Способ определения потенциально опасных зон разрушения материала оборудования

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано для диагностирования оборудования на разных этапах его эксплуатации. Сущность способа основана на измерении параметров отклика электрического сигнала по всей исследуемой зоне и определении экстремумов, характеризующих очаг зарождения разрушения. При этом осуществляется сканирование параметров отклика электрического сигнала по всей исследуемой зоне материала оборудования при различных количествах циклов знакопеременного нагружения, а затем получения графиков распределения параметров отклика электрического сигнала по всей исследуемой зоне при различных значениях количеств циклов нагружения и выявления экстремумов, которые будут характеризовать потенциально опасные зоны. Технический результат заключается в повышении информативности и достоверности выявления очагов разрушения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способам определения очагов разрушения материалов и может быть использовано для дефектоскопии оборудования, эксплуатируемого в условиях циклического нагружения.

Материал оборудования в процессе эксплуатации подвергается воздействию знакопеременных нагрузок (изгибающий момент, внутреннее давление, температурная деформация и т.д.), вызывающих накопление усталостных повреждений, что приводит к трудно прогнозируемым результатам с точки зрения определения очагов разрушения материала оборудования.

В этой связи для своевременного предотвращения аварийных ситуаций, связанных с разрушением материала оборудования, необходимы методы неразрушающего контроля, учитывающие влияние циклического нагружения на изменение свойств материала.

Одним из перспективных методов контроля является метод оценки технического состояния материала исследуемого объекта по его электромагнитным свойствам.

Известен способ вихретокового контроля /1/, основанный на сканировании линейно протяженных изделий вихретоковым преобразователем параметров выходного сигнала (амплитуды, фазы), по величине которых судят о наличии дефектов в материале изделия.

Недостатком известного способа является низкая информативность, характеризующаяся отсутствием возможности оценки потенциальной опасности на ранней стадии зарождения дефекта материала оборудования.

Известен способ неразрушающего контроля электропроводящих изделий, заключающийся в том, что контролируемый объект нагревают, регистрируют температурное поле и по искажению этого поля судят о наличии дефекта /2/.

Недостатком известного способа является низкая чувствительность, выраженная в отсутствии учета потерь тепла токопроводящим материалом в окружающую среду, что, в конечном счете, приводит к незначительным изменениям электропроводности исследуемого материала.

Известен способ оценки степени поврежденности материала оборудования по изменению степени затухания отклика электрического сигнала, основанный на измерении вышеуказанного параметра при различных количествах циклов знакопеременного нагружения и взятый за аналог /3/.

Недостатком известного способа является его низкая информативность, выраженная тем, что технический результат свидетельствует об усредненной величине поврежденности материала оборудования и не учитывает наличие локальных зон, являющихся одновременно очагами наибольшего накопления повреждений материала оборудования и потенциальными очагами разрушения.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение информативности и достоверности выявления очагов разрушения с учетом влияния циклического нагружения на различных стадиях эксплуатации оборудования.

Технический результат достигается за счет того, что проводят сканирование параметров отклика электрического сигнала по всей исследуемой зоне материала оборудования в исходном состоянии и при последующем мониторинге в процессе циклического нагружения, после чего строят график распределения относительной средней амплитуды напряжения отклика электрического сигнала Ui/Ui-1 по всей исследуемой зоне при различных значениях Ni/Ni-1 и на построенном графике выявляют экстремумы, которые и характеризуют потенциально опасные зоны разрушения материала оборудования, где Ui - средняя амплитуда напряжения отклика электрического сигнала стального образца, подверженного циклическому нагружению в течение i-го количества циклов на момент текущего измерение и i-1 количества циклов Ui-1 на момент предыдущего измерения.

При этом из совокупности полученных экстремумов относительной величины параметров отклика электрического сигнала, наиболее опасной зоной разрушения считают ту, которая имеет максимальную величину изменения.

Кроме того, определить потенциально опасные зоны разрушения материала оборудования, подверженного циклическому нагружению возможно и при отсутствии данных о средней амплитуде напряжения отклика электрического сигнала предыдущей оценки путем измерения средней амплитуды напряжения отклика электрического сигнала Ui стального образца, подверженного циклическому нагружению в течение i-го количества циклов и эталонного образца UЭ того же материального исполнения.

Технический результат достигается тем, что по измеренной средней амплитуде напряжения отклика электрического сигнала находят относительные значения данных параметров Ui/Ui-1, а в случае отсутствия данных о предыдущем измерении - Ui/UЭ.

Технический результат достигается тем, что по найденным относительным значениям Ui/Ui-1 (или при отсутствии данных о предыдущем измерении Ui/UЭ) строят график распределения по всей измеряемой зоне, в котором максимальное относительное значение покажет потенциально опасную зону разрушения материала оборудования.

Пример использования способа. Проводилось измерение параметров отклика электрического сигнала групп материалов (углеродистые, легированные), подверженных циклическому нагружению по схеме чистого симметричного изгиба.

Испытания проводились на сериях плоских образцов (из углеродистой, легированной сталей), длиной 240 мм, длина рабочей части 120 мм. Нагружение образцов осуществляли знакопеременным изгибом, используя установку усталостных испытаний по схеме чистого изгиба с одновременным измерением параметров отклика электрического сигнала с помощью измерительного комплекса, включающего накладной вихретоковый преобразователь, внешнее измерительное устройство Tie Pie SCOPE HS801, персональный компьютер. Номинальная деформация образца при изгибе устанавливалась из расчета амплитуды напряжения при изгибе, находящейся в упругопластической области.

По результатам измерения были найдены относительные значения среднего напряжения Ui/Ui-1при различных относительных количествах циклов Ni/Ni-1 (где Ni - количество циклов на момент текущего измерения, Ni-1 - количество циклов на момент предыдущего измерения) и построены графики распределения измеряемого параметра по рабочей длине образца (в качестве иллюстрации см. рисунок 1 - Распределение относительного среднего напряжения отклика электрического сигнала Ui/Ui-1 по рабочей длине образца при различных относительных количествах циклов Ni/Ni-1).

В случае отсутствия информации об измерениях среднего напряжения при Ni-1, необходимо находить относительные значения Ui/UЭ, вычисленные по эталонному образцу и строить график распределения вышеуказанной относительной величины при различных количествах циклов Ni (в качестве иллюстрации см. рисунок 2 - Распределение относительного среднего напряжения отклика электрического сигнала Ui/UЭ по рабочей длине образца при различных количествах циклов Ni).

Полученные графики распределения свидетельствует о наличии зоны, имеющей наибольшее значение относительного напряжения отклика электрического сигнала и выступающей в роли потенциально опасной зоны разрушения.

В случае наличия на графике распределения параметров отклика электрического сигнала нескольких экстремумов, то о потенциальной зоне разрушения необходимо судить по экстремуму, значение которого больше.

Список использованной литературы

1. Способ вихретокового контроля линейно протяженных изделий и вихретоковый преобразователь для его осуществления (Патент RU 2025725): G01N 27/90 - Авторы патента: Беликов Е.Г., Дубинкин Е.В.

2. Вихретоковый способ неразрушающего контроля электропроводящих изделий (Патент SU 1732252): Авторы патента: Игнатьев Б.С., Панов В.А.

3. Наумкин Е.А., Бикбулатов Т.Р., Кузеев М.И. Оценка степени поврежденности материала оборудования по изменению степени затухания отклика электрического сигнала // Нефтегазовое дело / УГНТУ. - Электрон, журн. - Уфа, 2011. - №5.

1. Способ определения потенциально опасных зон разрушения материала оборудования, эксплуатируемого в условиях циклического нагружения, на основании результатов измерения параметров отклика электрического сигнала, отличающийся тем, что для выявления очага разрушения проводят сканирование параметров отклика электрического сигнала по всей исследуемой зоне материала оборудования в исходном состоянии и при последующем мониторинге в процессе циклического нагружения, после чего строят график распределения относительной средней амплитуды напряжения отклика электрического сигнала Ui/Ui-1 по всей исследуемой зоне при различных значениях Ni/Ni-1 и на построенном графике выявляют экстремумы, которые и характеризуют потенциально опасные зоны разрушения материала оборудования, где Ui - средняя амплитуда напряжения отклика электрического сигнала стального образца, подверженного циклическому нагружению в течение i-го количества циклов на момент текущего измерение и i-1 количества циклов Ui-1 на момент предыдущего измерения, Ni - количество циклов на момент текущего измерения, Ni-1 - количество циклов на момент предыдущего измерения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что из совокупности полученных экстремумов относительной величины параметров отклика электрического сигнала наиболее опасной зоной разрушения считают ту, которая имеет максимальную величину изменения.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при отсутствии данных о значениях средней амплитуды напряжения отклика электрического сигнала на момент предыдущего измерения находят среднюю амплитуду напряжения отклика электрического сигнала по эталонному образцу и строят график распределения относительного значения Ui/UЭ по всей исследуемой зоне при различных количествах циклов Ni, где UЭ - средняя амплитуда напряжения отклика электрического сигнала по эталонному образцу.



 

Похожие патенты:

Использование: для измерения концентрации газа. Сущность изобретения заключается в том, что устройство измерения концентрации газа содержит: измерительную секцию, выполненную с возможностью измерения концентрации газа на основе выходного сигнала датчика газа; таймерную секцию, выполненную с возможностью измерения времени, истекшего с момента измерения концентрации газа измерительной секцией; и секцию оповещения, выполненную с возможностью выдачи оповещения, в случае, когда датчик газа оказывается изолирован от наружного воздуха, когда измеренное истекшее время меньше заданного времени вентиляции.

Изобретение относится к нанотехнологиям, а именно к области использования графена (мультиграфена) и может найти широкое применение для изготовления датчиков влажности резистивного типа, применяемых в радиотехнике, электронной промышленности, энергетике и сельском хозяйстве.

Использование: для бесконтактного и дистанционного определения толщины плоских диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что одновременно излучают электромагнитные волны с частотой F1 и частотой в k раз выше kF1 в сторону поверхности диэлектрической пластины по нормали к ней, принимают отраженные волны, вычисляют разность фаз φ1 между принимаемой волной с частотой kF1 и волной с частотой F1, предварительно умноженной на k, после этого одновременно излучают электромагнитные волны с другой частотой F2 и частотой в k раз выше kF2 в сторону поверхности диэлектрической пластины по нормали к ней, принимают отраженные волны, вычисляют разность фаз φ2 между принимаемой волной с частотой kF2 и волной с частотой F2, предварительно умноженной на k, толщину диэлектрической пластины определяют по фазам φ1 и φ2.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к неразрушающим способам контроля качества технологических процессов производства электротехнических изделий. Согласно способу у каждой обмотки измеряют до пропитки и после пропитки электрические параметры, в качестве которых выбраны сопротивления двух фаз соединенной в звезду обмотки.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при решении проблемы электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, а также исследованию параметров вторичного излучения различных сред.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества лазерных и оптических кристаллов и может быть использовано при изготовлении и исследовании новых кристаллических материалов.

Изобретение относится к способу измерения накопления частиц на поверхностях реактора. Способ мониторинга смеси частиц и текучей среды включает пропускание смеси, содержащей заряженные частицы и текучую среду, обтекая детектор накопления частиц, измерение электрического сигнала, зарегистрированного детектором в то время, как некоторые заряженные частицы проходят мимо детектора без контакта с ним, а другие заряженные частицы контактируют с детектором, обрабатывание измеренного электрического сигнала, обеспечивая выходные данные, и определение по выходным данным, имеют ли заряженные частицы, контактирующие с детектором, в среднем заряд, отличный от заряженных частиц, проходящих мимо детектора без контакта с ним.

Датчик уровня, в частности электромагнитный детектор объекта толкающего и ударного типа, содержащий: магнитный качающийся стержень, электромагнит, который расположен с одной стороны магнитного качающегося стержня, и электронный модуль, который управляет электромагнитом при выполнении привода магнитного качающего стержня для его качания и усиливает, обрабатывает и выполняет вывод с задержкой по времени сигналов качания магнитного качающего стержня, причем эти сигналы качания снимают с помощью электромагнита, упомянутый магнитный качающийся стержень подвешен на устройстве подвески с одной стороны основного корпуса, и электромагнит, который состоит из железного сердечника и катушки, расположен внутри основного корпуса.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению концентрации кислорода и водорода, предназначенных для поверки, калибровки анализаторов растворенного в жидких средах кислорода и водорода.

Изобретение относится к аналитической химии пищевых производств. Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов включает формирование полимерного материала в виде пакета, его вакуумирование, герметизирование и термическую обработку, после которой пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см3 осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см3 воздуха.

Изобретение относится к области аналитической химии, электрохимии и биохимии и касается способа экспресс-анализа комплексообразования амилоида-бета с ионами металлов. Способ заключается в том, что на поверхность печатного графитового электрода наносят аликвоту раствора синтетического пептида амилоида-бета (1-16) в буферном растворе (контроль). Затем на другой электрод наносят равную аликвоту указанного пептида с ионами исследуемого металла в соотношении 1:1-1:1000. После инкубации в течение 10 минут осуществляют электрохимическое определение амилоида-бета (1-16) в растворе на каждом электроде путем регистрации квадратно-волновой вольтамперограммы окисления пептида. Затем измеряют высоту и потенциал максимума полученного пика окисления в области 0,6-0,7 В (относительно псевдо-хлорсеребряного электрода сравнения) при нейтральном рН и изменению интенсивности сигналов и сдвигу потенциала максимума в область более положительных значений относительно контроля констатируют образование комплекса и определяют соотношение ионов металла и амилоида-бета в образовавшемся комплексе. Техническим результатом является разработка электрохимического экспресс-анализа комплексообразования амилоида-бета с ионами металлов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., табл. 1.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для установления возможности переработки в муку и комбикорма зерна пшеницы, пораженного головней. При осуществлении способа используют устройство «Электронный нос», для чего готовят детектирующее устройство типа «Электронный нос», матрицу которого формируют из 7 пьезосенсоров с базовой частотой колебаний 10…15 МГц, на электроды которых наносят чувствительные покрытия общей массой 4-10 мкг из растворов сорбентов: полидиэтиленгликоль сукцинат, поливинилпирролидон, углеродные нанотрубки, модифицированные азотистым цирконилом, подготовленное детектирующее устройство подключают к компьютеру, затем отбирают пробу зерна пшеницы, помещают в герметический стеклянный сосуд с полимерной мягкой мембраной, выдерживают ее при температуре 20°С не менее 30 минут, затем через мембрану отбирают 3 см3 равновесной газовой фазы, инжектируют ее в корпус статического детектирующего устройства типа «Электронный нос», регистрируют сигналы массива сенсоров в виде хроночастотограмм, на основании которых получают «визуальные отпечатки», которые сопоставляют с имеющимися в базе данных «визуальными отпечатками» стандартных смесей, по геометрии отпечатков делают вывод о степени их идентичности, рассчитывают площадь «визуальных отпечатков» и по калибровочному графику зависимости площади визуальных отпечатков от количества спор головневых грибов в пробах зерна пшеницы определяют их содержание, по которому судят о пригодности зерна пшеницы для дальнейшего использования, если количество обнаруженных спор находится в пределах от 0 до 0,05%, то такое зерно можно использовать для переработки в муку, если число спор превышает 0,05%, то это свидетельствует о поражении зерна пшеницы и невозможности его дальнейшего использования. Достигается повышение точности и чувствительности, а также - упрощение и ускорение определения. 2 ил., 2 табл., 2 пр.
Наверх