Магнитный коэрцитиметрический контроль технического состояния сварных соединений

Abstract

Цель работы: состоит в теоретическом обосновании и построении методологии магнитного коэрцитиметрического метода контроля сварных соединений на разных стадиях эксплуатации конструкций для прогнозирования индивидуального остаточного ресурса. Для достижения поставленной цели необходимо решить такие задачи: 1) в соответствии с результатами анализа существующих методов неразрушающего контроля и диагностики сварных конструкций обосновать выбор магнитного коэрцитиметрического метода для оценки технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса сварных соединений; 2) на основе анализа физических свойств сварного соединения предложить и исследовать физическую модель сварного соединения для изучения влияния геометрических и магнитных параметров сварного шва, зоны термического влияния (ЗТВ) и основного металла на величину коэрцитивной силы сварного соединения; 3) на основе результатов анализа закономерностей процесса магнитного контроля сварного соединения построить математическую модель зависимости коэрцитивной силы сварного соединения от геометрических и магнитных параметров сварного шва, зоны термического влияния и основного металла для определения локальных особенностей распределения коэрцитивной силы в сварном соединении; 4) на основе анализа физических закономерностей исследовать влияние циклического и статического нагружения на информативный параметр магнитного метода - коэрцитивную силу сварного соединения; определить пороговые значения коэрцитивной силы, соответствующие состоянию предразрушения; 5) исследовать влияние структурных изменений металла сварных соединений на его магнитные свойства и определить причины изменения величины коэрцитивной силы; 6) разработать методику оценки технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса сварных соединений трубопроводов с использованием коэрцитиметрического метода контроля; 7) исследовать влияние реальных условий эксплуатации газопровода на изменение величины коэрцитивной силы в сварных соединениях. Научная новизна полученных результатов состоит в том, что: - установлена взаимосвязь между геометрическими и магнитными параметрами сварного шва, ЗТВ и основного металла, в результате чего разработана математическая модель коэрцитивной силы сварного соединения, которая дает возможность локальной оценки поврежденности сварных соединений; - исследовано влияние циклического и статического нагружения на величину коэрцитивной силы сварного соединения и впервые обосновано использование пороговых значений величины коэрцитивной силы в локальных зонах сварного соединения, а также анизотропии для оценки технического состояния конструкций; - впервые использованы статистические методы анализа величин изменения коэрцитивных сил Нсзтв и Нсш на разных этапах эксплуатации сварных конструкций, полученных в процессе мониторинга, что позволяет оценить их техническое состояние; - впервые предложен метод оценки технического состояния сварных соединений трубопроводов с применением магнитного коэрцитиметрического метода, который состоит в локальной оценке пороговых значений величины коэрцитивной силы сварных соединений на образцах-свидетелях и анализе кинетики изменения полученных при мониторинге ее текущих значений для прогнозирования остаточного ресурса.