рис.2, а). Для регистрации магнитных параметров на стыковых сварных соединениях было

разработано специальное сканирующее устройство с феррозондовыми преобразователями, позволяющими регистрировать напряженность Нр трех составляющих компонент СМПР: Щ, Н*, Н^.

При выполнении работы была разработана многоканальная и многокомпонентная схема регистрации магнитных параметров напряженности СМПР (Нр) (рис.2, а) и схема обработки результатов регистрации магнитных параметров на участке контроля сварного шва (рис.2, б) для каждой составляющей компоненты напряженности СМПР (Нр) в продольном (вдоль оси сварного шва - ось X) и поперечном (поперечно оси сварного шва - ось 7) сечениях сварного соединения.

^ Ось сварного шва (X)

к

м н/

К г ЛН> 1 1

-

1 1 1

1 1

\

а)

Каналы измерений б)

Рис.2. Схемы регистрации напряженности СМПР на сварном шве (а) и обработки данных в продольном и поперечном направлениях (б).

В соответствии с предложенной схемой контроля проводилось определение магнитных критериев (градиентов напряженности СМПР) каждой составляющей компоненты Нр (КгинУ, К.

1инг ■

ггХ ггХ инХ' Ликг ' ЛияЛГ'

К1н2) на дискретных участках 1К (Ах) и 16 (Аг), используя

ин2

зависимость:

АЯ,

АЯ,

С.

(2)

Анализ магнитных параметров по магнитным критериям неоднородности напряженного состояния сварных соединений, в соответствии с предложенным алгоритмом, проводилось с помощью специально разработанной программы «ММП-Система ЕЭ-З».

На рис.3, а показано типичное распределение остаточных продольных напряжений ах однопроходного стыкового сварного шва двух пластин из низкоуглеродистой стали. На рис.3, б показано типичное распределение напряженности тангенциальной составляющей СМПР Ярт,

которое фиксировалось дискретно с шагом 10 мм в зоне однопроходного сварного шва пластин из низкоуглеродистой стали. Из этих рисунков видна качественная сходимость этих распределений.

Рис.3. Типичный характер распределения остаточных продольных сварочных напряжений ах (а) и напряженности поля Щ (б) на стыковом сварном соединении пластин.

На рис.4 представлены результаты экспериментального исследования методом МПМ (рис.4, а) и методом электронной корреляционной спекл-интерферометрии (ЭСИ) (рис.4, б) кольцевого стыкового сварного шва труб 01420x33,4 мм (класс прочности К65), выполненного РДС.

Данные на рис.3 и рис.4 свидетельствует о том, что распределение магнитных параметров (напряженности СМПР) качественно отражает распределении фактических остаточных напряжений в зоне сварного шва.

Экспериментальные сравнительные исследования эффективности магнитных параметров и критериев оценки неоднородности напряженного состояния для выявления дефектов проводились с применением традиционных методов неразрушающего контроля (ВИК, РК, УК).

Исследования проводились на стыковых сварных соединениях пластин и натурных сварных соединениях трубопроводов 0530+1420 мм в суммарном объеме более 6000 п.м.

Пх. МПа

11|>, А,'ч

-ш -л -а о

а) б)

Рис.4. Распределение остаточных продольных сварочных напряжений сгх на участке контрольного стыкового сварного соединения КСС-

1/РД-В1-В2/0 труб 01420x33,4мм (класс прочности К65): а - оценка методом МПМ; б - определение методом ЭСИ; 1- распределение напряженности тангенциальной составляющей поля Н*; 2 - ось шва; 3 -границы шва.

Дефектные участки сварных соединений характеризовались локальным увеличением градиента СМПР (рис.5). Выявлена закономерность многократного увеличения градиента К"™ на дефектном

участке, по сравнению со средней величиной градиента . Предложен относительный магнитный показатель т - К™* / Ксирн неоднородности

напряженного состояния сварных соединений. Определены значения показателя от, соответствующие объемным, объемно-плоскостным и плоскостным дефектам стыковых сварных соединений.

1л, мм

а) б)

Рис.5. Типичный характер распределения градиента поля йНур!йх и <Ш\ / <1х на дефектных участках сварных соединений труб 0720x7 (сталь 17ГС, класс прочности К52) магистрального газопровода (а) и труб 0219x25 (сталь 12Х1МФ) паропровода (б): 1-непровар в корне шва, 2 - непровар по разделке шва; 3 - трещина в корне шва.

Экспериментальными сравнительными исследованиями сварных соединений установлена сходимость (80-100%) результатов контроля методом МПМ с результатами РК и УК по определению зон с недопустимыми дефектами на основе магнитных критериев неоднородности напряженного состояния.

В четвертой главе приведены результаты усталостных испытаний плоских образцов в условиях одноосного напряженного состояния и крестовых образцов сварных соединений в условиях двухосного напряженного состояния на воздухе и в коррозионной среде (3% водный раствор ЫаС1), относящиеся к условиям нагружения оболочковых конструкций.

При усталостных одноосных испытаниях плоских образцов растягивающей нагрузкой (0,2-Ю,95)-ат установлены:

постепенный рост напряженности СМПР в зоне развития повреждения образца. Рост напряженности СМПР Нг и Нхр составил 7%

на каждые 1000 циклов нагружения для образцов из углеродистой стали и 4% на каждые 10000 циклов нагружения для образцов из конструкционной стали;

резкое изменение напряженности СМПР Нгр и Нхр , в момент

предшествующий разрушению образца, в 2,5*3 превышающее средний уровень напряженности каждой составляющей.

На рис.6 представлена схема проведения испытаний крестовых образцов сварных соединений с применением разработанной многоканальной магнитометрической установки. Во время испытаний в режиме реального времени с помощью специального электронного блока и программы "ММ8-1при1" регистрировалась напряженность СМПР с записью данных в долговременное запоминающее устройство персонального компьютера.

Рис.6. Схема испытания крестового образца и элементы нагружающего устройства: 1 - контур образца; 2- опора; 3 -роликовая опора; 4 - нагружателъ; 5 - опорная рама; б- феррозондовые преобразователи; Р - направление усилия.

На рис.7 представлено характерное изменение напряженности поля Нр в момент возникновения поверхностных усталостных повреждений на крестовых образцах в условиях двухосного напряженного состояния. Установлено, что в этот момент амплитуда изменения напряженности поля Нр возрастает в 5+10 раз, по сравнению со средней величиной.

Рис.7. Изменение напряженности поля Нр в период от 1015900 до 1034000 циклов погружения при двухосном погружении крестового образца: 1-напряженность тангенциальной составляющей поля н*; 2-

напряженностъ нормальной составляющей поля Нур; 3, 4 - участки

магнитограммы с характерным изменением напряженности поля Нр

Проведенные испытания плоских и крестовых образцов показали возможность осуществлять мониторинг кинетики развития усталостных повреждений сварных соединений методом МПМ.

Основные выводы и результаты работы.

1. Анализ методов неразрушающего контроля напряженного состояния показал, что критериям оперативного определения и оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений из ферромагнитных материалов удовлетворяет пассивный метод МПМ.

2. Разработана методология, алгоритм, аппаратное оснащение, программная обработка и схема измерения напряженности трех компонент СМПР сварных соединений, позволяющие оценивать степень неоднородности напряженного состояния в объеме металла.

3. Лабораторные и промышленные исследования с использованием метода МПМ показали возможность его применения для оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений и выявлением участков с единичной или множественной дефектностью.

4. Установлена закономерность изменения СМПР, в зависимости от объекта и схемы его нагружения, с расположением, геометрическими размерами и ориентацией дефектов в сварных швах. Предложена классификация характеристик изменения СМПР в зависимости

-90 _

1015900

1025000

1034000

от вида дефекта сварного шва в сварных соединениях металлоконструкций.

5. Экспериментальными сравнительными исследованиями сварных соединений установлена сходимость (80-100%) результатов контроля методом МПМ с результатами PK и УК по определению зон с недопустимыми дефектами на основе магнитных критериев неоднородности напряженного состояния.

6. Разработана методика неразрушающего оперативного определения неоднородности напряженного состояния и зон дефектности сварных стыковых швов по магнитным критериям.

7. Установлена закономерность формирования СМПР, которая характеризуется заметным увеличением напряженности поля Нр в зоне зарождения и развития усталостных трещин на плоских образцах при одноосном нагружении и крестовых образцах при двухосном нагружении. Разработана методология применения метода МПМ для мониторинга развития усталостных повреждений в зонах неоднородности напряженного состояния сварных соединений в режиме реального времени.

Публикации автора по теме диссертации:

1. Дубов A.A., Колокольников С.М. Чукчеев O.A., Методика контроля концевых и трубных деталей установок погружных электроцентробежных насосов методом магнитной памяти металла // Нефтяное хозяйство.- 2002, № 12, с.23-26.

2. Дубов A.A., Колокольников С.М. Решение проблем сварки и сопутствующих процессов на основе применения эффекта магнитной памяти металла // Материалы международной конференции международного института сварки по теме "Преимущества новых методов и направлений в сварке для экономики, производительности и качества". Прага, Чехия 10-15 июля 2005 г., с.306-313.

3. Дубов A.A., Колокольников С.М. Проблемы контроля качества сварки и их решение на основе метода магнитной памяти металла // Технология машиностроения. - 2005, № 4, с.43-47.

4. Дубов A.A., Колокольников С.М. Оценка качества сварных соединений методом магнитной памяти металла в . сравнении с радиационным и ультразвуковым методами. // Технология машиностроения. - 2007, № 3, с.71-75.

5. Дубов A.A., Колокольников С.М. Особенности контроля сварных соединений методом магнитной памяти металла. // Сварочное производство. - 2007, №3, с.40-45.

7.

8.

9.

10.

11.

12. 13.

Дубов A.A., Колокольников С.М., Дубов Ал.А. Оценка качества сварных соединения методом магнитной памяти металла в сравнении с традиционными методами НК и средствами оценки свойств материала. // Документ международного института сварки (IIW) V-1346-06 г2. Махутов H.A., Дубов A.A., Колокольников С.М., Денисов A.C. Исследование стальных образцов на статическую и циклическую нагрузку с использованием метода магнитной памяти металла. // Материалы 21 международного конгресса и выставки «Управление мониторингом состояния и технической диагностикой» COMADEM-

2008, Чехия, Прага, 11-13 июня, 2008г. с.319-330.

Оценка состояния нефтегазопроводов на основе метода магнитной памяти металла. Дубов A.A., Колокольников С.М., Евдокимов М.Ю., Павлов A.B. // Тезисы докладов 17 Всемирной конференции по неразрушающему контролю (1701 WCNDT), 25+28 октября 2008 года, Шанхай, Китай, с. 176.

Дубов A.A., Дубов Ал.А., Колокольников С.М. Метод магнитной памяти металла и приборы контроля. Учебное пособие. Издание четвертое. - М.: ЗАО "ТИССО", 2008. - 365 с.

Дубов A.A., Колокольников С.М., Стеклов О.И., Шапшалов Д.А. Мониторинг развития повреждений в стальных образцах труб газопроводов и сварных соединений в условиях коррозии под напряжением с применением метода магнитной памяти металла // Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла / Пятая международная научно-техническая конференция. Сборник докладов. - М.: ООО «Энергодиагностика»,

2009. - 232 с. Стр.47-52

Дубов A.A., Колокольников С.М. Разработка методики контроля кольцевых сварных соединений газопроводов на основе метода магнитной памяти металла // Документ международного института сварки (IIW)V-1441-09.

Дубов A.A., Дубов Ал.А., Колокольников С.М. Оценка состояния трубопроводов // Документ международного института сварки (IIW) XI-921-09.

Дубов A.A., Колокольников С.М. Оперативный мониторинг развития повреждений в стальных образцах труб и сварных соединений с применением метода магнитной памяти металла И Документ международного института сварки (IIW) V -1472-10.

Соискатель:

С.М. Колокольников

Подписано в печать 22.10.2010 г. Формат 60x90/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. п.л. 1,12 Тираж 100 экз. Заказ №352

Издательский центр РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина 119991, Москва, Ленинский проспект, 65 Тел. (499)-233-93-49

Обозначения и сокращения.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Критерии качества сварных соединений металлоконструкций

1.2. Методы неразрушающего контроля качества сварных соединений металлоконструкций

1.3. Анализ методов определения напряженного состояния металлоконструкций

1.4. Выводы по первой главе. Цель и задачи исследования

Глава 2. АНАЛИЗ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ВЫБОРА КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ НЕОДНОРОДНОСТИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

2.1. Ферромагнетизм, магнитострикционные эффекты, формирование намагниченности при взаимодействии силовых и слабых магнитных полей

2.2. Экспериментальное определение взаимосвязи магнитных параметров собственного магнитного поля рассеяния и механических характеристик напряженно-деформированного 55 состояния ферромагнитных сталей

2.3. Формирование остаточной намагниченности после сварки и в процессе эксплуатации в условиях слабых магнитных полей

К металлоконструкциям опасных производственных объектов предъявляются высокие требования по обеспечению надежности и безопасности их функционирования.

Металлоконструкции в составе трубопроводных систем в настоящее время покрывают 35% территории Российской Федерации (РФ), на которой проживает 60% населения [1]. Крупнейшая составляющая трубопроводных систем в РФ - трубопроводный транспорт. Общая протяженность магистральных, промысловых и распределительных трубопроводов составляет более 1 млн. км. Общая протяженность магистральных газопроводов (МГ) в РФ составляет более 150 тыс. км.

Металлоконструкции опасных производственных объектов, как и вся техносфера, стареют. В 2006 году проектный ресурс отработало подавляющее большинство энергоустановок.

Магистральные трубопроводы (МТ) в РФ деградируют с всевозрастающей скоростью. На МТ имели место аварии и катастрофы. Главные системы нефте- и газопроводов были построены в 1960-1990 гг. В РФ большая часть нефтегазовых сооружений выработала плановый ресурс на 60-70%. К настоящему времени средний возраст газопроводов составляет около 30 лет [2]. Газопроводы со сроком службы более 20 лет составляют 43,8% от общей протяженности, 20,2% - исчерпавшие нормативный срок службы [3]. По данным Госгортехнадзора в 1992-2001 гг. на МТ произошло 545 аварий.

Техническая комплексная диагностика и разносторонний мониторинг металлоконструкций опасных производственных объектов, бывших в эксплуатации долгое время, являются непременной частью обеспечения безопасности, надежности и экономичности дальнейшей их эксплуатации при продлении ресурса.

Для сварных металлоконструкций при оценке технического состояния актуальной проблемой является определение характеристик напряженного состояния, определяющих наличие и развитие повреждений различного вида. Наиболее ответственными элементами металлоконструкций, в том числе трубопроводных систем, являются сварные соединения. До 13% аварий на МГ и до 19% аварий на промысловых нефтепроводах происходит вследствие дефектов сварных узлов, превышающих браковочный уровень заложенной в нормативной документации.

В соответствии с [4] многочисленные данные практики показывают, что места исправления дефектов часто могут служить потенциальными очагами разрушения конструкций в процессе эксплуатации. Причиной этого являются отрицательные последствия повторной сварки, а именно: остаточные деформации и напряжения растяжения, появление малопластичных структур, микротрещин с их склонностью к дальнейшему развитию и т.п. Необоснованная ремонтная сварка может причинить больший вред, чем не устраненный дефект. Таким образом, ремонт сварных соединений с малозначительными дефектами целесообразно исключить в целях сохранения работоспособности сварных конструкций.

В настоящее время для контроля сварных соединений металлоконструкций потенциально опасных промышленных объектов, бывших в длительной эксплуатации, используются методы неразрушающего контроля (НК) (визуально-измерительный контроль (ВИК), радиационный контроль (РК), ультразвуковой контроль (УК) и др.) и внутритрубная диагностика (ВТД) для магистральных трубопроводов. Объем контроля регламентируется нормативной документацией [5, 10].

Применительно к МГ в полевых условиях выполняется, как правило, выборочный контроль монтажных кольцевых швов. Заводские кольцевые швы практически не контролируются, так как считается, что они имеют более высокое качество по сравнению с монтажными швами. Однако после длительной эксплуатации газопроводов при выполнении капитального ремонта и в процессе их переизоляции требуется выполнять выборочный НК не только монтажных, но и отдельных заводских стыков. Особенно важно выполнять такой контроль на отводах, перемычках и везде, где не может использоваться ВТД. После длительного периода эксплуатации и производства других работ, когда есть необходимость оставить старые трубы в эксплуатации на дальнейший длительный период представляется необходимым обеспечить НК зон термического влияния шва (ЗТВ), в которых наиболее вероятно развитие повреждений.

В указанных условиях применение РК и УК для выполнения даже выборочного НК сварных соединений металлоконструкций является л трудоемким, а для отдельных угловых и тройниковых соединений (на тройниках, отводах, перемычках и т.д.) практически не выполнимым.

Физические процессы в материалах при сварке формируют специфическое напряжённое состояние, обусловленное неоднородностью тепловых и деформационных полей, образованием высокого уровня остаточных напряжений и различных концентраторов напряжений (конструктивных, геометрических, структурных и от дефектов физической несплошности). Поэтому характеристиками состояния качества и надежности сварных соединений является комплекс различных составляющих [6]: неоднородность остаточных деформаций и напряжений; неоднородность структурного состава и физико-механических свойств; неоднородность химического состава; физические несплошности по дефектам разного вида; нарушение геометрии сварных соединений и стабильности формирования сварных швов; различные конструктивные типы сварных соединений; различные технологии сварки.

В этой связи напряженное состояние является одной из главных составляющих качества, надежности и ресурса сварных конструкций.

Несмотря на то, что электродуговая сварка существует более 100 лет, на сегодня не существует метода и прибора НК для оперативной оценки напряженного состояния сварных соединений разных типов, позволяющих без специальной подготовки поверхности и без сложной настройки приборов оперативно определять зоны неоднородности напряженного состояния -основных источников развития повреждений. В настоящее время большинство магнитных методов НК решают вопросы дефектоскопии и применяются только с целью выявления макродефектов, размеры, которых недопустимы по действующим нормам.

Одной из важных и сложных проблем современного НК качества сварных соединений разных типов является поиск и определение в них «слабого звена» в единой комплексной системе факторов «деформационная неоднородность - структурно-механическая неоднородность - дефекты сварного соединения - конструктивные и технологические концентраторы напряжений», т.е. зон с высокой неоднородностью напряженного состояния или зон концентрации напряжений (ЗКН). Это важно как при изготовлении сварных соединений, • т.е. непосредственно после сварки для оптимизации технологического процесса, так и при их эксплуатации. При этом наиболее опасным является случай, когда дефекты сварного соединения, являясь концентраторами напряжений, совпадают с максимальными напряжениями от рабочих нагрузок.

Система НК Ростехнадзора включает различные методы НК для обнаружения и оценки дефектов физической несплошности, то есть для дефектоскопии. При этом оценка характера и показателей напряженного состояния не регламентируется. С другой стороны основным недостатком всех физических методов НК для дефектоскопии является невозможность проведения 100% объема контроля сварных соединений и гарантированного обнаружения критического дефекта при выборочном контроле протяженных сварных соединений.

Анализ критичности различных технологических дефектов сварных соединений в работе [7] показал, что в ряде случаев концентрация напряжений, вызванная формой стыкового шва, может быть более опасной, чем от выявленных внутренних технологических дефектов в виде пор и включений. С другой стороны, технологические дефекты в виде пор, включений, подрезов, отдельных несплавлений в сварных швах, как правило, работают как объёмные концентраторы напряжений, а непровары на значительной длине шва и форма шва, как плоские концентраторы напряжений. Поэтому наиболее объективно проводить оценку качества сварных соединений методом НК напряженного состояния, позволяющим определять фактическую концентрацию напряжений.

Учитывая выше сказанное, актуальным является обоснованный выбор физического метода, позволяющего на практике оперативно оценить напряженное состояние сварных соединений в различных пространственных положениях в комплексной системе факторов «деформационная и структурно-механическая неоднородность - дефекты сварного соединения -конструктивные и технологические концентраторы напряжений». Применение такого метода для определения зон неоднородности напряженного состояния сварных соединений металлоконструкций позволит повысить их эксплуатационную надежность на этапах строительства, монтажа, эксплуатации и ремонта.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Анализ методов неразрушающего контроля напряженного состояния показал, что критериям оперативного определения и оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений из ферромагнитных материалов удовлетворяет пассивный метод МПМ.

2. Разработана методология, алгоритм, аппаратное оснащение, программная обработка и схема измерения напряженности трех компонент СМПР сварных соединений, позволяющие оценивать степень неоднородности напряженного состояния в объеме металла.

3. Лабораторные и промышленные исследования с использованием метода МПМ показали возможность его применения для оценки неоднородности напряженного состояния сварных соединений и выявлением участков с единичной или множественной дефектностью.

4. Установлена закономерность изменения СМПР, в зависимости от объекта и схемы его нагружения, с расположением, геометрическими размерами и ориентацией дефектов в сварных швах. Предложена классификация характеристик изменения СМПР в зависимости от вида дефекта сварного шва в сварных соединениях металлоконструкций.

5. Экспериментальными сравнительными исследованиями сварных соединений установлена сходимость (80-100%) результатов контроля методом МПМ с результатами РК и УК по определению зон с недопустимыми дефектами на основе магнитных критериев неоднородности напряженного состояния.

6. Разработана методика неразрушающего оперативного определения неоднородности напряженного состояния и зон дефектности сварных стыковых швов по магнитным критериям.

7. Установлена закономерность формирования СМПР, которая характеризуется заметным увеличением напряженности поля Нр в зоне зарождения и развития усталостных трещин на плоских образцах при одноосном нагружении и крестовых образцах при двухосном нагружении. Разработана методология применения метода МПМ для мониторинга развития усталостных повреждений в зонах неоднородности напряженного состояния сварных соединений в режиме реального времени.

1. Мазур И.И., Иванцов О.М. Безопасность трубопроводных систем / И.И. Мазур, О.М. Иванцов. М.: ИЦ «ЕЛИМА», 2004. - 1104 е., илл.

2. Стеклов О.И. Комплексная техническая диагностика магистральных газонефтепроводов. Ж-л «Территория Нефтегаз», 2006 г., № 4, с.20-23.

3. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Безопасность трубопроводного транспорта. М.: МГФ «Знание», 2002. - 752 с.

4. Коновалов H.H. Нормирование дефектов и достоверность неразрушающего контроля сварных соединений. М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора в России», 2004. - 132.

5. СТО Газпром 2-2.4-083-2006. Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов.

6. Е.А. Демин. Неразрушающий контроль технических устройств нефтегазовых объектов / Под редакцией А.И. Владимирова, В.Я. Кершенбаума: Учебное пособие. М.: Национальный институт нефти и газа.-2008.-60 с.

7. Макаров И.И. Критерии оценки технологических дефектов в сварных конструкциях // Сварочное производство. №12, 1975. С.9-11.

8. ГОСТ 15467-79 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения.

9. Контроль качества сварки. Под ред. В.Н. Волченко. Учебное пособие для машиностроительных вузов. М., «Машиностроение», 1975

10. ГОСТ 3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества.

11. ГОСТ 23479-79 Контроль неразрушающий. Методы оптического вида.1. Общие требования.

12. РД 03-606-03. Инструкция по визуально-измерительному контролю

13. ГОСТ 20426-81. Контроль неразрушающий. Радиационные методы дефектоскопии. Область применения.

14. ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод.

15. ВСН 2-146-82. Инструкция по радиографическому контролю сварных соединений трубопроводов различного диаметра

16. ГОСТ 14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые.

17. ГОСТ 20415-82 Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общие положения.

18. ГОСТ 21105-90 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.

19. РД-13-05-2006. Методические рекомендации о порядке проведения магнитопорошкового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах.

20. ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования.

21. РД 13-06-2006 Методические рекомендации о порядке проведения капиллярного контроля технических устройств и сооружений,применяемых и эксплуатируемых на опасных производственныхобъектах.

22. Акулов Н.С. Ферромагнетизм. M.-JL: Гос. изд. тех.-теор.лит., 1939. -187 с.

23. Вонсовский C.B. Магнетизм. М.: Наука, 1971. - 1032 с.

24. Каганов М.И., Цукерник В.М. Природа магнетизма. М.: Наука, 1982

25. Захаров В.А., Безлюдько Г.Я, Мужицкий В.Ф. Коэрцитиметры с передвижным магнитным устройством. // Контроль. Диагностика. 2008. №1. С.6-14.

26. Захаров В.А., Безлюдько Г.Я, Мужицкий В.Ф. Магнитное поле ферромагнитных изделий после намагничивания двухполюсным магнитом // Контроль. Диагностика. 2008. №2. С.33-41.

27. Безлюдько Г.Я, Мужицкий В.Ф., Попов В.Е. Магнитный контроль (по коэрцитивной силе) напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса стальных конструкций // Заводская лаборатория. 1999. №9. С. 53-57.

28. Горкунов Э.С., Захаров В.А., Коэрцитиметры с приставными магнитными устройствами (обзор) // Заводская лаборатория. 1995. № 8. С.1155-1160.

29. Горкунов Э.С., Захаров В.А., Коэрцитиметры с приставными магнитными устройствами (обзор) // Дефектоскопия. 1995. № 8. С.69-88.

30. Ульянов А.И., Захаров В.А., Чулкина A.A. и др. Способ измерения коэрцитивной силы с помощью приставных магнитных устройств // Дефектоскопия. 1996. № 5. С.70-77.

31. Щербинин В.Е., Горкунов Э.С. Магнитный контроль качества металлов. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 264 с.

32. Захаров В.А. К теории приставных магнитных устройств с магнитопроводом. // Дефектоскопия. 1978. № 3. С.75-81.

33. Реутов Ю.Я, Лоскутов В.Е. Соотношения между магнитными характеристиками сталей. // Контроль. Диагностика. 2008. № 4. С. 1517.

34. Мужицкий В.Ф., Попов Б.Е., Безлюдько Г.Я. Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурсастальных металлоконструкций подъемных сооружений и сосудов, работающих под давлением. // Контроль. Диагностика. 2000. №9. С.48-50.

35. Мужицкий В.Ф., Попов Б.Е., Безлюдько Г .Я. Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса стальных металлоконструкций подъемных сооружений и сосудов, работающих под давлением. // Дефектоскопия. 2001. №1. С.38-46.

36. Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Кузьбожев A.C., Андронов И.Н. Исследование особенностей изменения магнитных параметров стали марки 17Г1С в условиях одноосной растягивающей нагрузки // Контроль. Диагностика. 2004. №12. С.3-6.

37. Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Быков И.Ю. Александров Ю.В. Оценка механических свойств и микроструктуры ферромагнетиков по магнитным характеристикам // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2004. №17. С.5-7.

38. Новиков В.Ф., Яценко Т.А., Бахарев М.С. Зависимость коэрцитивной силы малоуглеродистых сталей от одноосных напряжений (часть 1) // Дефектоскопия. 2001.№11. С.51-57.

39. Коваленко А.Н. Теоретические и экспериментальные исследования магнитных полей дефектов конечных размеров и создание специализированных сканеров для дефектоскопии трубопроводов: Автореф. дис. . доктор, техн. наук. М., 2010. 36с.

40. Венгринович В.Л., Цукерман В.Л., Бусько В.Н. Магнитошумовойметод и аппаратура для измерения напряжений в ферромагнитных материалах // Материалы III Всесоюзн. симп. "Технологические остаточные напряжения". М.: ИПМ РАН, 1988. - С.101-105.

41. ГОСТ 25225-82. Контроль неразрушающий. Швы сварных соединений трубопроводов. Магнитографический метод.

42. ГОСТ 21104-86. Контроль неразрушающий. Магнитоферрозондовый метод.

43. Коваленко А.Н. Теоретические и экспериментальные исследования магнитных полей дефектов конечных размеров и создание специализированных сканеров для дефектоскопии трубопроводов: Автореф. дис. . доктор, техн. наук. М., 2010. 36 с.

44. Николаев Г.А. Исследование внутренних напряжений при сварке пластин встык. Труды ЦНИИТМАШ. Новые режимы сварки и прочность сварных соединений, 1937, с.163-270.

45. Николаев Г.А. Сварные конструкции. М.: Машгиз, 1951. 347 с.

46. Николаев Г.А. Сварные конструкции. М.: Машгиз, 1962. 552 с.

47. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. М.: Высшая школа; 1982, Т. 1, 272 е., 1983, Т. 2, 344 с.

48. Окерблом Н.О. Расчет деформаций металлоконструкций при сварке. Л.: Машгиз, Ленингр. От-ние, 1955. 212 с.

49. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. М.: Машиностроение, 1970, 192 с.

50. Матюнин В.М. Методы и средства безобразцовой экспресс-оценкимеханических свойств конструкционных материалов. М.: Изд-во МЭИ, 2001,94 с.

51. Антонов А.А. Определение уровня остаточных напряжений в сварных соединениях лазерной интерферометрией // Сварочное производство. -1983.-Т.30- С.29-31.

52. Касаткин Б.С., Кудрин А.Б., Лобанов Л.М., Пивторак В.А., Полухин П.И., Чиченев Н.А. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. Киев: Наукова думка, 1981.- 584с.

53. Пригоровский Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1983. - 248 с.

54. Тензометрия в машиностроении / Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.

55. Дайчик М.Л., Пригоровский Н.М., Хуршудов Г.Х. Методы и средства натурной тензометрии. М.: Машиностроение, 1989.

56. ASTM Standard Е837 08el Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method

57. Антонов A.A., Овчинников B.B., Андреева Л.П., Чернышев Г.Н. Гуреева М.А. Измерительный комплекс «ДОН» для контроля и диагностики напряжений в конструкциях. // Сварка в Сибири. 2006. №1. С.51-54.

58. Г.Н. Чернышев, А.Л. Попов, А.А. Антонов, С.Д. Иванов, В.М. Козинцев Технологические напряжения в сварных соединениях. М.: Издательство МГОУ, 2004г. - 252 с.

59. EN 15305 Non-destructive Testing Test Method for Residual Stress analysis by X-ray Diffraction

60. Новоселова T.M., Соломатин B.H., Особенности и методические вопросы применения рентгеновского метода измерения остаточных напряжений сварных узлов. Свердловск: НИИ тяжелогомашиностроения, 1985. 75с.

61. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев JI.H. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Учебное пособие для вузов. М.: МИСИС, 2002. 360 с.

62. Никитина H.E. Акустические методы исследования напряженного состояния структурно-неоднородных сред. Автореф. дисс-и . канд. физ.-мат. наук. Ленинград, ЛГТУ. 1991 г.

63. Гузь А.Н., Махорин Ф.Г., Гуща О.И., Лебедев В.К. Основы ультразвукового неразрушающего метода определения напряжений в твердых телах. Киев: Наукова думка, 1974. - 106с.

64. Наумкин Е.А. Оценка долговечности аппаратов, подверженных малоцикловой усталости, по скорости ультразвука (на примере стали 09Г2С). Дисс.канд. техн. наук Уфа, 2000, - 116 с.

65. Патон Б.Е., Труфяков В.И., Гуща О.И., Гузь А.Н., Махорин Ф.Г. Ультразвуковой неразрушающий метод измерения напряжений в сварных конструкциях. Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций. Киев: Наукова думка, 1986.- 220с.

66. Никитина Н.Е. Акустоупругость. Опыт практического применения. Н.

67. Новгород: ТА ЛАМ, 2005. 208 с.

68. Никитина Н.Е., Камышев A.B., Смирнов В.А., Борщевский A.B.,г

69. Шарыгин Ю.М. Определение осевых и окружных напряжений в стенке закрытой трубы ультразвуковым методом на основе явления акустоупругости // Дефектоскопия. 2006. № 3. С. 49-54.

70. ГОСТ Р 52731-2007. Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля механических напряжений. Общие требования. М.: Стандартинформ, 2007

71. Никитина Н.Е. Преимущества метода акустоупругости для неразрушающего контроля механических напряжений в деталях машин / Вестник научно-технического развития. № 4 (32), 2010 г. с. 18-28

72. И.Р. Кузеев, Е.А. Наумкин, О.Г. Кондрашова, А.Т. Шарипкулова. Оценка предельного состояния конструкционных материалов феррозондовым методом контроля. Нефтегазовое дело. 2005. Том 3. с. 293-296.

73. Гришаков C.B., Ковалев А.И., Евецкий Ю.Л. Определение главных напряжений методом эффекта Баркгаузена // Проблемы прочности. -1990. -№ 11. С.87 - 90.

74. Венгринович В.Л., Дмитрович Д.В. «К вопросу о неразрушающем контроле двухосного напряженного состояния». Ж-л. «Контроль. Диагностика». №2. 2010.

75. Жадобин Н.Е. Магнитоупругие преобразователи в судовой автоматике. Л., «Судостроение», 1985.

76. Жадобин Н.Е., Крылов А.П Датчики систем контроля и измерения механических напряжений в судовых конструкциях. Международная Конференция «Датчики и Системы», 2002

77. Жадобин Н.Е., Королев В.В., Заставный C.B. «Контроль механических напряжений и деформаций в корпусе судна». Ж-л. «Контроль.1. Диагностика». №2. 2010.

78. Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т./ Под общ. ред. В.В. Клюева. Т.6: В 3 кн. Кн.1. В.В. Клюев, В.Ф. Мужицкий, Э.С. Горкунов,

79. B.Е. Щербинин. Магнитные методы контроля. Кн.2 В.Н. Филинов, A.A. Кеткович, М.Ф. Филинов. Оптический контроль. Кн.З. В.И. Матвеев. Радиоволногвой контроль. 2-у изд., испр. - М.: Машиностроение, 2006. - 848 е.: ил.

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

81. A.B. Прохоров Магнитный контроль (по коэрцитивной силе) уровня накопленных усталостных повреждений при циклических нагрузках в сварных соединениях сталей 09Г2С и ВСтЗспб. Нефтегазовое дело , 2002.

82. Г.В. Бида, А.П. Ничипурук. Коэрциметрия в неразрушающем контроле. / Дефектоскопия. 2000. №11. с. 1-29.

83. Якиревич Д.И., Гораздовский Т.Я. Использование гармоник сигнала датчика при измерении механических напряжений методом вихревых токов // Дефектоскопия. №1. - Свердловск: Наука, 1969. С.48-51.

84. Якиревич Д.И. Особенности деформационных процессов, выявленных методом ВГ вихревых токов // Проблемы синергетики. Уфа, 1989.1. C.-41-44.

85. Шаповалова Ю.Д. Ускоренное определение усталостных свойств сталей вихревым методом: монография / Ю.Д. Шаповалова, С.Г.

86. Емельянов, Д.И. Якиревич. Курск, гос. техн. ун-т. Курск, 2009. - 134 с

87. Васильков Д.В. Иванов С.Ю. Васильев Д.В. Применение аппаратуры СИТОН дляисследования технологической наследственности при изготовлении деталей летательных аппаратов. // Инструмент и технологии. 2004. № 19-20. С. 24-30.

88. Бахарев М.С. Разработка методов и средств измерения механических напряжений на основе необратимых • и квазиобратимых магнитоупругих явлений.: Автореф. дис. . докт. техн. наук. Томск., 2004.-44с.

89. Макаров П.С. Совершенствование методов магнитного контроля напряженно-деформированного состояния элементов конструкций магистральных трубопроводов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Уфа., 2007.-25с.

90. I. Altpeter, G. Dobmann, M, Krôning, M. Rabung,K. Szielasko, Micro-magnetic non-destructive evaluation of micro residual stresses of the Il-nd and III-rd order, NDT&E, 42 (2009), 4, 283-290

91. Кузяков О. H., Кучерюк В. И. Методы и средства измерения топологии поверхности, перемещений и деформаций. Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. 172 с.

92. Сухарев И. П., Ушаков Б. Н. Исследования деформаций и напряжений методом муаровых полос. М.: Машиностроение, 1969. 208 с.

93. ПБ 03-593-03 "Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов".

94. Ермолов И. Н., Алешин Н. П., Потапов А. И. Акустические методы контроля. Книга 2. Под редакцией профессора Сухорукова В. В.Издательство "Высшая школа", Москва, 1991.

95. Никитина Н.Е. Преимущества метода акустоупругости для неразрушающего контроля механических напряжений в деталях машин / Вестник научно-технического развития. № 4 (32), 2010 г. с. 18-28

96. Власов В.Т., Дубов А.А. Физические основы метода магнитной памятиметалла. М.: ЗАО «Тиссо», 2004. - 424 с.

97. Власов В.Т., Дубов A.A. Физическая теория процесса «деформация-разрушение». 4.1. Физические критерии предельных состояний металла. М.: ЗАО «Тиссо», 2007. - 517 с.

98. Дубов A.A. Диагностика металла изделий и оборудования с использованием метода магнитной памяти металла // Контроль. Диагностика. 1998. №5.

99. Дубов A.A., Демин Е.А., Стеклов О.И. Методика оперативной диагностики газопроводов с использованием магнитной памяти металла // Газовая промышленность, 1999, №4. С.47-49.

100. Дубов A.A., Гнеушев A.M., Велиюлин И.И. Оценка остаточного ресурса газонефтепроводов на основе современных методов технической диагностики // Газовая промышленность. 2005. №2. С. 7678.

101. Дубов A.A., Маркелов В.А., Котов В.Д., Усенко Ю.И. Контроль и оценка ресурса протяженных участков газопроводов // Газовая промышленность. 2006. №8. С.46-48.

102. Xiaojun Ding, Jiaping Li, Fuquan Li, Xiaojun Pang Magnetic Memory Inspection of High Pressure Manifolds // Proceeding of the 17th World Conference on Nondestructive Testing (17th WCNDT), Shanghai, China, October 25-28 2008.

103. Дубов A.A. Исследование свойств металла с использованием эффекта магнитной памяти металла // Металловедение и термическая обработка металлов. 1997. №9.

104. Дубов A.A. Диагностика котельных труб с использованием магнитной памяти металла. М.: Энергоатомиздат, 1995. 112 с.

105. Дубов A.A., Демин Е.А., Миляев А.И., Стеклов О.И. Контроль напряженно-деформированного состояния газопроводов // Газоваяпромышленность, 2002, №2. С.58-61.

106. Встовский Г.В., Дубов А.А. Упрощенный расчет полей напряжений в стальных трубах на основе нелинейной модели магнитоупругого эффекта // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. Том 68. 2002, №3, стр.35-40.

107. John Wilson, Gui Yun Tian, Simon Barrans. Residual magnetic field sensing for stress measurement and defect detection. 9th European Conference on Non-Destructive Testing ECNDT Berlin 2006, Abstracts Part 1, We.4.2.1.

108. Roskosz M. Possibilities of the Application of the Metal Magnetic Memory Method tj the Analysis of Gear Durability. 9th European Conference on Non-Destructive Testing ECNDT Berlin 2006, Abstracts Part 2, P 85

109. Гордиенко B.E., H.B. Овчинников, Бакшеев A.O Зависимость напряженности магнитного поля рассеяния малоуглеродистых и низколегированных сталей от одноосных напряжений растяжения исжатия. // Контроль. Диагностика. 2007. №2. С.60-69.

110. Liqiang Zhong, burning Li, Xing CHEN Progress in Nondestructive Evaluation of Stress Concentration with МММ Method // Proceeding of the 17th World Conference on Nondestructive Testing (17th WCNDT), Shanghai, China, October 25-28 2008.

111. Bin Hu, Gang CHEN, Gongtian SHEN, Luming Li, Xing CHEN Study on Magnetic Memory Method (МММ) for Fatigue Evaluation // Proceeding of the 17th World Conference on Nondestructive Testing (17th WCNDT), Shanghai, China, October 25-28 2008.

112. Shougao ZHU, Ping WANG, Gui Yun TIAN, Haitao WANG Metal Magnetic Memory Testing Technique for Stress Measurement // Proceeding of the 17th World Conference on Nondestructive Testing (17th WCNDT), Shanghai, China, October 25-28 2008.

113. Ping WANG, Shougao ZHU, Gui Yun TIAN, Haitao WANG, Xin WANG, Stress Measurement Using Magnetic Barkhausen Noise and Metal Magnetic Memory Testing // Proceeding of the 17th World Conference on

114. Nondestructive Testing (17th WCNDT), Shanghai, China, October 25-28 2008.

115. Елизаров Д.П., Дубов А. А. Экспериментальное и расчетное исследование причин повреждений ремонтных стыков труб поверхностей нагрева котлов с использованием магнитного контроля // Электрические станции, 1990, №10. С.22-26.

116. Дубов А. А. Использование магнитной памяти металла и компьютерных приборов для контроля качества сварных соединений // Прикладная физика, 2001, №2. С.51-59.

117. Дубов А. А. Экспресс-метод контроля сварных соединений с использованием магнитной памяти металла // Сварочное производство, 1996, №11. С.18-21.

118. Дубов А.А. Контроль качества сварки с использованием эффекта магнитной памяти металла // Сварка в мире (Welding in World), 1998, №8. С.40-45.

119. Дубов А.А. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. А.С. 2029263. Патент России и стран СНГ // Б.И., 1995, №5.

120. Дубов А.А., Мозер 3. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. А.С. 163788. Патент Польши, 1994.

121. Дубов А.А. Способ определения эксплуатационной стойкости труб из ферромагнитных материалов. А.С. 1769105 (СССР) // Б.И., 1992, №38.

122. Дубов А.А. Способ определения эксплуатационной стойкости труб из ферромагнитных материалов. А.С. 1693523 // Б.И., 1991, №43.

123. Дубов А. А. Способ определения напряженно-деформированного состояния изделий из ферромагнитного материала и устройство для осуществления этого способа. Патент России и Германии на132,133,134,135,136137138139140141,142143144145изобретение № 2155943.

124. Дубов А.А. Способ определения напряженно-деформированного состояния изделия по магнитных полям рассеяния. Патент РФ №2173838, выдан 20.09.2001.

125. ГОСТ Р 52005-2003. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Общие требования.

126. ГОСТ Р 52081-2003. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Термины и определения.

127. O 24497-1:2007(Е) Non-destructive testing-Metal magnetic memory-Part 1 : Vocabulary.

128. O 24497-2:2007(E) Non-destructive testing-Metal magnetic memory-Part 2: Terms and definitions.

129. O 24497-3:2007(E) Non-destructive testing-Metal magnetic memory-Part 3: Inspection of welded joints.

130. РД 51-1-98. Методика оперативной компьютерной диагностики локальных участков газопроводов с использованием магнитной памяти металла.

131. Физическая энциклопедия. М. Советская энциклопедия, 1988

132. F. Bitter, Phys. Rev. 38, 1903 (1931)

133. Акулов Н.С., Дехтяр М.В., Ann. Der Phys. 15, 750 (1932)

134. Кандаурова Г.С. Хаос, порядок и красота в мире магнитных доменов.

135. Известия Уральского государственного университета. Екатеринбург, 51997) с. 31-52.

136. В.К. Аркадьев, ДАН СССР 8, 204, 1935

137. С. В. Вонсовский, Я. С. Шур. Ферромагнетизм. Гостехиздат, 1948. Вонсовский C.B. Магнетизм. -М.: Наука, 1971. 1032 с. C.B. Вонсовский. Современное учение о магнетизме. Гостехиздат, 1953.

138. Бозорт Р. Ферромагнетизм. М.: Изд. ИЛ, 1956. - 786 с. Я. Г. Дорфман. Магнитные свойства и строение вещества. Гостехиздат, 1955.

139. К. П. Белов. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках. Гостехиздат, 1957.

140. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов М. Физматиз. 1958. - 320 с.

141. P.M. Бозорт. Современное состояние теории ферромагнетизма. Успехи физических наук. T.XVI, вып. 8. 1936

142. Вонсовский C.B. Современное учение о магнетизме. Успехи физических наук. T.XXXVII, вып. 2. 1949 Акулов Н.С. Zeits. f. Phys. 67, 794 (1931); 69, 78 (1931) Heisenberg W. Zeits. f. Phys. 69, 287 (1931)

143. Акулов H.C., Кондорский Е.И. Zeits. f. Phys. 78, 801 (1933); 85, 661, (1933)

144. Владимирский K.B. ЖЭТФ, 11, 318 (1941)

145. Мортон К. Смит. Основы физики металлов. М.: Металлургиздат,1962.-456 с.

146. Горицкий В.М, Дубов А.А., Демин Е.А. Исследование структурнойповреждаемости стальных образцов с использованием методамагнитной памяти металла // Контроль. Диагностика, 2000, №7. С.23-27.

147. Дубов А.А. Способ определения предельного состояния металла по градиенту магнитного поля рассеяния // Технология металлов, 2002, №11.

148. Дубов А.А., Власов В.Г. Физические эффекты, лежащие в основе метода магнитной памяти металла. Материалы XVI Российской конференции. Санкт-Петербург, сентябрь 2002.

149. Кулеев В.Г., Дубов А.А., Лопатин В.В. Нулевые линии нормального поля рассеяния на поверхности бездефектной стальной трубы при ее упругом изгибе в слабом внешнем магнитном поле // Дефектоскопия. 2002, №1. С. 13-25.

150. Горицкий В.М., Дубов А.А. Исследование свойств металла // Технический надзор. Польша, 2001, №6. С.137-140.

151. Дубов А.А., Встовский Г.В. Интерпретация основного диагностического параметра, используемого при контроле труб по методу магнитной памяти металла // Контроль. Диагностика. 1999. №3. С.3-8

152. Дубов А.А., Дубов Ал.А., Колокольников С.М. Метод магнитной памяти металла и приборы контроля. Учебное пособие. М.: ЗАО1. ТИССО», 2008.-365 с.

153. Постоянные магниты: Справочник / Альтман А.Б., Герберг А.Н., Гладышев П.А. и др.; под ред. Ю.М. Пятина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 488 е., ил.

154. Василевский Ю.А. Носители магнитной записи. М.: Искусство, 1989. 287 с.

155. Берштейн M.JL, Займовский В.А. Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1970. 472 с.

156. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения. М.: Мир, 1987. 420с.

157. О.И. Стеклов, А.Г. Григорьянц, В.В. Шип. Физические процессы в металлах при сварке. Учебное пособие. М.: МВТУ, 1982. - 86 е.: ил.

158. Ф.М. Мустафин, Н.Г. Блехерова, О.П. Квятковский и др. Сварка трубопроводов: Учеб. пособие. - М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2002. - 350 с.

159. Винокуров В.А., Григорьянц А.Г. Теория сварочных напряжений и деформаций. М.: Машиностроение, 1984.

160. Овсеенко А.Н., Серебряков В.И., Гаек М.М. Технология обеспечения качества изделий машиностроения. Монография. М.: «Янус-К», 2003. с.64

161. ВСН 012-88 (Часть I) для магистральных трубопроводов.

162. СТО Газпром 2-5.1-148-2007 Методы испытания сталей и сварныхсоединений на коррозионное растрескивание под напряжением.

163. Стеклов О.И. Комплексная техническая диагностика магистральных газонефтепроводов. Ж-л «Территория Нефтегаз», 2006 г., № 6, с.48-55

164. Стеклов О.И., Аладинский В.В., Есиев Т.С. Прогнозирование ресурса газопроводов с коррозионными повреждениями. Сб. научных трудов. Надежность газопроводных конструкций. М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2003, с.15-28.