RU2072514C1 - Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов - Google Patents
Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2072514C1 RU2072514C1 RU94002785A RU94002785A RU2072514C1 RU 2072514 C1 RU2072514 C1 RU 2072514C1 RU 94002785 A RU94002785 A RU 94002785A RU 94002785 A RU94002785 A RU 94002785A RU 2072514 C1 RU2072514 C1 RU 2072514C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- dependence
- value
- ray
- parameter
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: для неразрушающего контроля, например, дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов при определении остаточного ресурса их долговечности в интервале температур 20-1100 град. Сущность изобретения: производят периодическую рентгеновскую съемку выбранного отражения (h и l) на дифрактометре при неподвижном источнике и детекторе и повороте образца вокруг оси гониометра и определяют относительный коэффициент N нерегулярности рентгеновского спектра при испытании деталей вплоть до разрушения. Находят по полученным данным базовую зависимость N = f(τ) времени τ наработки и определяют величину tкр критической долговечности. Затем рентгенографируют контролируемую деталь и определяют соответствующую полученным данным величину Nx. С помощью базовой зависимости находят величину τx, соответствующую Nx и определяют остаточный ресурс детали τост= τкр-τx.. 6 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к метрологии (контрольно-измерительной технике) и может быть использовано для неразрушающего контроля, например, дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов при определении остаточного ресурса их долговечности.
Известен способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из никелевых сплавов, включающий рентгенографическое измерение параметра, зависящего от наработки деталей, нахождение его функциональной зависимости от времени службы детали и определение остаточного ресурса по результатам измерений параметра на начальной (испытательной) стадии детали.
Недостатком его является недопустимо низкая точность определения остаточного ресурса долговечности деталей из никелевых жаропрочных сплавов при повышенных температурах.
Достигаемым техническим результатом при использовании предложенного способа является существенное повышение точности измерений, позволяющее с необходимой достоверностью определить остаточный ресурс деталей.
Технический результат достигается тем, что производят предварительную рентгеновскую съемку в режиме ω-сканирования деталей и определяют относительный коэффициент N нерегулярности рентгеновского спектра при испытании деталей вплоть до разрушения, находят по полученным данным базовую зависимость N = f(τ) от времени τ наработки, определяют величину tкр критической долговечности, затем рентгенографируют контролируемую деталь, определяют соответствующую полученным данным величину Nх, с помощью базовой зависимости находят величину τн и определяют остаточный ресурс детали τост= τкр-τx.
На фиг. 1 показана схема определения коэффициента нерегулярности рентгеновского спектра R по рентгенограммам с геометрией ω-сканирования; на фиг. 2 участки рентгенограмм в режиме q 20, демонстрирующие одинаковую ширину дифракционных линий для материала исходного диска (а) и разрушенного в процессе эксплуатации диска (б); на фиг.3 рентгенограмма в режиме w-сканирования материала исходного диска (a), дисковое поле наработки 1100 ч (б); на фиг.4 схема рентгеновской съемки в режиме w-сканирования; на фиг.5 схема формирования рентгенограмм в режиме w-сканирования для крупнозернистой нефрагментированной (а) и фрагментированной (б) структуры; на фиг.6 вариант базовой зависимости коэффициента нерегулярности рентгеновского спектра от времени наработки.
На фиг. 1 показана схема определения коэффициента нерегулярности рентгеновского спектра R по рентгенограммам с геометрией ω-сканирования; на фиг. 2 участки рентгенограмм в режиме q 20, демонстрирующие одинаковую ширину дифракционных линий для материала исходного диска (а) и разрушенного в процессе эксплуатации диска (б); на фиг.3 рентгенограмма в режиме w-сканирования материала исходного диска (a), дисковое поле наработки 1100 ч (б); на фиг.4 схема рентгеновской съемки в режиме w-сканирования; на фиг.5 схема формирования рентгенограмм в режиме w-сканирования для крупнозернистой нефрагментированной (а) и фрагментированной (б) структуры; на фиг.6 вариант базовой зависимости коэффициента нерегулярности рентгеновского спектра от времени наработки.
При детальном описании поврежденного способа будет опущен ряд вспомогательных подложек, общеизвестных из опубликованных источников. Подробно будут изложены только отличительные особенности способа, в числе которых то, что производят предварительную периодическую через интервалы времени, взаимосвязанные с необходимой точностью измерений, рентгеновскую съемку в режиме w-сканирования деталей в процессе наработки, например в газотурбинных двигателях. На основе проводимых измерений определяют относительный коэффициент N нерегулярности рентгеновского спектра
N = (Ro-R)/Ro,
где вспомогательный параметр нерегулярности рентгеновского спектра, I интенсивность линий (пиков) спектра, ω угловой параметр сканирования (угол поворота образца относительно оси гопиометра), n количество интервалов измерений интенсивности рентгеновского спектра,
n = (ωn-ω)/ωo,
где ωo и ωn начальный и конечный углы поворота образца соответственно, Δω интервал измерения, выбираемый в зависимости от требуемой точности в пределах 10-600.
N = (Ro-R)/Ro,
где вспомогательный параметр нерегулярности рентгеновского спектра, I интенсивность линий (пиков) спектра, ω угловой параметр сканирования (угол поворота образца относительно оси гопиометра), n количество интервалов измерений интенсивности рентгеновского спектра,
n = (ωn-ω)/ωo,
где ωo и ωn начальный и конечный углы поворота образца соответственно, Δω интервал измерения, выбираемый в зависимости от требуемой точности в пределах 10-600.
Фиг.1-5 наглядно демонстрируют схему определения коэффициента нерегулярности рентгеновского спектра, участки рентгенограмм, демонстрирующие основные их особенности в зависимости от процессов, происходящих в материале деталей в ходе их наработки, схему рентгеновской съемки в режиме w-сканирования.
Измерение зависимости (R0-R)/R0 от времени t наработки деталей производят при их испытаниях вплоть до разрушения, после чего на основе полученных данных после их статической обработки и обобщения находят базовую зависимость N = f(τ).
Как показали результаты исследований, область преимущественно получаемых базовых зависимостей (фиг.6) можно в обобщающем виде охарактеризовать функциональной зависимостью: N = Aτa+Bτb, где А, с-1, α, B, c-1, b - параметры, получаемые в результате статической обработки и обобщения экспериментальных данных и выбираемые в пределах:
Затем определяют величину τкр критической долговечности по отношению к времени τразр., предельной долговечности деталей до их разрушения исходя из условия τкр= Ktразр., где характеризующий величину запаса надежности коэффициент К выбирают в пределах 0,7≅K≅0,8 в соответствии со статической достоверностью зависимости N от τи и заданной величиной доверительного интервала.
Как показали результаты исследований, область преимущественно получаемых базовых зависимостей (фиг.6) можно в обобщающем виде охарактеризовать функциональной зависимостью: N = Aτa+Bτb, где А, с-1, α, B, c-1, b - параметры, получаемые в результате статической обработки и обобщения экспериментальных данных и выбираемые в пределах:
Затем определяют величину τкр критической долговечности по отношению к времени τразр., предельной долговечности деталей до их разрушения исходя из условия τкр= Ktразр., где характеризующий величину запаса надежности коэффициент К выбирают в пределах 0,7≅K≅0,8 в соответствии со статической достоверностью зависимости N от τи и заданной величиной доверительного интервала.
После предварительного получения базовой зависимости (фиг.6) рентгенографируют контролируемую деталь и определяют соответствующую полученным данным величину Nх. С помощью базовой зависимости (фиг.6) N = f(τ) находят величину наработки τк, соответствующую Nх, и определяют искомый остаточный ресурс детали τост= τкр-τx.
В связи с тем, что примеры практического осуществления предложенного способа отличаются друг от друга только численными значениями количественных параметров, а описательная информация общая для всех примеров отражена в формуле изобретения и изложена в описании, многократно повторять ее в примерах нет необходимости. Поэтому описание примеров целесообразно свести в следующую сопоставляющую их таблицу.
В связи с тем, что примеры практического осуществления предложенного способа отличаются друг от друга только численными значениями количественных параметров, а описательная информация общая для всех примеров отражена в формуле изобретения и изложена в описании, многократно повторять ее в примерах нет необходимости. Поэтому описание примеров целесообразно свести в следующую сопоставляющую их таблицу.
Погрешности метода оценки остаточного ресурса ε оценивается по отношению дисперсии измеряемых параметров R, B и dR,δB соответственно к относительной величине интервала измерения параметров R и B в момент разрушения и в исходном состоянии
ΔR = Ro-R Ro/Ro,
ΔB = Bразр-Bo/Bo,
Окончательно получим: ε1= δR/ΔR для предлагаемого способа и ε2= δB/ΔB для прототипа (см. таблицу).
ΔR = Ro-R Ro/Ro,
ΔB = Bразр-Bo/Bo,
Окончательно получим: ε1= δR/ΔR для предлагаемого способа и ε2= δB/ΔB для прототипа (см. таблицу).
Значения погрешностей, приведенные в таблице, получены на основе статической обработки, анализа и обобщения экспериментально полученных и известных данных, исходя из критерия приближения погрешности предложенного способа и прототипа (соответственно ε1= 0,16 и ε2= 0,20) при нормальной температуре.
При повышении температуры эксплуатации материала величины ΔB и, соответственно, ε2 для прототипа резко повышаются, а при температурах >750oC приобретают отрицательные значения вследствие уменьшения ширины линий при этих условиях эксплуатации, что приводит к невозможности достижения указанного выше результата.
В заключение целесообразно отметить, что применение предложенного способа не ограничивается только указанной в описании областью, а он может быть использован для различных целей в других областях науки и техники.
Claims (1)
- Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов, работающих при повышенных температурах, включающий рентгенографическое измерение параметра, зависящего от выработки деталей, нахождение его функциональной зависимости от времени службы детали и определение остаточного ресурса по результатам сопоставления параметра, измеренного на контролируемой детали на стадии ее эксплуатации, с ранее полученной функциональной зависимостью, отличающийся тем, что в качестве параметра, зависящего от наработки деталей, используют коэффициент N(Ro R)/Ro нерегулярности рентгеновского спектра I(ω), полученного при съемке деталей, осуществляемой при повороте ω образца вокруг главной оси гониометра и при неподвижных источнике и детекторе для выбранного дифракционного отражения (hkl), где
вспомогательный параметр,
Ro значение параметра R, соответствующее исходному состоянию детали без наработки,
Ii интенсивность отражения, соответствующая углу ωi поворота образца,
количество интервалов измерения интенсивности I рентгеновского спектра, выбираемое в зависимости от требуемой точности измерений в пределах 10 600,
wo и ωn начальное и конечное значения угла поворота образца соответственно,
Δω интервал измерения, равный Dw = ωi+1-ωi,
при этом нахождение зависимости N от времени τ наработки деталей осуществляют при их испытаниях вплоть до разрушения, на основе полученных данных после их статистической обработки и обобщения находят базовую зависимость N = f(τ), определяют величину τкр критической долговечности по отношению ко времени τразр. предельной долговечности деталей до их разрушения из условия τкр= kτразр., где характеризующий величину запаса надежности коэфициент k выбирают в пределах 0,7 ≅ k ≅ 0,8 в соответствии с статистической достоверностью зависимости N = f(τ) и заданной величиной доверительного интервала, затем по измеренному рентгеновскому спектру Ik(ω) контролируемой детали находят величину Nx, по базовой зависимости N = f(τ) находят величину τx наработки, соответствующую Nx, и определяют искомый остаточный ресурс контролируемой детали τост= τкр-τx.е
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94002785A RU2072514C1 (ru) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94002785A RU2072514C1 (ru) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94002785A RU94002785A (ru) | 1995-12-10 |
RU2072514C1 true RU2072514C1 (ru) | 1997-01-27 |
Family
ID=20151797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94002785A RU2072514C1 (ru) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2072514C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488099C1 (ru) * | 2011-12-29 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля детали |
RU2552601C2 (ru) * | 2013-05-31 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ оценки технического состояния деталей |
RU2618602C1 (ru) * | 2016-01-26 | 2017-05-04 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя |
RU2623838C2 (ru) * | 2015-09-17 | 2017-06-29 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя |
CN108960478A (zh) * | 2017-05-25 | 2018-12-07 | 波音公司 | 交通工具零件可靠性确定系统和方法 |
CN115979345A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-18 | 共青科技职业学院 | 人工智能的船用燃气轮机叶片剩余寿命预测系统及预测方法 |
-
1994
- 1994-01-28 RU RU94002785A patent/RU2072514C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4404682, G 01N 23/20, опублик. 1983. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488099C1 (ru) * | 2011-12-29 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля детали |
RU2552601C2 (ru) * | 2013-05-31 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ оценки технического состояния деталей |
RU2623838C2 (ru) * | 2015-09-17 | 2017-06-29 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя |
RU2618602C1 (ru) * | 2016-01-26 | 2017-05-04 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя |
CN108960478A (zh) * | 2017-05-25 | 2018-12-07 | 波音公司 | 交通工具零件可靠性确定系统和方法 |
CN108960478B (zh) * | 2017-05-25 | 2023-10-13 | 波音公司 | 交通工具零件可靠性确定系统和方法 |
CN115979345A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-18 | 共青科技职业学院 | 人工智能的船用燃气轮机叶片剩余寿命预测系统及预测方法 |
CN115979345B (zh) * | 2022-12-30 | 2023-09-22 | 共青科技职业学院 | 人工智能的船用燃气轮机叶片剩余寿命预测系统及预测方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0453036B1 (en) | Analytical instrument and method of calibrating an analytical instrument | |
CN108496076A (zh) | 用于定量实时监测模拟的酸性环境中的氢致开裂的集成系统 | |
RU2072514C1 (ru) | Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов | |
US6199431B1 (en) | Method of resonant life cycle comparison inspection by serial number | |
JP3064107B2 (ja) | オーステナイト系耐熱鋼の高温損傷評価方法 | |
JPS61175554A (ja) | X線回析を用いる金属管の非破壊検査方法 | |
JP2019536042A (ja) | ターボエンジン部品の非破壊的制御方法 | |
JP2000137012A (ja) | コーティング層熱抵抗測定法 | |
JP3252933B2 (ja) | クリープ寿命予測方法 | |
JPH06222053A (ja) | フェライト系耐熱鋼の劣化診断方法 | |
RU94002785A (ru) | Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из никелевых сплавов | |
JP3334070B2 (ja) | ガスタービン高温部品のクリープ寿命推定方法 | |
JPH1048158A (ja) | 単結晶試料等のx線応力測定方法 | |
US4918711A (en) | Method for improve x-ray diffraction determinations of residual stress in nickel-base alloys | |
Clemmons | Procedures and errors in quantitative historadiography | |
JP2000213999A (ja) | X線応力測定方法 | |
JPH0125417B2 (ru) | ||
Gerber et al. | Factorial design experiment to analyze the response of a luminescent photoelastic coating | |
Faust et al. | Minimizing error sources in gauge block mechanical comparison measurements | |
SU1638588A1 (ru) | Способ диагностировани двигател внутреннего сгорани | |
JPH0650966A (ja) | オーステナイト系耐熱鋼の高温損傷評価方法 | |
JP3673109B2 (ja) | 中性子を利用した非破壊的損傷評価方法 | |
Lulay et al. | X-ray computed tomography for verification of rivet installation assessment techniques | |
SU1474462A1 (ru) | Способ определени внутренних напр жений в объекте из поликристаллического материала | |
SU1502207A1 (ru) | Способ диагностировани механизмов станков |