автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Разработка метода и аппаратуры электромагнитного многопараметрого контроля механических свойств труб из ферромагнитных сталей

л и; л о I

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ' ПО ТЕХНОЛОГОМ МАШИНОСТРОЕНИЯ

/нпо щщгмаш/

На правах рукописи

НАТЫКАН Михаил Юрьевич

Щ 621.774.08:620.179.12

РАЗРАБОТКА 1ЛЕГОДА И АППАРАТУРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО многопарамеггрового контроля мзшмтажих свойств ТРУБ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СТМЕЙ

05.02.11 - Ыетоды контроля и диагностика в иаийшостроешш

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

лосква-1992

Работа выполнена зо Всесоюзном'иаучно-лсоледоватвлъском и конструкторско-технологическом института трубной

промышленности •

Научный руководитель г- доктор технических наук

Никитин А.И.

Официальные оппоненты - доктор физико-математических

наук, профессор Гораздовский Т.Я. - кандидат технических наук Гончаров Б.В.

Ведущая организация - НикнеднепровскиИ трубопрокатный завод им.КДибкнехта

Зашита состоится " " 1992 г. в час,

на заседании специализированного совета Д.145.03.03 при научно-производственном объединении по технологии машиностроения 1Ш0 ДДОИТМаш по адресу: 109008, г. Москва, ул .Шарикоподшипниковская, 4 , зап заседаний.

" ------------ '"ЖКаш.

Телефон для справок 275-85-33.

Учй|ШЙ секретарь спвш'.атазкрованного совета к. т. н.

В,И. Ушаков

' ! ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. Работа непосредственно связана о созданием я внедренном з I рубное производство методов я средств многопарамагрового нераз-гртаций!уишощого контроля механических свойств труб и трубных изделий из Низкоуглеродястых и слаболегированных сталей.

Д^тудльярсть работы. Повышение качества, снижение себестоимости производства и расширение сортамента выпускаемых труб и трубных изделий на основе внедрения достижений научно-технического прогресса является одним из главных направлений развития трубной промышленности в современных условиях.

Разработка и внедрение новых методов наразрупающего контроля механических свойств /ЙКМС/ готовой продукции занимает важное место в решении комплексной задачи поЕыэения ее качества. Методы ТШЛС-груб и-трубных изделий позволяют значительно совыскть производительность труда при выполнении контрольных операций, увеличить шфрмативность оценок качества и эксплуатационную надея-пость трубных изделий, что в условиях непрерывного производства особенно важно, так как появляется возможность оперативно воздействовать на технологический процесо, При необходимости этими методами можно легко осуществить стопроцентный контроль изделий и перейти к выпуску продукции с гарантированными механическими свойствами, структурой и другими показателями качоства.

На металлургических предприятиях широкое распространение получили магнитный и электромагнитный методы НЮДС готозой продукции, которые основали яа существовании у ряда ферромагнитных сталей устойчивых стохастических связей между их электромагнитными и механическими свойствами. Приборы, основанные на этих методах, как правило, являются однопараметровыми. В некоторых случаях с их по-даптыо можно вести неразрушавщяй контроль механических свойств, структуры я других показателей качества готовой продукции. Однако для решения большинства практически важных задач НКМС груб и трубных изделий они непригодны прежде всего из-за слабой или неоднозначной корреляционной связи /коэффициент корреляции не более 0,31-0,35/ между одним измеряемым параметром и несколькими контролируемыми механическими свойствами изделия.

Создание методов и приборов, в которых в качестве информативных параметров используется несколько струкгурочувствигелыгнх и фущ'ипэнально несвязанных между собой электромагнитных характеристик издался, а тпгле применение многофакторной корреляционной «одели связи ио;зду этими параметрами и механическими свойствами

изделия позволяет значительно повысить достоверность НКМС продукция. Благодаря эгоиу появляется возможность вести норазру-шаащий контроль механических свойств, структуры и других характеристик ранее неконтролируемых типоразмеров труб из различных сталей.

Для НКМС ферромагнитных груб и трубных изделий наиболее перспективным является разработка метода и приборов много пара ¿.игрового автоматизированного контроля» сочетающих в саба преимущества мэгнигяого коэрцитиметрпчэского и электромагнитного импульсного методов.

Научное ндпшвдецие /работы., Создашь теоретических и экспериментальных основ /магнитного и Еихретоковох'о метода неразрушажщаго контроля механических свойств груб и грубных изделий о целью улучшения качества выпускаемой продукции, экономии материалов и повышения эффективности общественного производства.

Цель „рдботц. Проведение теоретических исследований,разработка магода и устройства для шогопараметрового неразрушаящэго контроля механических свойств груб из щзкоуглеродистых и слаболегированных сталой.

Основные ззддчи щботы;

- анализ состояния теоретических и практических разработок в области яоразруыашцзго контроля шханичаских свойсгв готовой продукции я выбор направления научных исследований;

- исследование электромагнитных и механических характеристик . труб и трубных изделий из низкоуглеродиатых и слабологированных сталей для определения структурочувствительных шь^орматюзных параметров контроля;

- разработка расчетной модели взаимодействия электромагнитного поля вихрэтокошго преобразователя /ВЩ/ создаваемого устройства

с ферромагнитным цроводяьцш криволинейным изделием и нахождение о ое иомо1цью основных закономерностей, связывающих параметры сигнала ЕГО с электромагнитами свойствами и геометрическими размерами изделия; проверка подученных результатов с помощью разработанной экспериментальной установи!;

- разработка рекомендаций по выбору оптимальной конструкции

и размеров преобразователя устройства, условий проведения раздельного контроля электрических и магнитных хара/сгерисг::к <?орроэтгн.':г-ных груб и ал!лр.т;а обработки сигнала ВГП;

- разработка структурной и принципиальной схем устройства

иногопараметрового иеразрушащего контроля механических свойств труб;

- провадениа параллальных испытаний механических свойств котельных и обсадных груб большого диаметра из сталей марок 20, 12ХЗЖФ, Д разрушающим и нвразрушащям с помощью разработанного устройства /структуроскопа/ методами; дх статистический, корреяя-цяо.шшй и регрессионный анализ;вибор оптимальной регрессионной модели связи мезду измеряемыми о помощью структуроскопа параметрами п механическими свойствами труб; внедрение структуроскопа па трубном предприятии.

Научная,новизну работы.

1. Найдено новое решение актуальной научной задачи по созданию многодараметрового метода и устройства неразрушающего контроля механических свойств котельных а обсадных труб из сталей марок 20, 12ХШГФ, Д диаметром свше 800 мм я толщиной с тетей, превышающей 10 км.

2, В результата исследований электромагнитных и механических свойств пизкоуглеродготих п слоболегяровашшх сталей, применяемых при изготовлении котельных и обсадных труб, и изучения корреляционных связей моялу этими свойствами в качестве информативных пара-мотров разработанных метода я устройства НКМС труб выбраны начальная магнитная проницаемость на основной кривой намагничивания,-коэрцитивная сила и удеяьноо сопротивление их материала.

3, Разработана расчетная модель взаимодэйствия импульсного электромагнитного поля накладного трансформаторного цилиндрического преобразователя со сферическим проводящим фзрромагнитным изделием при различной форме гозбукдающих импульсов тока. Найдены осяовныо закономерности, связывающие параметры сигнала преобразователя я составляющие индукции магнитного поля преобразователя в тело изделия с элакгрическиш» магнитными свойствами материала, линейными размерами изделия, величиной зазора между ним п преобразователем.

4, Определена принципиальная возмояшеть раздельного контроля удельного сопротивления я начальной магнитной проницаемости материала изделия по двум параметрам сигнала преобразователя - по зде измерительной катускл преобразователя при €-» со и" по еэ пропз-водноЗ по времени в момент Т = 0 / Т - время/. Такая возможность установлена для случая, когда намягничяватощэя катушка преобразователя возбуждается треугольным током, начальная относи-гвтьиоя мчгпятпчя проницаемость лежит в пределах от 40 до 200, а

удельное сопротивление - от 15'КГ8 до 35*Ю-8 Ом«м.

5. Показано, что разработанная раочетная модель адекватно описывает реальны! процесс взаимодействия электромагнитного поля преобразователя о грубой. Усыновлено, Что расхождение между расчетными значениями параметров сигнала преобразователя, расположенного над сферой, и показаниями индикатора экспериментальной установки о преобразователем, расположенный над трубой, можно учесть, подставляя в расчетную модель значения наружного радиуса сферы, превышающие на 12*15% наружный радиус трубы.-

6. По результатам численных экспериментов с использованием разработанной расчетной модели установлено, чго при относительных наружном радиусе сферы ^«^/¡¡ин > 4,5*5, толщине ее сгенкя ' То « То / Кии > 0,8+0,85 чувствительностью преобразователя к изменениям наруяного радиуса я толщины стенки сфэры полно дрвиа-бречь во всем диапазоне изменения электромагнитных свойств изделий / То , Яии - наружный радиус, толщина стенки сферы и наружный радиус преобразователя/.

7. Разработаны структурная п электрическая схемы грехпараывт-рового устройства НКМС ферромагнитные проводящих груб эти схемы положены в основу созданного сгруктуроскопа С1С-1.

Поадиузеркая данность работы.

1. Теоретические результаты работы когут быть попользованы при создания новых методов и средств нэразрушавщего многопараиат-рэвого электромагнитного контроля свойств и размеров ферромагнитных проводящих: криволинейных изделий..

2. Разработан и внедрен на'Ншшёднэпровском трубопрокатном заводе им.К.Либкивхга прибор для "многоцараметрового неразруааще-го контроля механических свойств котельных и обсадных труб диаметром свило 200 на с толщиной стенки более 10 мм из низкоуглвро-дистых и слаболегированных сталей, позволяющий повысить достоверность контроля и расширить 'диапазон типоразмеров контролируемых изделий.

- результаты исследований со выбору информативных структуро-чувствителъных характеристик для многопараметрового НКМС груб из ннзкоуглеридиогых и слабояегироранншс сталей;

- методика расчета взаимодействия импульсного электромагнитного поля накладного трансформаторного цилиндрического преобразователя с ферромагнитным проводящим криволинейным изделием:

- найденные закономерности, связывающие яарэм^тры сигнала

преобразователя ц индукции создаваемого пм в гало изделия магнитного поля с элокгромапмкшл свойства),и, размерами контролируемого изделия, зазором между ним я преобразователей;

- рекомендации по выбору оптимальных параметров процесса не-разруиаю:цего контроля и алгоритма обработки сигнала преобразователя;

- конструкция преобразователя, структурная и принципиальная схош! разработанного устройства глогопзрамотрэього ШС'С ферромагнитных труб о

Результаты работы докладывались и обсуадались на научно-техническом семинаре "Автоматические системы нвразрушащего контроля иеод!юрод1шх материалов", г. Славск, Львовской обл.» 1989 г.; научно-тзхщгческой копфзрзлцил "Прибора и метода нэразрупагэцего контроля", г.Гута, Львовской обл., 1990 г.

Шдш&ащь.

Основано результаты диссертации опубликованы s 6 печатных роботах я защищены 2 авторскими свидетельствами, список .которых приведен в конце автореферата.

Стщкт? Ра,, я обь еч,. аяссздаадяд.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цаированпой литературы, прялояеипя. Всего она содеркм 159 страниц, из них 115 страниц машинописного текста, '52 рисунка, 13 таблиц,'библиография из 128 наименований, . СОДЕИШЕЯ РАБОТЫ.

ро. вводе mm обоснована актуальность исследования и разработки нового метода и устройства НШЗ готовой продукты, показана практическая направленность диссертации п кратко изложены ее основные результаты.

Глзпд первая., В главе выполнен всесторонний анализ говромен-ного состояния теоретических исследований и практических разработок в области ЕМЗ фарроцагнзгных изделий, Из него следует, что наиболее приемлемый! для контроля механических свойств криволинейных изделий типа труба с необработанной поверхностью являются магнитный и электромагнитный методы контроля, В результата этого анализа сформулированы научное направление, цель я основные задачи диссертационной работы.

Шполяепнна исследования электромагнитных я механических характеристик пнзкоуглеродистнх а слаболегировзняых сталей, примени-

емых для изготовления коголышх л обсадных груб, подтвердили су~ Чествование между этими характеристиками устойчивых корреляционных взаимосвязей. По результатам корреляционного и регрессионного анализа данных испытаний элоктромагнятпых и механических свойств толстостенных котолышх п обсадных труб большого дладатра по сталей марс .с 20. 12£1ММ и Д с помощью приборов и разрушавшими методами в качестве информативных параметров НКМС изделий выбран" начальная магнитная проницаемость на основной кривой намагничивания, коэрцитивная сила и удельное сопротивление их материала.

Глава,вторая,, Разработана расчетная модель, сформулирована и рапека, задача электродинамики по неразрузащому контроля криволинейного ферромагнитного проводящего изделия с помощью накладного ВГП при его возбуждении импульсами тока различной формы, В качестве расчетной модели использована систома, состоящая пз ферромагнитной проводящей сферы и расположенного над ней трансформаторного пе-образователя с цилиндрическими намагничивающей и измерительной катушками с реальными размерами обмоток. В результате решения указанной задачи получены выражения, пригодные для анализа и численного экспериментирования, учитываэциэ влияние на параметры ВШ свойств и размеров контролируемого криволинейного изделия.

Исходным при решения задачи были неоднородное дифференциальное уравнение Гелъмгояьца в сфоричоской системе координат

г1дг\ 8г]г1.дхг '3x1 ГР

и граничные условия

Ж

дъ

¡4

м. л дС

Л ОС ^0

. * .мл

г-«г Ан №

г-к

А/

/г/

для векторного потенциала А'поля, создаваемого намагничивающей кату ежой преобразователя во внутренней /А| /, парушюй/А3 / областях и в го.'гцз сферы Дг /,

гдо я = С05в /, Г , 0 - сферически« координаты,

¡4 , Р» - магнитная проницаемость 'I удельное сопротивление материала сферы; . С - вроия За - плотность тока в намагничивающей катушке; Я»- внутренний радиус сферы; I =1,2.

Из уравнения /1/ методом конечных интегральных праобразова-ниГ с ядром прямого интегрального преобразования в видо прнсо*-динешшх функций Лежамра первого рода первого порядка Ргг(х^

исключалась с по рация дифференцирования Л по порайонной СО , а с помощью прямого интегрального преобразования Лапласа - по переменной % . ítii аз интэгральныа преобразования применялись для граштагах условий /2/.

Получегеше уравнения для двазздн прообразованного векторного потенциала поля над сферой и в аз толщо решались с учетом граничных условий. В результате решения этих уравнений п применения обратных интегральных преобразований найдена выражения для векторного погенцн*ла поля витка в различных точках пространства, о помощью которых определен!» зависимости, характеризующие влияние сферы па рдо измерительной катуики преобразователя, а гакяа па олектроматни!.'ноз поло в толще самой сферы при различной форме возбуждающих импульсов тока в пзмагядчирающэй катушке. Еаранеппэ для здо лзаорительной катушки преобразователя при линейном на-росганпя тока в намагничивающей яатупке иаоет вид

р - у гГн р о Vr ñ /у

р.

Ив-А-щеааЗйгГеаол,

• * S

iW4r/ ÜV^wr, ,

«w ft ,. .. Ja

J to - магнитная постоянная; К - скорость нарастания тока в намагничивающей катугтке; W* 4Va - количество витков намагничивающей я измерительной катушок; ¡\Гл • ^ ~ нарушпв"! л внутренний радиусы намагничивающей катушки; Rq - внутренний радиус измерительной катушки; L - высота катушек; Сг - функция, зависящая от свойств и размеров сферы и выражаемая чорзз фупкции Басселя первого рода полуцелого порядка от действительного аргумента; M¿ -корни характорястического уравнения, полученного из выражений /I/ и /2/; Qui • Buz . 001» угловыа координаты измерительной и намагничивающей катуаек.

Шрэятния для радиальной я гапгоподальпой составляющих индукции магнитного поля в тело контролируемого изделия при линейном нарастании тока в намагничивающей катупке имеют вид

i.0

где

Po^Ss?} Sj - функции, зависящие от свойств и размеров сферы и выражающиеся через функции Еессоля первого рода полупелего ir.рядка or действительного аргумента.

Глава твзтья. Устаноыено, что еходяшиов выражения /3/, /4/, /=/ бесконечные ряды является бкстрссходкл,ся и могут бить использованы для расчетов. При этом, достаточно солировать 5+7 первых членов ряда, чтобы погрешность расчетов не превышала 4to t.

Аналитически и с помощью численного,эксперимента на 3Bi с двойной точностью по програжаи, составленным автором на ачгоритмпческсм языке ФОРТРАН, ьшолнано всестороннее исследование ьыракеший /3/, /4/, /5/. По результатам расчетов установлены основные за'сснсмэриссти, связыватщш параметры сигнала преобразователя с злектроглгкптньмн характеристикам и линейныьн раз мера,-, л изделия. Проведена эксперн-ментальная проверка теоретических результатов, на основании которой сделан выве;. о том, что принятая расчетная ;.:сдель'адекватно описывает реачьпо протекающий процесс взаимодействия электромагнитного поля преобразователя с криволинейным ферромагнитным проьодяллш изделием.

В ходе численного экспериментирования дая наблюдения была выбраны значения эде измерительной катушкк при Ч:-»оэ ц производной от нее по времет в момент te0 . Для icpaiкости излекения сни названы установившейся эде и ее начальной производной, ирп этом устансвии^аяся эдо и ее начальная производная пор.-лревались, соответственно, к установившейся эде и ее начальной производной Д'Ш преобразователя, установленного над ci эрей.с ■ конкретны«: э.'.ектро.тапи:тны.<.м свойства..!! и раздгзра'д:. Все параметры, -ик-згазгз

размерность дяшш, нормировалась к наружному радиусу преобразователя Яи(. Исследовалась чувствительность параметров сигнала язиэрлгельпой яалушки к изменения« электромагнитных свойств сфера, оо наружного радиуса и толщина сгеннй, а гзкжа к вариациям зазора мояду ареобразовагэлеи а сферой во все« диапазоне изменения '• '• елекгронаглигных свойств п размеров изделий. При этом определялась возможность выбора оптимальных разморов катусак прообразова- • толя, при которых чувствительность сигнала ВТП к изменениям р-эзмэров труб в пределах технологических допусков была би значительно ■«шгьшо, чои чувствительность к изменениям электромагнитных свойств материала изделия.

Установлено, что аря изменения удельного сопротивления о? 15'Ю-8 до СЗ'ПГ® Ом*м я начальной магнитной проницаемости от 40 до 200 установившаяся эдо и еэ началънгя производная связаны с начальной магнитной проницаомосгьп изделия зависимостями, близкими к линейным. В этом кз диапазона язмзнспия электромагнитных свойств груб установившаяся здо не завзсис с? удельного сопротивления материала изделия,тогда кзя начальная производная эдс линейно осязана о его изменением, При толцило сгапки, превышающей 0,В*0,Я5, и при наружном радиуса издэяия овызэ 4,5-:-5 чувствительность» парэчзт-ров сигнала преобразователя, к изменениям этих размэроз контролируемого издол:!я можно пренебречь.

С цолтд проверки результатов чкслекяш: экспериментов разработана усгановка, в состав которой входиг накладной трзис^орпторныЯ дзухобдаточный преобразователь. Экспериментальная установка позволяет получать в памагнячивавщей катуяке преобразователя треугольныз импульсы тока, форм я амояягуда которого на завися? от колебаний индуктивности катушкя вследствие изменения электромагнитах харзк-горясгяк и лияойных размеров изделия в широких пределах. С помогал эгай установки измерялись установившаяся эдс преобразователя и ее ■ начальная производная» которые затем нормировались к параметрам сигнала преобразователя, установленного боз зазора над старой с относительной магнитной ггрояяцаомэс'.'ыэ А г 107, удолышм сопро-тизленяем Д = 15,5*10"® Ом»м, относительными наружным радиусом = 4 я толцпной стенка То = 0,<1. Установлено, что полученные расчетмо я на эксяернментэльпой установка зависимости пэрэмагров сигнала преобразователя от изчепэпия элоктро'гзгнипмх хзр-зкгорнетпз и размеров труб идентичны. Показпния индикатора эксазрпмангальноЗ усппопк:! на трубах несколько пропита? расчапгыо показания для

сферы, что однако можно учесть,«подставляя в аналитические выражения значения иарухного радиуса сфера, ярашшащив на 124-15 % значения наружного радиуса труоц с той ко толщиной стенки.

Результаты экспериментов подтвердили возможность использования разработанной расчетной модели для исследования взаимодействия поля накладного преобразователя с. ферромагнитной проводящей трубой ' и позволит уточнить оитк.\алыща размеры и конструкцию преобразователя.

Глава четвертая. Разработан трехдараметровый структуроскои СК-1, позволяющий проводить ЫСЛС .ферроьтагццтгшх проводящих труб по параметрам сигнала измерительной катушка преобразователя и по его току размагничивания. Проведена его заводские испытания на трубах. Определена возможность ККХ котельных, и обсадш труб из сталей марок 20, 12Х1Ш.Ф и Д да.аыотром более 200 мм с'товдшой стенка более 10 ш.

Конструкция датчика структуроскопа СК-1 позволяет использовать его как шхретокошй трансформаторный преобразователь и как коэр-цаткыотрический преобразователь. Реализованный в приборе алгоритм обработки сигналов цресбразователя делает возможным раздельный контроль начальной магнитной проницаемости и удельного сопротивления материала труб. По переему информационному каналу отруктуроскопа измеряется установившаяся эде преобразователя, по второму - ео начальная производная, а по третьему -ток размагничивания преобразователя, линейно связанный с коэрцитивной силой изделия.

Разработанные феррозондовый индосатор нуля поля остаточно намагниченного кзде./щя и схема размагничивания, входаде в коэр-ии.мкотрнчсскую часть структуроскопа, позволяют отстраиваться от впялил на показания индикатора устройства по третьему информационному калачу внешних однородных магнитных полой.

Астрологическая поверка, структуроскопа осуществляется по трем контрольным образцам, входящим в комплект прибора.

На рис.1,2,3 для примера давд зависимости показаний первого

второго и третьего каналов структуроскопа от изменения прйдс,:а прочисти 6а котельных труб из с:а,ц; 12£1'.йФ диаметром ■ 210 !,.;,; с тсладшсД стеихи <10 мм;'на рис.4 - э а на си «¡ость показаний с:рр;гу;'<,скспа для с, и зм-.панля 6В, получении с пскокью разру-иаи^и. акакьшй. Пунктирны:« лшшша на .ргсуахах обозначены дове-1'а?йг,ыщб иктармлы дш при ьадовдссти ,0,3£. Г ,Ги -

Г-"¿7

\ ч> •

•1 & - л Ч Ч V

г •

'М «7

1 Г-М

• •••

'"Л >> • N

Рис. 1

555 553 б,.гГЛ

Рис. 2

кЦ Я?

Я?

Г-Я.Т? '"А

• ,

V' у- •

:

№

515 Ш ГУ

Рис. 3

Гн'0,85 /

4

'Ж-

Ш

V 0

I'

м 1гз ¡к ¿и ы) й,": .'¡о

бз.мПг

Р.1с

коэффициенты парной и шюжэствеиной корреляция.

Предусмотрена возможность работы структур^скопа в автоматическом режи/.о с управлением ст персонального ксмпьзгсра Пересчет результатов замеров по трем ирЧрззционккм канала:: структу-роскопа в механические свойства труб производится по занесший з валять ког.илютора регрессионным уравнениям,

В заводских условиях проведены параллельные за.\:оры уехашгме-ких свойств котельных п обсадных труб большего диаметра ::з ¡шз!х-углородистых и слабелег.чровшцлсс столой разрулакет.! и неразрулнл-ом с помощь» разработанного с. .'уктурсскопа С.;-1 и ксэрцитпмэгра К»Ш-1 методами. Корреляционный и регрессионный анализ р^-зул-у.-моэ за;.' ров показывает, что пс сразлегаэ с £'¿.¡-1 струхтурссхсп ¿л-1 имеет меньшую погрешность цзмер чпя мхакичесхих своГють излил::;!. Ото позволяет повысить достоверность контроля и рисзирцтв ■ •/а контролируема типоразмеров "руб. Результаты презедекных зз'-с¿сних

нсштяаЕ доказали, что сгруктуроскоп СК-1 нажег быть применен к для конгро;.я мзханичосхих еьо1:стз груб из ферромагнитных стелой диаметром от 22 мм ;; скиа о толщлноЛ сгонки от 2 им и более. Однако, пел ого..! для ;са;;щого типоразмера л марка стали груб необходимы дополнит слыла эксперимент по набору статистических данных для определения корреляционных к рограсслошшх характеристик контроля.

Структуроскоп йС-1 внедрен ла Низшвднопровском трубопрокатном завода 1:м.К..1;;б;шехм для контроля механических свойств котельных груб из стали марки 20, 12X1.',На л обсадных труб из стали марка Д диаметром болеа 200 мм о толщиной. стошга свыао 10 мм.

оокоб>ш рззульташ и шбод|

I. Показано, что для «^разрушающего контроля механических свойств труб большого диаадгра из назкоуглородастых л слаболегиро-вакних стало;; целесообразно применять многоаарамэтровый метод и приборы, сочетающие в себе преимущества коорцитиметрпчаского и электромагнитного методов.

2, Но основании анализа экспорлмглтальных результатов испытали.1: махшичеог 'X л электромагнитных свойств груб аз сталей-марок 20, 12П.,1Ы, Д определены наиболее структурочувагвитолыша -характеристики л.с материала - начальная магнитная проницаемость на основной кривой намагничивания, коэрцитивная сила, удельное сопротивление. которые использованы в качества информативных параметров разработанного катода л устройства аоразрушавщого кэигроля изделий.

3. Разработана расчетная модаль взе кодойвтвпя накладного трансформаторного преобразователя с криволинейным проводящим ферромагнитным изделием. Найдены аналитические вараазшш для оде, изводимой в измерительной катушке преобразователя, и составляющих индукции имаульелого магнитного шля в гола контролируемого изделия ¡:ри различной форме возбуэдаэщлх импульсов тока в ламагничиваю-цой катуаке преобразовагеляДсталовдено, что при возбуждении преобразователя треугольники имцульсоил токд появляется возможность

ло параметрам сигнала изморятельиол катушки преобразователя раздольно' контролировать начальную магнитную проницаемость и удельное сопротивление материала труб,

■ 4. Экспериментально подтверждено, что принятая расчетная ыо-де-хь адекватно описывает реальный процасс взаимодействия электромагнитного поля преобразователя с ферромагнитным проводящим хрп-волине&ам дздзлава. .

5. С яоающьэ разработанной расчетной модели проведены чпелелдуз акезеуздзагс, результаты которых позволяла установить овношшз га-

коношрности, связывавщиэ параметры сигнала преобразователя с изме-нэнивц электромагнитных свойств а геометрических размеров контролируемого сферического проводящего ферромагнитного издалпя. Установлено, чю установившаяся эдс я ео начальная производная связаны о начальной магнитной проницаемостью изделия зависимостями, ■ бяпзкзми к линейным, при изменениях удельного сопротивления от 15'КГ8 до 35*Ю-8 Ом-м я начальной магнитной проницаемости от 40 до 200. В этом га диапазоне изменения электромагнитных свойств труб установившаяся эдс ПГП на зависит от удельного сопротивления материала изделия тогда, как начальная производная эдо ВШ линейно связана о его изменением« При тояцянэ оценки криволинейного изделия, превышающей 0,8*0,85, и при наружно« радиусе изделия болев 4,5*5 чувствительностью параметров сигнала преобразователя к' изм'.-копиям этих линейных характеристик контролируемого изделия можно пренебречь.

6,'Выбрана оптимальная конструкция и определены размеры преобразователя устройства для многопараметрового НКХ труб диаметром йолеа 200 им с толцглоД стешш, превышающей 10 мм, из низко- • углеродистых и слаболегированных сталей, при которых наблюдается наимеиыаая чувствительность уртройства к изменениям толиушы стенки и диаметра контролируемого изделия.

7. Разработан алгоритм обработки сигналов измерительной катушки преобразователя и определены оптимальные параметры процесса электромагнитного НКХ труб.

8. Разработан феррозондовый индикатор я схема управления размагничиванием, которые позволяют отстраиваться от влияния на' показания прибора внешних магнитных полей и измерять ток размагничивания преобразователя, пропорциональный коэрцитивной силе оста-точно намагниченного изделия.

9. Разработан прибор с накладным преобразователем /структуро-скоя СЗС-1/ для наразрушаззцего многопарзметрового контроля механических свойств ферромагнитных труб и проведены его заводские испытания, хюторыэ подтверждают правильность основные теоретических и экспериментальных результатов, подученных в рабого. Прибор внедрен на Ншшеднзпровском трубопрокатном заводо им.К.Лпб'шохтз для контроля мвханичосклх свойств котельных груб из стало?. :.'зрск 20» I2XI..IM и обсадных труб из стали мягки Д дпаичтрок более 200 мм с толщиной стенки celcio 10 мм.

Результаты заводских испытаний прибора показали, что он монет Сыть применен и для контроля механических свойств труб из тар-

ромагнитных сталей диаметром ог 22 ни и выше с толщиной стенки от 2 мм и болае. Однако при атом. для каждого типоразмера и марки стали труб необходимы дополнительные эксперимента по набору статистических данных для определения корреляционных и регрессионных характеристик контроля.

Прибор позволяет повысить достоверность ШШС груб и трубных изделий и расширить, диасазон контролируемых типоразмеров труб,

Основные результаты диссертации изложены в следующих опубликованных'.работах: ;

1. Натыкан М.Ю., Тимофеев C.B., Никитин А.И. Двухфакторный • электромагнитный контроль механических, свойств промышленной продукции. - В кн.! Автоматические система неразрушающего контроля неоднородных материалов: геся.научнс-техн.конф. /Славск, 14-16 марта ¿989 г./:Тез.докл.К., 1989й с.14-15.

2. Никитин А.И., Натыкай М.Ю. Многофакторный неразрушающий контроль механических свойств труб и трубных изделии. - В кн.: Приборы и метода неразрушающего контроля: Респлиучио-таха.семинар /Рута, 21-23 февраля Й90 г./: Тез.докл.К., 1990, 0.26-27.

3. Натыкан Н.Ю. шогопарамотровый норазрушавщай контроль механических свойств труб из низкоугдеродцсгых и сяаболегированшк сталей. - В кн.: Теория и технология производства стальных и чугунных труб: Научные труды ВНИТИ..- M.i Металлургия, 1992. - В печати.

- 4. Назыкан M.D,, Никитин А=И., Товшжец A.A. Электромагнит-ныз свойства и выбор информативных параметров неразрушающего контроля механических свойств труб из'низкоугдеродисткх и слаболегированных сталей. - В кн.: Теория и технология производства стальных и чугунных труб: Научные труды ЕШ1ТИ, - LI.: Металлургия, 1992. - В печати.

5. Нп тыкан 1Л.Ю, Вибор сгрукгурочувотвигзльных электромагнитных параметров для иногопарамагрового неразрушающего контроля механических свойств груб из нязкоуглародистых и слаболегированных сталей /ЕНлТЛ. - Днепропетровск, 1992. - 12 с. - Два. в ш-те "Чорметинфорчация"' 30.01.82, 5846.

6. Никитин Л.И., штнкан М.О. ймвдльсное взаимодействие поля накладного транфораагорного внхратокоюто преобразователя с (герромагнитным проводящим криволинейным изделием /БЕКГИ. - Днепропетровск, 1992. - 7 с. - Деп, в ин-ге- "Черметинформация"

3Î .01.92, Г- 5847. , ,

7= A.c. 1504565 СССР, МШ 6 01 А/27/80. Устройство для контроля механических свойств ферромагнитных изделий /Л.h.Никитин, Н.Н.Ем-цов, il» Ю, На тыкан. « Заявл. 7.01.88 г, Оцубл.ЗО.ОВ.ВЭ. Вол. }Ь 32. -с.109.

Q, A.c. I65I660 СССР, !£СИ б OIW27/BO. Устройство для контроля механических свойств изделий из электропроводящих материалов/ ..'..¿О.Нзтыкан, А.И.Никитин, С.В.ТимоШбов, Н.Н.Емцов. - Заявл. 9.03,1989. Зарегистрировано 22.01.91.