Анотація до роботи:

Бондаренко А. Ю. Магнітний коерцитиметричний контроль технічного стану зварних з’єднань. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – Прилади і методи контролю та визначення складу речовин. – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, 2007.

Дисертаційна робота присвячена питанню розробки магнітного коерцитиметричного методу оцінки технічного стану зварних з’єднань трубопроводів та прогнозування залишкового ресурсу.

Проаналізовано методи неруйнівного контролю зварних конструкцій та обгрунтувано вибір магнітного коерцитиметричного методу для оцінки технічного стану та прогнозування залишкового ресурсу зварних з’єднань. Запропонована і теоретично обгрунтована математична модель, що встановлює зв'язок між геометричними розмірами і коерцитивною силою зварного шва, зони термічного впливу, основного металу і зварного з'єднання, що дає можливість локальної оцінки пошкодженості зварних конструкцій. Вперше побудовано фізичну модель зварного з’єднання для виявлення локальних особливостей розподілу коерцитивної сили в зварному з’єднанні з точки зору фізики магнітних явищ. Досліджено характер взаємозв’язків між втомою, напруженнями, деформаціями зварного з’єднання та інформативним параметром магнітного методу — коерцитивною силою. Досліджено вплив структурних змін металу зварних з’єднань в результаті руйнування на його магнітні властивості та визначено причини зміни величини коерцитивної сили. Вперше розроблено методику з оцінки та прогнозування залишкового ресурсу зварних з’єднань трубопроводів при моніторингу за допомогою магнітного коерцитиметричного методу неруйнівного контролю. Досліджено вплив реальних умов експлуатації газопроводу на зміну величини коерцитивної сили в зварних з’єднаннях.

1. У результаті проведених досліджень розроблено метод оцінки і прогнозування залишкового ресурсу зварних з'єднань із застосуванням коерцитиметричного контролю. Метод підтверджено статичними і циклічними випробуваннями плоских і трубчастих зварних зразків.

2. Встановлено залежності коерцитивної сили зварних з'єднань і ОМ (сталь 10Г2С1) від величини статичних і циклічних навантажень. Показано, що збільшення кількості циклів навантаження і залишкових пластичних деформацій зварних з'єднань призводить до зростання його коерцитивної сили більш ніж на 60 %.

3. Встановлено граничні значення величини коерцитивної сили в локальних зонах зварного з'єднання – зварному шві, зоні термічного впливу, а також граничне значення анізотропії коерцитивної сили. Визначено, що граничні значення величини коерцитивної сили (сталь 10Г2С1), що відповідають стану передруйнування при статичному та циклічному навантаженні близькі між собою.

4. Встановлено вплив двовісного навантаження і пластичних деформацій на величину коерцитивних сил зварного з'єднання, зварного шва і ЗТВ трубчастих зразків (сталь 20), визначено граничні значення коерцитивних сил у локальних зонах зварного з'єднання, а також граничне значення анізотропії коерцитивної сили.

5. На основі результатів електронно-мікроскопічних досліджень зварних з'єднань встановлено вплив структурних ушкоджень металу на величину коерцитивної сили. Показано, що зі збільшенням щільності дислокацій і внутрішніх напружень відбувається зростання величини коерцитивної сили зварного з'єднання. Це пояснює механізм зміни магнітних властивостей металу при експлуатації зварних конструкцій та обумовлює можливість застосування магнітного параметра – коерцитивної сили – для оцінки технічного стану зварних з’єднань та прогнозування залишкового ресурсу.

6. Розроблено математичну модель, що встановлює зв'язок між геометричними розмірами і коерцитивною силою зварного шва, ЗТВ, ОМ і зварного з'єднання, що дає можливість локальної оцінки пошкодженості зварних конструкцій. Теоретичні положення підтверджені дослідженнями на розробленій фізичній моделі зварного з'єднання і реальних зразках кільцевих швів газонафтопровідних труб (сталь 17Г1С).

7. Розроблено методику оцінки технічного стану зварних з'єднань трубопроводів із застосуванням магнітного коерцитиметричного методу, що полягає в локальній оцінці граничних значень величини коерцитивної сили зварних з'єднань на зразках-свідках і подальшому прогнозуванні залишкового ресурсу на основі аналізу кінетики зміни отриманих при моніторингу поточних значень коерцитивної сили в зварному з'єднанні.

8. Розроблений метод оцінки і прогнозування залишкового ресурсу зварних з'єднань із застосуванням коерцитиметричного контролю апробований і отримав підтвердження в процесі проведених випробувань зварних з'єднань діючого газопроводу. Експериментальні результати досліджень і аналіз статистичного розподілу значень коерцитивних сил дозволили визначити його поточний технічний стан.

Публікації автора:

1. Бондаренко А. Ю., Бойчук С. И. Проблемы применения магнитных методов испытаний при мониторинге сварных конструкций // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2000. – №4. – С. 17–25.

2. Бондаренко Ю. К., Ковальчук О. В., Бондаренко А. Ю. Обеспечение качества выполнения технических услуг по неразрушающему контролю и технической диагностике – главная проблема управления качеством при изготовлении, эксплуатации и ремонте сварных конструкций // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2000. – № 2. – С. 60–66.

3. Бондаренко А. Ю. Об оценке остаточного ресурса сварных соединений магнитным методом для обеспечения качества сварных конструкций и изделий // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2002. – №2. – С. 17–25.

4. Бондаренко А. Ю. Мониторинг состояния сварных соединений для прогнозирования остаточного ресурса магистральных нефтегазопроводов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2003. – № 1. – С. 20–24.

5. Lobanov L. M., Bondarenko A. Yu., Bondarenko Yu. K. Residual life evaluation of welding joints using a magnetic method for monitoring of welded structures // Welding in the world. – 2003. – Vol. 47, № 1/2. – P. 7–10.

6. Лобанов Л. М., Бондаренко А. Ю., Бондаренко Ю. К. Оценка сварных соединений конструкций магнитным (коэрцитиметрическим) методом для прогнозирования индивидуального остаточного ресурса // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2004. – № 1. – С. 1–6.

7. Бондаренко Ю. К., Фурман Я М., Бондаренко А. Ю., Ковальчук О. В. Проблемы определения ресурса сварных конструкций // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2005. – № 1. – С. 15–20.

8. Лобанов Л. М., Бондаренко А. Ю., Бондаренко Ю. К. Влияние срока эксплуатации газопроводов на магнитные свойства сварных соединений // Методи та прилади контролю якості. – 2006. – № 16. – С. 37–41.

9. Lobanov L. M., Bondarenko A. Yu., Bondarenko Yu. K. Assessment of Welded Joints of Structures Using Magnetic (Coercimetric) Method to Predict the Individual Residual Life // Soldagem & Inspeзхe. – Jul/Set 2006. – Vol. 11, No. 3. – P. 173–179.

10. Лобанов Л. М., Півторак В. А., Пащин М. О., Бондаренко А. Ю., Логінов В. П., Савицький В. В. Нові методи оцінки технічного стану зварних з’єднань, визначення і регулювання залишкових напружень // Цільова комплексна програма НАН України “Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин”. – Київ: ІЕЗ ім.. Е. О. Патона НАН України, 2006. – С. 368-373.

11. Бондаренко А. Ю. Прогнозирование ресурса ответственных сварных конструкций на стадии эксплуатации // Материалы Международной научной конференции “Сварные конструкции”. – Киев, 2000. – С. 71–72.

12. Мужицкий В. Ф., Бондаренко Ю. К., Бондаренко А. Ю., Безлюдько Г. Я. Об оценке усталостного состояния и остаточного ресурса сварных соединений неразрушающим магнитным методом. Материаловедческие аспекты // Материалы 3-й Международной конференции “Диагностика трубопроводов”. – Москва, 21-26 мая 2001. – С.11.

13. Lobanov L. M., Bondarenko Yu. K., Bezludko G. Ya., Bondarenko A. Yu. About assessment of fatigue state and residual life of welded joints using non-destructive magnetic method for assurance of quality of welded structures and weldments // Proc. International annual 54 Conf. of International Institute of Weldeng. – Sloveny, 2001. – P. 1-6.

14. Безлюдько Г. Я., Елкина Е. И., Попов Б. Е., Бондаренко А. Ю. Контроль усталостного состояния и ресурса металлоконструкций, оборудования и линейных участков магистральных трубопроводов магнитными структуроскопами КРМ-Ц // Тезисы научно-технического семинара “Повышение эксплуатационной надежности магистральных трубопроводов газотранспортной системы ДК “Укртрансгаз”. – Киев, 11-12 марта 2002. – С. 30.

15. Lobanov L. M., Bondarenko A. Yu., Bondarenko Yu. K. About evaluation of residual life of welded joints using magnetic method for monitoring of welded structures // Proc. International annual 55 Conf. of International Institute of Weldeng. – Denmark, 2002. – P. 1-8.

16. Лобанов Л. М., Бондаренко Ю. К., Бондаренко А. Ю. Оценка остаточного ресурса сварных соединений магнитным методом для обеспечения качества магистральных нефтегазопроводов // Материалы 10-й Юбилейной международной конференции “Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики”. – Ялта, 30 сентября-4 октября 2002.– С. 212–215.

17. Лобанов Л. М., Бондаренко А. Ю., Бондаренко Ю. К. Мониторинг состояния сварных соединений для прогнозирования остаточного ресурса магистральных нефтегазопроводов // Материалы 3-й Научно-технической конференции “Современные приборы, материалы, технологии для неразрушающего контроля и технической диагностики промышленного оборудования”. – Ивано-Франковский Национальный технический университет нефти и газа, Украина, 3-6 декабря 2002 г. – С. 4–6.

18. Бондаренко А. Ю. К вопросу оценки состояния сварного шва на основе анализа характеристик магнитного метода как элемента прогнозирования индивидуального остаточного ресурса // Материалы 4 – й Национальной научно-технической конференции “Неразрушающий контроль и техническая диагностика”. – Киев, 19-23 мая 2003. – С. 242-245.

19. Бондаренко А. Ю. Оценка состояния сварного шва на основе анализа характеристик магнитного метода для прогнозирования индивидуального остаточного ресурса // Материалы 11-й Международной конференции “Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики”. – Ялта, 6-10 октября 2003. – С. 101-104.

20. Lobanov L. M., Bondarenko A. Yu., Bondarenko Yu. K. Assessment of welded joints of structures using magnetic (coercimetric) method to predict the individual residual life // Proc. International annual 57 Conf. of International Institute of Weldeng. – Japan, 2004. – P. 1-7.

21. Лобанов Л. М., Бондаренко А. Ю., Бондаренко Ю. К. К вопросу оценки сварных соединений конструкций магнитным (коэрцитиметрическим) методом для прогнозирования индивидуального остаточного ресурса // Материалы 12-й Международной конференции “Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики”. – Ялта, 20-24 сентября 2004. – С. 126-132.

22. Lobanov L. M., Bondarenko Yu. K., Bondarenko A. Yu., Gromyak Yu. R. Influence of service life of gas pipelines on magnetic properties of welded joints // Proc. International annual 59 Conf. of International Institute of Weldeng. – Canada, 2006. – P. 1-6.

23. Лобанов Л. М., Бондаренко А. Ю., Бондаренко Ю. К. Влияние срока эксплуатации газопроводов на магнитные свойства сварных соединений // Материалы 5-й Национальной научно-технической конференции “Неразрушающий контроль и техническая диагностика”. – Киев, 10–14 апреля 2006.– С. 239–245.