ANALYSIS OF THE KNOWN METHODS OF CONTROL OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF METAL

  • А. М. Карпаш ІФНТУНГ ; 76019, м . Івано - Франківськ , вул . Карпатська , 15; тел . (03422) 46067
Keywords: technical condition, remaining life, non-destructive testing, mechanical control, magnetic methods, acoustic methods, electromagnetic methods, electrical methods, thermal methods, diagnostic model

Abstract

The major part of the Ukrainian oil-and-gas complex metal constructions is currently in critical condition as their operation terms have practically exhausted the planned service life and in some cases have considerably exceeded it. The main reasons of breakdowns and faults of metal consuming equipment on oil-and-gas complex objects include the change of metal ware physical and mechanical properties as a result of metal corrosion damages, the lack of construction operations, serial defects of materials and facilities, mechanical damages, constructions mishandling. Emergency faults and breakdowns cause significant losses to Ukrainian enterprises and organizations, worsen ecological situation and contribute to the occurrence of accidents.

This article deals with the detailed review of control methods of physical and mechanical properties of oil-andgas complex objects metal constructions which function under various temperature and operation conditions. Their characteristics and expedience of application in industry from practical and economic points of view are reasoned.

The advantages and disadvantages of each method and peculiarities of their application when controlling certain objects are described. Measuring tools operation in carrying out the main control types has been analyzed. The improvement of modern control methods of metal constructions physical and mechanical properties will enable to economize a considerable quantity of financial resources and to prevent accidents.

References

1 Доценко Є. Р. Контроль механічних характеристик конструкційних сталей за їх питомим електричним опором: дис. … канд. техн. наук: 05.11.13 / Доценко Євгеній Романович. – Івано-Франківськ, 2010. – 140 с. – Бібліогр.: с. 127–140.
2 Горкунов Э.С. Взаимосвязь между магнитными, электрическими свойствами и структурным состоянием термически обработанных сталей – основа определения прочностных характеристик изделий неразрушающими методами: методические рекомендации / Э.С. Горкунов. – Свердловск: УЦ АН СССР, 1985. –130 с.
3 Бида Г.В. Коэрцитиметрия в неразрушающем контроле / Г.В. Бида, А.П. Ничипурук // Дефектоскопия. – 2000. – №10. – С. 3-28.
4 Бида Г.В. Магнитный контроль механических свойств проката / Г.В. Бида, Э.С. Горкунов, В.М. Шевнин. – Екатеринбург: УрО РАН, 2002. – 250 с.
5 Бида Г.В. Физическое обоснование контроля ударной вязкости проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей магнитными методами / Г.В. Бида, В.М. Камардин //Дефектоскопия. – 1995. – №10. – С. 3-31.
6 Михеев М.Н. Связь магнитных свойств со структурным состоянием вещества – физическая основа магнитного структурного анализа / М.Н. Михеев, Э.С. Горкунов // Дефектоскопия. – 1981. – № 8. – С. 8-21.
7 Назарчук З.Т. Комплекс технічних засобів для електромагнітного неруйнівного контролю конструкцій тривалої експлуатації / З.Т. Назарчук, А.Я.Тетерко, В.Г.Рибачук, Я.П. Кулинич // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин:збірник наукових статей за результатами, отриманими в 2004-2006 рр. – К.: ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України. – 2006. – С. 42.
8 Неклюдов І.М. Діагностичний контроль напружено-деформованого стану основного металу та зварних з’єднань трубопроводів енергоблоків за допомогою коерцитиметричного методу / І.М. Неклюдов, В.М. Ажажа, Л.С. Ожигов [та ін.] // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин: збірник наукових статей за результатами, отриманими в 2004-2006 рр. – К.: ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України. – 2006. – С. 150.
9 Михеев М.Н. Зависимость показаний коэрцетиметра с приставным электромагнитом от параметров испытуемых изделий / М.Н. Михеев, И.А. Кузнецов, Т.П. Царькова // Дефектоскопия. – 1973. – №2. – С. 116-120.
10 Бида Г.В. Неразрушающий метод контроля механических свойств труб нефтяного сортамента / Г.В. Бида, Н.Д. Почуев, А.Н. Сташков // Дефектоскопия. – 2002. – №10. – С. 14-29.
11 Велев Г.С. Автоматизированная система для комплексного неразрушающего контроля структуры и механических свойств материалов / Г.С. Велев, В.В. Латковски : ХVІІ Российская научно-техническая конф. с междунар. участием «Неразрушающий контроль и диагностика». – Екатеринбург, 2005. – С. 258.
12 Perez-Benitez J.A. A study of plastic deformation around a defect using the magnetic Barkhausen noise in ASTM 36 steel / J.A.Perez Benitez, J.Capo-Sanchez, J.Anglada-Rivera, L.R. Padovese. // NDT&E International. – 2008. – vol.41. – P. 53-58.
13 Ботаки А.А. Ультразвуковой контроль прочностных свойств конструкционных материалов / А.А. Ботаки, В.В. Ульянов, А.В. Шар-
ко. – М. : Машиностроение, 1983. – 74 с.
14 Дубов А. Исследование свойств метала с использованием метода магнитной памяти / А. Дубов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1997. – №9. – С. 35-39.
15 Неразрушающий контроль: практ. пос. / В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, В.В. Сухоруков; под ред. В.В. Сухорукова. – М.: Высш.
шк., 1992. – 312 с.
16 Белокур И.П. Дефектоскопия материалов и изделий / И.П. Белокур, В.А. Коваленко. – К.: Техника, 1989. – 192 с.
17 Шарко А.В. Современное состояние и перспективы развития акустических методов контроля прочностных свойств конструкционных материалов / А.В. Шарко // Дефектоскопия. – 1983. – № 5. – С. 72-87.
18 Крауткремер Й. Ультразвуковой контроль материалов: справочное издание / Й. Крауткремер, Г. Крауткремер. – М.: Металлургия, 1991. – 752 с.
19 Муравьев В.В. Скорость звука и структура сталей и сплавов / В.В. Муравьев, Л.Б. Зуев, К.Л. Комаров. – Новосибирск : Наука, 1996. – 184 c.
20 Муравьев В.В. Взаимосвязь скорости ультразвука в сталях с режимами их термической обработки / В.В. Муравьев // Дефектоско-
пия. – 1989. – №2. – С. 66-68.
21 Полетика И.М. Об ультразвуковом контроле неоднородности механических свойств горячекатаной стали / И. Полетика, Н. Егорова, О. Куликова, Л. Зуев // Журнал технической физики. – 2001. – Т.71, Вып. 3. – С. 37-40.
22 Бернштейн М.Л. Структура деформированных металлов / М.Л. Бернштейн. – М.: Металлургия, 1977. – 431 с.
23 Иванов А.И. Использование продольно поверхностных волн при контроле твердости стали / А.И. Иванов, А.А. Лебедев, А.В. Шарко // Дефектоскопия. – 1990. – №2. – С. 89-91.
24 Лебедев А.А. Акустический контроль механических свойств стальных изделий поверхностными волнами Рэлея / А.А. Лебедев, А.В. Шарко // Дефектоскопия. – 1990. – №10. –. 14-19.
25 Пат. 2224249 Россия, МПК G 01 N 29/18. Способ измерения физико-механических характеристик материала листового проката / Паврос А.С., Паврос С.К., Щукин А.В.; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский гос. элетротех. ун-т. – № 2002111891/28 ; заявл. 06.05.2002 ; опубл. 20.02.2004. – 6 с. : ил.
26 Кошовий В.В. Технології і засоби ультразвукової комп’ютерної томографії для неруйнівної оцінки об’ємної однорідності властивостей матеріалу в товстолистових конструкціях обладнання АЕС / В.В. Кошовий, О.Є. Левицький, А.Б. Лозинський, І.М. Романишин // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин : [Збірник наукових статей за результатами, отриманими в 2004-2006 рр.] – К : ІЕЗ ім.Є.О. Патона НАН України. – 2006. – С. 196-201.
27 Пенкин А. Г. Оценка степени деградации механических свойств и остаточного ресурса работоспособности трубных сталей с использованием методов акустической эмиссии и кинетической твердости / А.Г. Пенкин, В.Ф. Терентьев, Л. Г. Маслов // Матеріали інтернет-сторінки. – Режим доступу: www.sds.ru/articles/degradation/index.html
28 Дробот Ю.Б. Применение акустической эмиссии при определении предела упругости / Ю.Б. Дробот, В.В. Корчевский // ІХ Всесоюзная н/т конф. по неразрушающим методам контроля, Минск: тезисы докл. – Минск, 1981. – Ч. 2. – С. 173-174.
29 ГСТУ 320.02829777.013-99. Рекомендації по проведенню неруйнівного контролю бурового обладнання. – Івано-Франківськ. : НВФ «ЗОНД», 2000.
30 Криничний П.Я. Прилад для контролю фізико-механічних характеристик труб нафтового сортаменту СІГМА-5Т / П.Я. Криничний, І.А. Молодецький // Методи та прилади контролю якості. – 1998. – № 2. – С. 9-10.
31 Badidi Boudaa A. Grain size influence on ultrasonic velocities and attenuation / A. Badidi Boudaa, S. Lebailib, A. Benchaalaa // NDT&E International. – 2003. – Vol. 36. – P. 1–5.
32 Химченко Н.В. Ультразвуковой структурный анализ металлических материалов и изделий / Н.В. Химченко. – М.: Машиностроение, 1976. – 62 с.
33 "Энергосила": Измерители удельной электрической проводимости ВЭ-17НЦ/5 // Матеріали інтернет-сторінки. – Режим доступу: http://inergo.ru/catalog/element.php?ID=25966.
34 Дубов А.А. Диагностика котельных труб с использованием магнитной памяти метала / А.А. Дубов. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 280 с.
35 Дорофеев А.Л. Индуктивная структуроскопия / А.Л. Дорофеев. – М.: Энергия, 1973.– 96 с.
36 Ершов Р.Е. Контроль термообработки ферромагнитных изделий методом вихревых токов / Р.Е. Ершов // Изв. вузов. Физика. – 1966. – №4. – С. 52-61.
37 Правдин Л.С. Способ неразрушающего контроля механических свойств ферромагнитных изделий : авт. свид. № 552553 / Л.С. Правдин., А.С. Зельский. – Бюлл. изобр., 1977. – № 12 – С. 103.
38 Пат. RU 2051380 C1 РФ, МПК G 01 N
27/80. Способ магнитного контроля механических свойств ферромагнитных изделий / Сандомирский С. Г. – Опубл. 27.12.1995. – 6 с.
39 Пат. RU 2069361 C1 РФ, МПК G 01 N 27/72. Способ контроля механических свойств проката / Подгайский М.С., Следнев В.П., Дмитриев В.Д., Неустроев А.Л., Наливайченко, Т.М., Савин В.А. – Опубл. 20.11.1996. – 5 с.
40 ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. – М.: Издательство стандартов, 1979. – 13 с.
41 Кузнєцов И.А. Термоэлектрические датчики для контроля материалов и изделий без разрушений / И.А. Кузнєцов // Дефектоскопия. – 1973. – №1. – С. 5-12.
42 Данилевин М.Н. Термоэлектрический прибор ТМС-МП для сортировки сталей помаркам / М.Н. Данилевин, В.С. Ярковский // Дефектоскопия. – 1982. – №9. – С. 94-95.
43 Кузнєцов И.А. Термоэлектрические свойства сталей и прибор для контроля химического и фазового состава / И.А. Кузнєцов, В.М. Окунев // Дефектоскопия. – 1993. – №8. – С. 78-85.
44 Кашубский А.Н. Идентификация конструкционных материалов методами неразрушающего контроля физико-механических характеристик и структурных параметров: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. техн. наук : спец. 05.11.13 “Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий” / Кашубский Александр Николаевич; Красноярский гос. техн. ун-т. – Красноярск, 2006. – 20 с.
45 Плотникова Г.А. О совмещении вихретокового и термоэлектрического методов при сортировке сталей по маркам / Г.А. Плотникова // Дефектоскопия. – 1983. – №10. – С. 19-25.
46 Журавлёв Л.Г. Физические методы исследования металлов и сплавов: учебное пособие для студентов металлургических специальностей / Л.Г. Журавлёв, В.И. Филатов. – Челябинск: Изд-воЮУрГУ, 2004. – 157 с.
47 Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов: учеб. для вузов / Л.П. Павлов. – М.: Высш. шк., 1987.
– 239 с.
48 Heaney Michael B. Electrical Conductivity and Electrical Conductivity and Resistivity / Michael B. Heaney // The Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook. – CRC Press LLC,
1999. – Chapter 43. – ISBN 084932145X.
49 Асанов М.В. Электротепловой метод раздельного контроля удельной электрической проводимости и толщины покрытий / М.В. Асанов, Ю.А. Плотников, А.Е. Пятышин, Л.А. Чернов // Дефектоскопия. – 1993. – №12. – С. 41-48.
50 Nahm S.H. Evaluation of fracture toughness of degraded Cr-Mo-V steel using electrical resistivity / S.H Nahm., Y.I. Kim, K.M.Yu, A. Kim // Journal of Materials Science. – 2002. – V.37. – N16. – P.3549-3553.
51 Takeo F. Distinction of Alloy Steels by Means of the Closely Coupled Probes Potential Drop Technique / F. Takeo, M. Saka, T. Sagae // 15th World Conference on NDT, 15-21 October 2000, Rome. – Режим доступу:http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn497/ idn497.htm
Published
2012-05-24
How to Cite
Карпаш, А. М. (2012). ANALYSIS OF THE KNOWN METHODS OF CONTROL OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF METAL. Oil and Gas Power Engineering, 1(17), 70-82. Retrieved from http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/39
Section
POWER ENGINEERING, CONTROL AND DIAGNOSTICS OF OIL AND GAS COMPLEX FACILITIES