Investigation of the properties correlation of physical and mechanical characteristics of ferromagnets based on magnetoelastic sensors of mechanical stresses

  • V. V. Tsyhanchuk Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, 15 Karpatska Street Ivano-Frankivsk Ukraine, 76019
  • L. S. Shlapak Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, 15 Karpatska Street Ivano-Frankivsk Ukraine, 76019
Keywords: magnetoelastic sensors of mechanical stresses, strain-strain state, ferromagnetic structures

Abstract

The determination of the stress condition is a topical issue. At present, various non-destructive examination methods, such as strain gauge, magnetic, ultrasonic methods, and others are used to analyze pipelines stress
condition. Each of them has its advantages and disadvantages. There is often the need to use several experimental non-destructive methods simultaneously. In this regard, the magnetic inspection holds a unique position. In this case a significant role is played by primary transducers, which directly perceive the effect of mechanical stresses and turn it into the electrical signal for further processing of the input information. The change of magnetic characteristics is closely connected with the physical effect on the monitored object. The advantages include the high mobility of equipment, the ability to perform control without the direct contact of transducer with the object under study. At the same time, there are several disadvantages inherent particularly in the magnetic methods – magnetoelastic  hysteresis, in which there is the divergence of induction values during loading and unloading. The greatest divergence occurs in the lead-off cycle and decreases during repeated cycles. The best way is to embrace the complete information available in the hysteresis loop. Another method is not only to take measurements at one point (even if this measurement is carried out in two mutually perpendicular directions), but to perform surface sounding of the object in a certain plane. Therefore, the most efficient method is to compare the magnetic relief of loaded (in the structure) and unloaded (in reserve) pipes of one manufacturer and from one lot. Thus, using the examination method of pipelines stress condition, based on the evaluation of metal magnetic properties of pipes, creates the complex solution to the problems of reliability improvement of pipeline systems.

References

Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 6: В 3 кн. Кн. 1: Магнитные методы контроля. / В.В. Клюев, В.Ф. Мужицкий, Э.С. Горкунов, В.Е. Щербинин. Кн. 2: Оптический контроль. / В.Н. Филинов, А.А. Кеткович, М.В. Филинов. - Кн. 3: Радиоволновой контроль / В.И. Матвеев. – М.: Машиностроение, 2004. – 832 с.: ил.

Орехов Г.Т. Связь магнитоупругого эффекта с напряжением и деформациями при плоском напряженном состоянии ферромагнитных материалов // Дефектоскопия. – 1975. – №3. – С. 100-105.

Применение магнитных методов для оценки нагруженности и поврежденности стали Х70. / Э.С. Горкунов, С.Ю. Митропольская, Д.И. Вичужанин, Е.А. Туева // Физическая механіка. – 2010. – № 13.

Василенко О.Н. Методы и средства многопараметровой магнитной структуроскопии изделий с использованием составных разомкнутых магнитных цепей: автореферат. – Екатеринбург, 2014.

Гуманюк М.Н. Магнитоупругие давачи в автоматике. – Киев: Техніка, 1965. – 154 с.

Вплив анізотропії трубних сталей на оцінювання напруженого стану ультразвуковим методом / Шлапак Л.С., Коваль В.М., Олійник А.П., Дніпренко В.М., Марчук Я.С. // Нафтова і газова промисловість. – 2003. – №1.

Горкунов Э.С. Влияние упругой деформации растяжением (сжатием), кручением и гидростатическим давлением на магнитные характеристики трубной стали 09Г2С / Горкунов Э.С., Мушников А.Н., Задворкин С.М., Якушенко Е.И. // Научные известия на НТСМ, 2012. – ISSN 1310-3946.

Кузнецов А.Н. Развитие теории, создание способов, средств и технологии определения ресурса безопасной эксплуатации трубопроводов магнитными методами неразрушающего контроля: диссертация доктора технических наук. – Москва, 2013. – 211 с.: ил.

Визначення напруженого стану зварних магістральних трубопроводів магнітоанізотропним методом [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.03.06 / Мінаков Сергій Миколайович; Нац. техн. ун-т України "Київ. політехн. ін-т". - К., 2012. – 257 с.

Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения: пер. с японского. – М.: Мир, 1987. – 419 с., ил.

Мехонцев Ю. Измеритель упругих напряжений // Радио. – 1958. – № 5.

Шевченко Г.И. Магнитоанизотропные давачи. – М.: Энергия, 1967. – 72 с.

Радутна К.Г. Дослідження принципів побудови манітопружних давачів механічних напружень з використанням ефекту Хола / К.Г. Радутна, А.М. Науменко // Збірник наукових праць Харківського університету повітряних сил. – 2012. – Вип. 4(33).

Жуков С.В. Исследование параметров полей механических напряжений в металлических конструкциях приборами "Комплекс-2" / С.В. Жуков, Н.Н. Копица. – ООО "Институт "ДИМЕНСтест".

Published
2018-12-05
How to Cite
Tsyhanchuk, V. V., & Shlapak, L. S. (2018). Investigation of the properties correlation of physical and mechanical characteristics of ferromagnets based on magnetoelastic sensors of mechanical stresses. Oil and Gas Power Engineering, (2(30), 32-39. https://doi.org/10.31471/1993-9868-2018-2(30)-32-39
Section
POWER ENGINEERING, CONTROL AND DIAGNOSTICS OF OIL AND GAS COMPLEX FACILITIES