Cпособ определения и оценки дефектов и внутренних напряжений в протяженных стальных изделиях с симметричными поперечными сечениями

Дата поступления: 
04.03.2020
Библиографическое описание статьи: 

Степанов М.А. Способ определения и оценки дефектов и внутренних напряжений в протяженных стальных изделиях с симметричными поперечными сечениями / М.А. Степанов, А.П. Степанов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2020. – Т. 66 № 2. – С. 42–52. – DOI: 10.26731/1813-9108.2020.2(66).42-52

 

Год: 
2020
Номер журнала (Том): 
УДК: 
620.179
DOI: 

10.26731/1813-9108.2020.2(66).42-52

Файл статьи: 
Страницы: 
42
52
Аннотация: 

В статье описывается способ определения и оценки дефектов и внутренних напряжений в протяженных стальных изделиях с симметричными поперечными сечениями, представляющими собой большой класс объектов в промышленности и на транспорте. Суть способа сводится к созданию симметричного внешнего магнитного поля относительно оси (осей) симметрии геометрической фигуры поперечного сечения изделия, изготовленного из однородного ферромагнитного материала, и к анализу симметрии созданного таким образом магнитного поля. Неоднородности в материале поперечного сечения делают неоднородным сопротивление несинусоидальному току участков площади сечения, что ведет к искажению исходной формы кривой тока в таком сечении. Для контроля нарушения симметрии внешнего магнитного поля поперечных сечений устанавливаются датчики, измеряющие индукцию в характерных попарно симметричных точках на поверхности поперечного сечения относительно оси (осей) симметрии геометрической фигуры поперечного сечения. При этом показания попарно симметричных датчиков поперечного сечения будут отличаться при обнаружении дефектов, структурных изменений или внутренних напряжений в поперечном сечении как при стационарных измерениях, так и при движении датчиков поперечного сечения вдоль контролируемого изделия. В качестве примера приводятся картины моделирования магнитных полей поперечных сечений рельса, а также результаты эксперимента с образцом рельса с дефектом, извлеченного из действующего полотна электрифицированной железной дороги. В результате эксперимента определяются и оцениваются дефект и внутренние локальные напряжения в образце рельса на основе измерения магнитной индукции в попарно симметричных точках на поверхности поперечных сечений на контролируемом участке образца рельса. Первоначально образец был намагничен несинусоидальным тяговым током, затем постоянным магнитом в целях создания симметричного магнитного поля относительно геометрической фигуры поперечного сечения образца. В первом и втором случаях определяются сечения с дефектом и локальными внутренними напряжениями.

Список цитируемой литературы: 
  1. Шур Е.А. Повреждения рельсов. М. : Интекс, 2012. 192 с.
  2. Неразрушающий контроль: Справочник : в 8 т. Т. 4 : в 3 кн. / под общ. ред. В.В. Клюева. 2-е изд., испр. М. : Машиностроение, 2006. 3 т.
  3. Неразрушающий контроль: Справочник в 8 т. Т. 6 : в 3 кн. / под общ. ред. В.В. Клюева. 2-е изд. испр. М. : Машиностроение, 2006. 848 с. 3 т.
  4. Бозорт Р. Ферромагнетизм. М. : Иностранная литература, 1956. 784 с.
  5. Кифер И.И., Пантюшин В.С. Испытания ферромагнитных материалов. М. : Госэнергоиздат, 1955. 240 с.
  6. Вонсовский С.В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. М. ; Л. : ОГИЗ ; ГИТТЛ, 1948. 816 с.
  7. Ворошилов В.П., Дунаев Ф.Н., Зверева В.И. О влиянии упругих напряжений на магнитострикцию ферромагнетиков // Изв. Вузов СССР. Физика. 1969. № 2. С. 89.
  8. Каганов М.И., В.М. Цукерник Природа магнетизма. М. : Наука, 1982. 192 с.
  9. Безлюдько Г.Я., Волохов С.А., Соломаха Р.Н. Изменение магнитного состояния металла стальной конструкции при механических воздействиях // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2006. № 3. С. 42.
  10. Горбаш В.Г., Делендик М.Н., Павленко П.Н. Неразрушающий контроль в промышленности. Магнитный контроль // Неразрушающий контроль и диагностика. 2011. № 2. С. 48‑63.
  11. Федосенко Ю.К. Шкатов П.Н., Ефимов А.Г. Вихретоковый контроль. 2-е изд. М. : Спектр, 2014. 224 с.
  12. Пат. № 2387983 Рос. Федерация, RU 2 387 983 C1, МПК G01N 27/82 (2006.01). Способ магнитной дефектоскопии / А.П. Степанов, М.А.Степанов, А.И. Милованов и др. ; заявитель и патентообладатель Иркут. гос. ун-т путей сообщ. № 2008143039/28 ; заявл. 29.10.2008 ; опубл. 27.04.2010, Бюл. № 12. 5 с.
  13. Пат. № 2441227 Российская Федерация, RU 2 441 227 C1, МПК G01N 27/72 (2006.1). Способ магнитной дефектоскопии изделий в напряженном состоянии / Степанов А.П., Милованов А.И., Степанов М.А.; заявитель и патентообладатель Иркут. гос. ун-т путей сообщен. – № 2010121417/28, заявл. 26.05.2010, опубл. 27.01.2012, Бюл. № 3. 3 с.
  14. Пат. № 2452943 Рос. Федерация, RU 2 452 943 C1, МПК G01N 27/82 (2006.1). Способ обнаружения изгибных напряжений / А.П. Степанов, М.А. Степанов, А.И. Милованов и др. ; заявитель и патентообладатель Иркут. гос. ун-т путей сообщ. № 2010142042/28 ; заявл. 13.10.2010 ; опубл. 10.06.2012, Бюл. № 16. 5 с.
  15. Пат. № 2521753 Рос. Федерация, RU 2 521 753 C1, МПК G01N 27/82 (2006.1). Способ оперативного обнаружения дефектов и механических напряжений в протяженных конструкциях / Степанов М.А., Степанов А.П., Пыхалов А.А. ; заявитель и патентообладатель Иркут. гос. ун-т путей сообщ. № 2013100328/28 ; заявл. 09.01.2013 ; опубл. 10.07.2014, Бюл. № 19. 5 с.
  16. Пат. № 2680669 Рос. Федерация, RU 2 680 669 C1, МПК G01N 27/72 (2006.1). Способ магнитного контроля протяженных изделий с симметричным поперечным сечением / Степанов А.П., Степанов М.А., Степанов Е.М. ; заявитель и патентообладатель Иркут. гос. ун-т путей сообщ. № 2018112518 ; заявл. 06.04.2018 ; опубл. 25.02.2019, Бюл. № 6. 7 с.
  17. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке и др. М. : Энергоатомиздат, 1989. 528 с.
  18. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электромагнитное поле. М. : Высшая школа, 1978. 231 с.