|
DOI: 10.14489/td.2019.06.pp.050-057
Мойсейчик Е. А.
ПАССИВНЫЙ МЕТОД ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ МЕХАНИЗМА ДЕФОРМАЦИОННОГО ТЕПЛООБРАЗОВАНИЯ
(с. 50-57)
Аннотация. Рассмотрены особенности образования теплоты и основные возможности пассивного метода теплового неразрушающего контроля стальных элементов и изделий. Изложен механизм теплообразования в стали и обоснована структура формулы изменения ее температуры при деформировании. Показано, что диагностирование стальных элементов в пассивном режиме должно проводиться при функционировании в них тепловых источников, возникающих в результате силовых воздействий на конструкции. Рассмотрены особенности определения напряженного состояния в стальных элементах пассивным тепловым методом. Показано, что пассивный метод теплового неразрушающего контроля стальных конструкций, нагружаемых непрерывно изменяющимися во времени силами, под действием которых в потенциально опасных зонах элементов функционируют внутренние деформационные источники тепла и поверхностные температурные поля, позволяет по кинетике и аномалиям температурных полей осуществлять контроль работоспособности в упругой, упругопластической стадиях работы стали, при зарождении и развитии разрушения.
Ключевые слова: стальные элементы, деформационное теплообразование, температура поверхности, пассивный тепловой контроль, техническое диагностирование.
Moyseychik Е. А.
PASSIVE METHOD OF THERMAL NON-DESTRUCTIVE TESTING OF STEEL ELEMENTS AND PRODUCTS ON THE BASIS OF THE MECHANISM OF DEFORMATION HEAT GENERATION
(pp. 50-57)
Abstract. The features of heat generation and the basic capabilities of the passive method of thermal non-destructive testing of steel elements and products are considered. The mechanism of heat generation in steel is presented and the structure of the formula for changing its temperature during deformation is substantiated. It is shown that the diagnosis of steel elements in the passive mode should be carried out with the operation of heat sources in them, resulting from the force effects on the structure. The features of determining the stress in steel elements by the passive thermal method are considered. It is shown that the passive method of thermal non-destructive testing of steel structures loaded with forces continuously changing in time, under the action of which internal deformation sources of heat and surface temperature fields operate in potentially dangerous areas of the elements, allows the kinetics and anomalies of temperature fields to exercise health -plastic stages of steel, with the birth and development of destruction.
Keywords: steel elements, deformation heat generation, surface temperature, passive thermal control, technical diagnostics.
Е. А. Мойсейчик (ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет», Новосибирск, Россия) Е-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Е. А. Moyseychik (Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering, Novosibirsk, Russia) Е-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Пустовой В. Н. Металлоконструкции грузоподъемных машин. Разрушение и прогнозирование остаточного ресурса. М.: Транспорт, 1992. 256 с.
2. Котельников В. В. Разработка методики теплового контроля и диагностики технического состояния металлоконструкций мостовых кранов: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.02.11 / МГТУ им. Н. Э. Баумана. М., 2009. 18 с.
3. Куриленко Г. А. Контроль и прогнозирование индивидуального сопротивления усталости деталей машиностроения на основе кинетики пассивных тепловых полей: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 01.02.04 / Новосиб. гос. тех. ун-т. Новосибирск, 2000. 36 с.
4. Иванов, A. M., Лукин Е. С., Ларионов В. Н. К исследованию кинетики упругопластического деформирования и разрушения элементов конструкций с концентраторами напряжений по тепловому излучению // Докл. Акад. наук. 2004. Т. 395. № 5. С. 609 – 613.
5. Плехов О. А. Структурно-кинетические механизмы деформирования и разрушения материалов в крупнозернистом и субмикрокристаллическом состояниях: автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук: 01.02.04 / Ин-т механики сплошных сред УО РАН. Пермь, 2009. 32 с.
6. Nobuaki Nagatomo, Hidetoshi Sakamoto, Yoshifumi Ohbuchi. Macroscopic evaluation of plastic deformation by thermography method [Electronic resource] // 9th International Conference on Fracture & Strength of Solids, June 9 – 13, 2013, Jeju, Korea. URL: http://https://www.ndt.net/article/qirt2010/papers/ qirt2010-044.pdf. Access date: 25.08.2018.
7. Базалєєв М. І. Розробка фізико-технологічних основ термографічного контролю і моніторингу стану матеріалів для оцінки ресурсу устаткування і споруджень ядерної енергетики методами інфрачервоної радіометрії: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 01.04.07 / Ін-т електрофізики і радіаційних технологій НАНУ. Харків, 2015. 36 с.
8. Абрамова Е. В., Быстрова Н. А., Белкин В. К. и др. Применение теплового контроля в экспертизе промышленной безопасности плавильной печи // Докл. ХХ Всерос. конф. по неразрушающему контролю и техн. диагностике, Москва, 3 – 6 марта 2014 г. М.: Спектр, 2014. С. 206 – 209.
9. Будадин О. Н., Потапов А. И., Колганов В. И., Троицкий-Марков Т. Е. Тепловой неразрушающий контроль изделий. М.: Наука, 2002. 472 с.
10. Шаповалов Е. В., Галаган Р. М., Клишар Ф. С. и др. Современные методы и средства неразрушающего контроля сварного соединения, выполненного контактной точечной сваркой (обзор) // Техн. диагностика и неразрушающий контроль. 2013. № 1. С. 10 – 22.
11. Galietti U., Palumbo D. Application of thermal methods for characterization of steel welded joints [Electronic resource] // 10th International Conference on Quantitative InfraRed Thermography, July 27 – 30, 2010, Québec (Canada). URL: http://https://www.ndt.net/ article/qirt2010/ papers/qirt2010–044.pdf . Access date: 25.08.2018.
12. Al–Karawi J., Schmidt J. Application of Infrared Thermography to the Analysis of Welding processes [Electronic resource]. URL: qirt.org/archives/qirt2004/papers/077.pdf. Access date: 7.08.2018.
13. Horvath L. Experimentelle Untersuchungen der im Stahlbau typischen Bauteile mit Thermovision. Dissertation zu Erlangung des akademischen Grades eines Doktor–Ingenieurs. Cottbus: BTU, 2002. 84 s.
14. Патон Б. Е., Лобанов Л. М., Недосека С. А. и др. Интеллектуальные технологии в оценке состояния конструкций (АЭ-технология и контролирующая аппаратура нового поколения на ее основе) // Техн. диагностика и неразрушающий контроль. 2016. № 2. С. 3 – 18.
15. Дубов А. А. Проблемы оценки остаточного ресурса стареющего оборудования // Безопасность труда в промышленности. 2003. № 3. С. 46 – 49.
16. Еремин К. И., Матвеюшкин С. А. Особенности экспертизы и НК металлических конструкций эксплуатируемых сооружений // В мире НК. 2008. № 4 (42). С. 4 – 7.
17. Комаровский, А. А. Диагностика напряженно-деформированного состояния // Контроль. Диагностика. 2000. № 2. С. 22 – 27.
18. Thomson W. On the Thermoelastic and Thermo-magnetic Properties of Matter // Quart. J. of Math. 1857. № 1. P. 57 – 77.
19. Губкин С. И. Пластическая деформация металлов: в 2 т. Т. 2: Физико-химическая теория пластичности. М.: Металлургиздат, 1961. 416 с.
20. Мойсейчик Е. А. Распределение углерода и механизм теплообразования при холодном деформировании образцов из низкоуглеродистой стали // Вестн. Белорус. нац. техн. ун-та. 2010. № 5. С. 22 – 26.
21. Мойсейчик Е. А. Исследование теплообразования и зарождения разрушения в стальной растянутой пластине с конструктивно-технологическим дефектом // Прикладная механика и техническая физика. 2013. № 1. С. 134 – 142.
22. Nicholas J. F. The dissipation of energy during plastic deformation // Acta metallurgica. 1959. V. 7. P. 544 – 546.
23. Moyseychik E. A., Vavilov V. P., Kuimova M. V. Nondestructive testing of steel and constructions by using the phenomenon of deformation heat release // Journal of Nondestructive Evaluation. 2018. V. 37. № 2. [28]. DOI: 10.1007/s10921-018-0482-4.
24. Абрамова К. Б., Щербаков И. П., Русаков А. И., Семенов А. А. Эмиссионные процессы, сопровождающие деформирование и разрушение металлов // Физика твердого тела. 1999. Т. 41. Вып. 5. С. 842–843.
25. Малыгин Г. А. Локальные разогревы в кристаллах при низкотемпературной деформации // Физика твердого тела. 1977. Т. 19. Вып. 10. С. 3152 – 3155.
26. Мойсейчик Е. А. Природа теплообразования при холодном деформировании стальной арматуры // Механика машин, механизмов и материалов. 2010. № 3 (2). С. 69 – 74.
27. Мойсейчик Е. А. Предельные состояния растянутых болтов и их учет в соединениях // Изв. вузов. Строительство. 2011. № 8 – 9. С. 84 – 91.
28. Мойсейчик, Е. А., Шафрай С. Д. Моделирование работы и термография растянутых сварных соединений стальных конструкций с парными накладками // Вестн. гражд. инженеров. 2014. № 6 (47). С. 58 – 63.
29. Мойсейчик Е. А. Основы методики неразрушающего контроля растянутых элементов стальных конструкций с использованием деформационного тепла // Неразрушающий контроль и диагностика. 2015. № 4. С. 57 – 68.
30. Мойсейчик Е. А. Предельное состояние шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата и разработка системы мониторинга их работоспособности // Гидротехн. строительство. 2015. № 3. С. 43 – 47.
31. Мойсейчик Е. А., Мойсейчик А. Е. Основы теплового контроля несущих конструкций с использованием деформационного теплообразования // Неразрушающий контроль и диагностика. 2014. № 3. С. 3 – 19.
32. Мойсейчик Е. А. Основы методики неразрушающего контроля растянутых элементов стальных конструкций с использованием деформационного тепла // Неразрушающий контроль и диагностика. 2015. № 4. С. 57 – 68.
1. Pustovoy V. N. (1992). Metal lifting machines. Destruction and prediction of residual resource. Moscow: Transport. [in Russian language]
2. Kotel'nikov V. V. (2009). Development of methods for thermal testing and diagnostics of the technical condition of metal structures of bridge cranes. Moscow: MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
3. Kurilenko G. A. (2000). Monitoring and forecasting individual fatigue resistance of mechanical engineering parts based on the kinetics of passive thermal fields. Novosibirsk: Novosibirskiy gosudarstvenniy tekhnicheskiy universitet. [in Russian language]
4. Ivanov, A. M., Lukin Е. S., Larionov V. N. (2004). To the study of the kinetics of elastoplastic deformation and destruction of structural elements with stress concentrators by thermal radiation. Doklady Akademii nauk, Vol. 395, (5), pp. 609-613. [in Russian language]
5. Plekhov O. A. (2009). Structural-kinetic mechanisms of deformation and destruction of materials in coarsegrained and submicrocrystalline states. Perm': Institut mekhaniki sploshnyh sred UO RAN. [in Russian language]
6. Nobuaki Nagatomo, Hidetoshi Sakamoto, Yoshifumi Ohbuchi. (2013). Macroscopic evaluation of plastic deformation by thermography method. 9th International Conference on Fracture & Strength of Solids. Jeju. Available at: http://https://www.ndt.net/ article/ qirt2010/papers/qirt2010-044.pdf. (Accessed: 25.08.2018).
7. Bazalєєv M. І. (2015). Development of physical and technological fundamentals of thermo-graphic testing and monitoring of the state of materials for the estimation of resource of equipment and constructions of nuclear energy by methods of infrared radiometry. Har'kov: Institut elektrofіziki і radіatsionnyh tekhnologіy NANU.
8. Abramova Е. V., Bystrova N. A., Belkin V. K. et al. (2014). Application of thermal control in the examination of industrial safety of a melting furnace. Reports of the XX All-Russian Conference on Non-Destructive Testing and Technical Diagnostics, pp. 206-209. Moscow: Spektr. [in Russian language]
9. Budadin O. N., Potapov A. I., Kolganov V. I., Troitskiy-Markov T. Е. (2002). Thermal non-destructive testing of the products. Moscow: Nauka. [in Russian language]
10. Shapovalov Е. V., Galagan R. M., Klishar F. S. et al. (2013). Modern methods and means of non-destructive testing of welded joints, made by resistance spot welding (review). Tekhnicheskaya diagnostika i nerazrushayushchiy kontrol', (1), pp. 10-22. [in Russian language]
11. Galietti U., Palumbo D. (2010). Application of thermal methods for characterization of steel welded joints. 10th International Conference on Quantitative InfraRed Thermography. Québec. Available at: http://https://www.ndt. net/ article/qirt2010/ papers/qirt2010–044.pdf . (Accessed: 25.08.2018).
12. Al–Karawi J., Schmidt J. Application of Infrared Thermography to the Analysis of Welding processes. Available at: qirt.org/archives/qirt2004/papers/077.pdf. (Accessed: 7.08.2018).
13. Horvath L. (2002). Experimentelle Untersuchungen der im Stahlbau typischen Bauteile mit Thermovision. Dissertation zu Erlangung des akademischen Grades eines Doktor–Ingenieurs. Cottbus: BTU.
14. Paton B. Е., Lobanov L. M., Nedoseka S. A. et al. (2016). Intellectual technologies in the assessment of the state of structures (AE-technology and inspection equipment of the new generation based on it). Tekhnicheskaya diagnostika i nerazrushayushchiy kontrol', (2), pp. 3-18. [in Russian language]
15. Dubov A. A. (2003). Problems of evaluation of residual resource aging equipment. Bezopasnost' truda v promyshlennosti, (3), pp. 46-49. [in Russian language]
16. Еremin K. I., Matveyushkin S. A. (2008). Features of the expertise and NC of metal structures of operated structures. V mire NK, 42 (4), pp. 4-7. [in Russian language]
17. Komarovskiy A. A. (2000). Diagnostics of the stress-strain state. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp. 22-27. [in Russian language]
18. Thomson W. (1857). On the Thermoelastic and Thermomagnetic Properties of Matter. Quarterly Journal of Mathematics, (1), pp. 57-77.
19. Gubkin S. I. (1961). Plastic deformation of metals: in 2 volumes. Vol. 2: Physicochemical theory of plasticity. Moscow: Metallurgizdat. [in Russian language]
20. Moyseychik Е. A. (2010). Carbon distribution and heat generation mechanism during cold deformation of low carbon steel samples. Vestnik Belorusskogo natsional'nogo tekhnicheskogo universiteta, (5), pp. 22-26. [in Russian language]
21. Moyseychik Е. A. (2013). The study of heat generation and the generation of damage in a steel tensile plate with a design-technological defect. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika, (1), pp. 134-142. [in Russian language]
22. Nicholas J. F. (1959). The dissipation of energy during plastic deformation. Acta metallurgica, Vol. 7, pp. 544-546.
23. Moyseychik E. A., Vavilov V. P., Kuimova M. V. (2018). Nondestructive testing of steel and constructions using the phenomenon of deformation heat release. Journal of Nondestructive Evaluation, Vol. 37, 28(2). DOI: 10.1007/s10921-018-0482-4.
24. Abramova K. B., Shcherbakov I. P., Rusakov A. I., Semenov A. A. (1999). Emission processes accompanying the deformation and destruction of metals. Fizika tverdogo tela, Vol. 41, (5), pp. 842-843. [in Russian language]
25. Malygin G. A. (1977). Local heating in crystals at low temperature deformation. Fizika tverdogo tela, Vol. 19, (10), pp. 3152-3155. [in Russian language]
26. Moyseychik Е. A. (2010). The nature of heat generation during cold deformation of steel reinforcement. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov, 2(3), pp. 69- 74. [in Russian language]
27. Moyseychik Е. A. (2011). Limit states of tensioned bolts and their inclusion in joints. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo, (8 – 9), pp. 84-91. [in Russian language]
28. Moyseychik, Е. A., Shafray S. D. (2014). Modeling of work and thermography of stretched welded joints of steel structures with paired plates. Vestnik grazhdanskih inzhenerov, 47(6), pp. 58-63. [in Russian language]
29. Moyseychik Е. A. (2015). Fundamentals of non-destructive testing of stretched elements of steel structures using deformation heat. Nerazrushayushchiy kontrol' i diagnostika, (4), pp. 57-68. [in Russian language]
30. Moyseychik Е. A. (2015). Limit condition of studs for fastening the turbine cover of a hydraulic unit and development of a system for monitoring their performance. Gidrotekhnicheskoe stroitel'stvo, (3), pp. 43-47. [in Russian language]
31. Moyseychik Е. A., Moyseychik A. Е. (2014). Fundamentals of thermal testing of load-bearing structures using deformation heat generation. Nerazrushayushchiy kontrol' i diagnostika, (3), pp. 3-19. [in Russian language]
32. Moyseychik Е. A. (2015). Fundamentals of non-destructive testing of stretched elements of steel structures using deformation heat. Nerazrushayushchiy kontrol' i diagnostika, (4), pp. 57-68. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2019.06.pp.050-057
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2019.06.pp.050-057
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»