Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом
Рассмотрено определение степени повреждаемости металла при циклическом нагружении методом магнитной памяти. Приведены экспериментальные данные о влиянии переменного нагружения сварных соединений конструкционной стали 09Г2С на изменение значения градиента магнитного поля в тавровых образцах вблизи уг...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102192 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом / В.И. Загребельный, С.Б. Касаткин, В.А. Ящук // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 1. — С. 42-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102192 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Загребельный, В.И. Касаткин, С.Б. Ящук, В.А. 2016-06-11T16:52:41Z 2016-06-11T16:52:41Z 2011 Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом / В.И. Загребельный, С.Б. Касаткин, В.А. Ящук // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 1. — С. 42-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102192 621.19.30 Рассмотрено определение степени повреждаемости металла при циклическом нагружении методом магнитной памяти. Приведены экспериментальные данные о влиянии переменного нагружения сварных соединений конструкционной стали 09Г2С на изменение значения градиента магнитного поля в тавровых образцах вблизи угловых швов. Установлено, что с увеличением количества циклов нагружения постепенно возрастают значения градиента магнитного поля. Резкое повышение величины градиента магнитного поля наблюдается при приближении момента зарождения усталостной трещины и ее развитии. The determination of level of damageability of metal at cyclic loading using method of magnetic memory is considered. The experimental data on the influence of variable loading of welded joints of structural steel 09G2S on the change of gradient value of magnetic field in T-specimens in vicinity of fillet welds are given. It was established that with the increase of number of loading cycles the gradient value of magnetic field is gradually increased. Sharp increase of gradient value of magnetic field is observed in approaching the moment of fatigue crack initiation and its propagation. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Производственный раздел Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом Investigation of possability to determine the degree of metal damage at cyclic loading in welded joints of structural steel 09G2S using magnetometric method Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом |
| spellingShingle |
Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом Загребельный, В.И. Касаткин, С.Б. Ящук, В.А. Производственный раздел |
| title_short |
Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом |
| title_full |
Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом |
| title_fullStr |
Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом |
| title_full_unstemmed |
Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом |
| title_sort |
исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09г2с магнитометрическим методом |
| author |
Загребельный, В.И. Касаткин, С.Б. Ящук, В.А. |
| author_facet |
Загребельный, В.И. Касаткин, С.Б. Ящук, В.А. |
| topic |
Производственный раздел |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Investigation of possability to determine the degree of metal damage at cyclic loading in welded joints of structural steel 09G2S using magnetometric method |
| description |
Рассмотрено определение степени повреждаемости металла при циклическом нагружении методом магнитной памяти. Приведены экспериментальные данные о влиянии переменного нагружения сварных соединений конструкционной стали 09Г2С на изменение значения градиента магнитного поля в тавровых образцах вблизи угловых швов. Установлено, что с увеличением количества циклов нагружения постепенно возрастают значения градиента магнитного поля. Резкое повышение величины градиента магнитного поля наблюдается при приближении момента зарождения усталостной трещины и ее развитии.
The determination of level of damageability of metal at cyclic loading using method of magnetic memory is considered. The experimental data on the influence of variable loading of welded joints of structural steel 09G2S on the change of gradient value of magnetic field in T-specimens in vicinity of fillet welds are given. It was established that with the increase of number of loading cycles the gradient value of magnetic field is gradually increased. Sharp increase of gradient value of magnetic field is observed in approaching the moment of fatigue crack initiation and its propagation.
|
| issn |
0235-3474 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102192 |
| citation_txt |
Исследование возможности определения степени повреждаемости металла при циклическом нагружении в сварных соединениях конструкционной стали 09Г2С магнитометрическим методом / В.И. Загребельный, С.Б. Касаткин, В.А. Ящук // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 1. — С. 42-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT zagrebelʹnyivi issledovanievozmožnostiopredeleniâstepenipovreždaemostimetallapricikličeskomnagruženiivsvarnyhsoedineniâhkonstrukcionnoistali09g2smagnitometričeskimmetodom AT kasatkinsb issledovanievozmožnostiopredeleniâstepenipovreždaemostimetallapricikličeskomnagruženiivsvarnyhsoedineniâhkonstrukcionnoistali09g2smagnitometričeskimmetodom AT âŝukva issledovanievozmožnostiopredeleniâstepenipovreždaemostimetallapricikličeskomnagruženiivsvarnyhsoedineniâhkonstrukcionnoistali09g2smagnitometričeskimmetodom AT zagrebelʹnyivi investigationofpossabilitytodeterminethedegreeofmetaldamageatcyclicloadinginweldedjointsofstructuralsteel09g2susingmagnetometricmethod AT kasatkinsb investigationofpossabilitytodeterminethedegreeofmetaldamageatcyclicloadinginweldedjointsofstructuralsteel09g2susingmagnetometricmethod AT âŝukva investigationofpossabilitytodeterminethedegreeofmetaldamageatcyclicloadinginweldedjointsofstructuralsteel09g2susingmagnetometricmethod |
| first_indexed |
2025-11-26T15:14:51Z |
| last_indexed |
2025-11-26T15:14:51Z |
| _version_ |
1850626010556399616 |
| fulltext |
УДК 621.19.30
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ
ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МЕТАЛЛА ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ
НАГРУЖЕНИИ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ 09Г2С
МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
В. И. ЗАГРЕБЕЛЬНЫЙ, С. Б. КАСАТКИН, В. А. ЯЩУК (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Рассмотрено определение степени повреждаемости металла при циклическом нагружении методом магнитной
памяти. Приведены экспериментальные данные о влиянии переменного нагружения сварных соединений конст-
рукционной стали 09Г2С на изменение значения градиента магнитного поля в тавровых образцах вблизи угловых
швов. Установлено, что с увеличением количества циклов нагружения постепенно возрастают значения градиента
магнитного поля. Резкое повышение величины градиента магнитного поля наблюдается при приближении момента
зарождения усталостной трещины и ее развитии.
The determination of level of damageability of metal at cyclic loading using method of magnetic memory is considered.
The experimental data on the influence of variable loading of welded joints of structural steel 09G2S on the change of
gradient value of magnetic field in T-specimens in vicinity of fillet welds are given. It was established that with the increase
of number of loading cycles the gradient value of magnetic field is gradually increased. Sharp increase of gradient value
of magnetic field is observed in approaching the moment of fatigue crack initiation and its propagation.
В настоящее время из неразрушающих методов
контроля все большее значение приобретает маг-
нитометрический метод (метод магнитной памяти)
[1, 2]. Это новый метод, который позволяет по
анализу распределения магнитного поля на по-
верхности объекта выявлять зоны концентрации
напряжений и прогнозировать места появления
дефектов. Метод применяется в энергетике, неф-
техимической и газовой промышленности. Ис-
пользуя его для выявления напряженно-деформи-
рованных участков в различных объектах, где под
действием циклического нагружения происходят
структурные изменения в металле и в дальнейшем
появляются усталостные трещины, можно прог-
нозировать зоны появления дефектов при даль-
нейшем нагружении.
Рассматриваемый диагностический метод в
настоящее время интенсивно развивается во мно-
гих странах. На 17-й Всемирной конференции по
неразрушающему контролю, которая проходила с
25–28 октября 2008 г. в Шанхае, этому методу
было посвящено более 20 докладов.
Контроль магнитометрическим методом осу-
ществляется без зачистки металла и специального
намагничивания и позволяет выполнять экспресс-
контроль качества сварных соединений в ручном
и автоматическом режиме на различных изделиях
из углеродистых и феррито-аустенитных марок
сталей.
Контроль выполняется с помощью специали-
зированных малогабаритных приборов, имеющих
автономное питание, сканирующие и регистриру-
ющие устройства.
С целью широкого применения в Украине ме-
тода магнитной памяти металла и разработки кон-
кретных методик для их использования в различ-
ных отраслях народного хозяйства Институтом
электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
подготовлен проект национального стандарта
«Неруйнівний контроль. Зварні з’єднання устат-
кування і конструкцій. Метод магнітної пам’яті
металу. Загальні вимоги» [3].
В ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины про-
ведена научно-исследовательская работа, посвя-
щенная влиянию циклического нагружения тав-
ровых образцов из конструкционной стали 09Г2С
(σ0,2 = 350 МПа) с угловыми сварными соедине-
ниями на изменения распределения магнитного
поля в зонах сварных соединений. Для исследо-
ваний использовали образцы толщиной 10 мм и
размером 120×450 мм с поперечным по отноше-
© В. И. Загребельный, С. Б. Касаткин, В. А. Ящук, 2011
Рис. 1. Тавровый образец из стали 09Г2С для испытаний
42 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1,2011
нию к действиям усилий ребром высотой 40 мм,
которое приваривалось к пластине угловыми шва-
ми (рис. 1). Эти образцы широко применяются
для усталостных испытаний [4].
Угловые швы выполняли с полным проваром
(по ГОСТ 14771–76). Сварку тавровых образцов
выполняли механизированным способом прово-
локой сплошного сечения марки Св-08Г2С диа-
метром 1,2 мм в углекислом газе и подвергали
циклическому нагружению симметричным кон-
сольным изгибом с напряжением цикла 160 МПа
при частоте 14 Гц. Испытания на циклическое наг-
ружение выполняли на усталостной машине мар-
ки УМП-02. После каждых 50 тыс. циклов наг-
ружения образец вынимали из испытательной ма-
шины и вблизи угловых швов измеряли распре-
деление напряженности магнитного поля с фик-
сацией нормальной составляющей магнитного по-
ля и строили графики Hр градиента Kин интен-
сивности распределения магнитного поля рассе-
яния. Градиент интенсивности Kин = dHp
⁄ d l (l —
— перемещение феррозондового датчика) явля-
ется важным информационным параметром пов-
реждаемости металла, численные значения кото-
рого характеризуют степень его повреждаемости.
На рис. 2 показано образование трещины длиной
5 мм в середине образца после 250000 циклов наг-
ружения и значение градиента 42⋅103 А/м2.
Проведенные исследования позволили полу-
чить следующие результаты. Наиболее интенсив-
ное увеличение градиента магнитного поля наб-
людалось в средней по ширине части образцов.
При испытании двух идентичных тавровых образ-
цов значения градиента магнитного поля в сред-
ней части образцов менялись от 10…13⋅103 до
30…35⋅10 А/м2 при увеличении количества цик-
лов нагружения от 30 до 250…270 тыс. После
250 тыс. циклов нагружения в одном из образцов
на линии сплавления с левой стороны от ребра
образовывалась усталостная трещина длиной
5 мм (рис. 3). После 270 тыс. циклов нагружения
в другом образце образовалась усталостная тре-
щина длиной 1 мм с правой стороны от ребра.
После 330 тыс. циклов нагружения в этом же об-
разце образовалась усталостная трещина длиной
1,8 мм с левой стороны от ребра. После образо-
вания в образцах усталостных трещин и роста
этих трещин при дальнейшем циклическом наг-
ружении наблюдалось более интенсивное увели-
чение значений градиента магнитного поля (от
30…35⋅103 до 60…70⋅103 А/м2) при увеличении
количества циклов нагружения от 250…270 до
350 тыс.
Таким образом, полученные данные показыва-
ют, что перед образованием в образцах усталос-
тных трещин наблюдается интенсивное увеличе-
ние градиента магнитного поля при циклическом
нагружении. Это увеличение градиента магнитно-
го поля вызвано образованием в металле образцов
под действием циклического нагружения устой-
чивых полос скольжения, которые предшествуют
развитию усталостных трещин [5].
Рис. 2. График распределения градиента | dHp
⁄ d l | вдоль
сварного шва образца № 2 (левая сторона) при циклическом
нагружении до 250000 циклов (А — трещина длиной 5 мм)
Рис. 3. Графики распределения градиента магнитного поля
вдоль оси шва в зависимости от количества циклов нагруже-
ния тавровых образцов из стали 09Г2С на расстоянии 20 (а),
50 (б), 70 (в) и 100 (г) мм от начала шва: ,— образец № 1;
, — № 2; , — левая сторона образцов; , — правая;
трещина длиной 1 мм (1);2 (2); 5 (3); 25 (4); 1,8 (5); на всю
длину шва (6 и 7)
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1,2011 43
Из наиболее очевидных областей применения
метода является выявление напряженно-деформи-
рованных участков на объекте, где в дальнейшем
появляются усталостные трещины, т. е. можно
прогнозировать места их образования, если объект
достигает 75…90 % циклических нагружений до
их появления.
1. Загребельный В. И. Магнитный контроль напряженно-
деформированного состояния сварных соединений и
стальных металлоконструкций, определение их остаточ-
ного ресурса // Техн. диагностика и неразруш. контроль.
— 1999. — № 4. — С. 31— 36.
2. Власов В. Т., Дубов А. А. Физические основы метода маг-
нитной памяти метала. — М.: ЗАО «ТИССО», 2004. —
424 с.
3. ДСТУ 4857:2007. Неруйнівний контроль. Зварні з’єднан-
ня устаткування й конструкцій. Метод магнітної пам’яті
металу. Загальні вимоги / В. О. Троїцький, В. І. Загре-
бельний, О. В. Мозговий, І. А. Заплотинський.
4. Труфяков В. И. Усталость сварных соединений. — Киев:
Наук. думка, 1973. — 215 с.
5. Горицкий В. М. Диагностика металлов. — М.: Металлур-
гиздат, 2004. — 402 с.
Поступила в редакцию
11.10.2010
44 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1,2011
|