КОЭРЦИТИВНАЯ СИЛА

Проблемы магнитно-коэрцитивного контроля и подходы к их решению

Григоров О. В., д.т.н., проф., зав. каф. ПТМ И О, НТУ «ХПИ», г. Харьков

Стариков М. А., к.т.н., Senior Engineer, PORTEK Systems & Equipment PTE Ltd, Singapore

Губский С. А., доцент, каф. ПТМ та О, НТУ «ХПИ», г. Харьков

Окунь А. О., ассистент, каф. ПТМ та О, НТУ «ХПИ», г. Харьков

 На сегодня 84 % грузоподъемных кранов отработали свой нормативный срок [1]. Решение о продлении эксплуатации этих кранов должно приниматься обоснованно. Для оценки состояния металлоконструкций кранов, отработавших свой нормативный срок, недопустимо ограничиваться лишь визуальным контролем. Сейчас появился или получил «новую жизнь» целый ряд методов неразрушающего контроля (НК), которые дают возможность повысить объективность определения состояния металлоконструкций исследуемых кранов. На сегодня перспективными являются, например, акустико-эмиссионный метод НК, метод инфракрасной эмиссии, метод магнитной памяти металла, метод определения механических свойств металла по твердости, магнитно-коэрцитивный метод НК. Но каждый из этих методов имеет свои недостатки, что затрудняет использование их на практике.

Метод магнитно-коэрцитивного НК получил свою «вторую жизнь» в Украине и России для применения на крановых металлоконструкциях введением в действие межгосударственного стандарта ГОСТ 30415–96 [2], методических указаний РД ИКЦ «КРАН»–007–97/02 (в России) [3] и МВ 0.00–7.01–05 (в Украине) [4]. Эти нормативные документы стали основой для законного (обоснованного) использования магнитно-коэрцитивного НК при техническом диагностировании крановых металлоконструкций. На тот момент был важен сам факт введения, что компенсировало существенные недоработки (недостатки) данных методик.

Прошло уже более 15 лет и существующие проблемы магнитно-коэрцитивного НК постепенно находят свое решение. Например, в работе Старикова М. А. [5] были предложены зависимости коэрцитивной силы от поврежденности металла с учетом интенсивности напряжений, действующих в опасном узле. Также был разработан алгоритм, позволяющий применять данные, полученные для лабораторных образцов при диагностировании реальных крановых металлоконструкций;

С 2012 года при проведении экспертного обследования несущих элементов металлоконструкций портальных кранов, отработавших нормативный срок службы, проведение магнитно-коэрцитивного НК обязательно (ОМД 22460848.003-2012 [6]).

С практическим применением метода к решению вопроса оценки остаточного ресурса металлоконструкций ПТМ начали вскрываться вопросы не только научно-исследовательского характера (недостаточное количество экспериментальных данных для различных сталей, о корректности сравнения данных при разных температурах,  влияние микроструктуры и хим. состава стали на получаемый результат) но и прикладного. Примером одного из важнейших вопросов из последней категории может служить проблема занижения результатов прибора при измерении коэрцитивной силы с увеличением толщины контролируемого металла. Причиной являеются недостатки в алгоритме работы структуросопов КРМ-ЦК-2М. Хотя с этим явлением сталкиваются многие специалисты в своей практике магнитно-коэрцитивного НК, но по сегодняшний день проблема существует и на нормативном уровне до сих пор не решена.

Хотя в своих работах Попов В. А., Григоров О. В. и Губский С. А. предложили решение этой проблемы, но решение все еще находиться на исследовательском уровне и не включено ни в один из нормативных документов. Исследователи предлагают использовать ступенчатые образцы с переменным сечением и представили методику приведения всех результатов магнитно-коэрцитивного НК на разных толщинах к одной [7, 8]. Более того весь процесс анализа измерений коэрцитивной силы (в т.ч. с различными толщинами элементов) с конечным выводом прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкции исследуемого крана был автоматизирован и выполняется компьютерной программой Metall [9, 10]. В этой программной оболочке реализуются следующие функции:

1) пересчет, учитывающий разную толщину элементов контролируемой металлоконструкции;

2) построение кривых, которые наглядно отображают распределение коэрцитивной силы по поверхности контролируемой металлоконструкции;

3) расчет остаточного ресурса металлоконструкции грузоподъемного крана;

4) полученные результаты формируются в отчетную документацию для дальнейшего вывода на печать.

В статье [11] была затронута еще одна проблема, которая является следствием недостатков структуроскопов типа КРМ-ЦК-2М, но решение не было приведено. Суть проблемы покажем на примере. Нами были проведены измерения коэрцитивной силы ступенчатых образцов металла из разных сталей с переменным сечением различными структуроскопами типа КРМ-ЦК-2М (фото 1). Измерения коэрцитивной силы ступенчатого образца металла из стали 09Г2С приведены в табл. 1, рис. 1.

Продолжение http://koercitiv.ucoz.ru/index/stranica_2/0-30