RU2386962C1 - Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов - Google Patents

Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов Download PDF

Info

Publication number
RU2386962C1
RU2386962C1 RU2009101552/28A RU2009101552A RU2386962C1 RU 2386962 C1 RU2386962 C1 RU 2386962C1 RU 2009101552/28 A RU2009101552/28 A RU 2009101552/28A RU 2009101552 A RU2009101552 A RU 2009101552A RU 2386962 C1 RU2386962 C1 RU 2386962C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
zones
magnetic field
max
blade
Prior art date
Application number
RU2009101552/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Александрович Годовский (RU)
Дмитрий Александрович Годовский
Аскар Джамилевич Мингажев (RU)
Аскар Джамилевич Мингажев
Галина Владимировна Годовская (RU)
Галина Владимировна Годовская
Искандер Рустемович Кузеев (RU)
Искандер Рустемович Кузеев
Original Assignee
Дмитрий Александрович Годовский
Аскар Джамилевич Мингажев
Галина Владимировна Годовская
Искандер Рустемович Кузеев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Александрович Годовский, Аскар Джамилевич Мингажев, Галина Владимировна Годовская, Искандер Рустемович Кузеев filed Critical Дмитрий Александрович Годовский
Priority to RU2009101552/28A priority Critical patent/RU2386962C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2386962C1 publication Critical patent/RU2386962C1/ru

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

В способе магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов производят определение структуры остаточного магнитного поля детали, возникшей в результате естественного эксплуатационного намагничивания, сравнения ее с эталонными образцами, и определение локальных зон с аномальным магнитным полем, соответствующим формируемым и/или сформированным зонам разрушения. Производят также дополнительную оценку параметров магнитного поля в аномальных зонах и определение степени деградации материала лопатки в аномальных зонах путем сравнения измеренных параметров с параметрами эталонов, а о степени деградации материала лопатки в зонах с аномальным магнитным полем судят по разности двух максимальных пиковых значений магнитных параметров, измеренных в пределах каждой из этих зон на одной линии измерения в направлении, пересекающем оцениваемую аномальную зону. Изобретение обеспечивает повышение информативности и достоверности оценки степени и стадии деградации материала лопатки. 8 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий магнитным методом и может быть использовано при выявлении дефектов на деталях из никелевых сплавов, работающих в условиях воздействия высоких температур, значительных знакопеременных механических нагрузок, например, лопаток турбомашин газотурбинных двигателей и установок.
Направляющие и рабочие лопатки турбин ГТД и ГТУ в процессе эксплуатации подвергаются воздействиям значительных динамических и статических нагрузок, высоких температур, а также коррозионному и эрозионному разрушению. Для изготовления лопаток газовых турбин применяются жаропрочные и жаростойкие никелевые сплавы типа ЖС-6, ЖС-6У и др.
Структура таких сплавов состоит из матрицы и относительно равномерно распределенной в ней упрочняющей карбидной, мелкодисперсной γ'-фазы. При длительной эксплуатации в условиях высоких температур на поверхности лопаток образуются различного рода дефекты, а в сплаве - коагуляция и изменение морфологии упрочняющей γ'-фазы и карбидов в теле и по границам зерен, а также насыщение газом. Поэтому дальнейшая эксплуатация таких лопаток становится невозможна. Однако, восстановив физико-химическое состояние сплава, эксплуатацию лопаток можно продолжить. Поэтому своевременная и достоверная диагностика состояния материалов лопаток является достаточно важной ресурсосберегающей задачей.
В этой связи для своевременного ремонта турбомашин и предотвращения аварийных ситуаций необходимы неразрушающие методы ранней диагностики лопатки, позволяющие определить период эксплуатации, соответствующий началу необратимых процессов деградации его материала. Известен способ магнитного контроля [П.А.Халилеев. Феррозондовые датчики импедансного типа. // Дефектоскопия, 1976, N 1, с.70-71], который заключается в том, что феррозондовый датчик перемещают по контролируемому объекту. При этом датчиком регистрируется тангенциальная составляющая поля, по амплитудному значению сигнала этой составляющей и среднему значению фона определяют приращение поля и наличие дефекта. Подобные способы магнитной дефектоскопии приведены в источниках: [Шелихов Г.С. Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов. - М.: Государственное предприятие Научно-технический центр "Эксперт", 1995]; [ГОСТ 21105-85. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод].
Известны способы магнитной диагностики изделия по магнитным полям, включающие определение структуры магнитного поля детали, сравнения ее с эталонными образцами и определение локальных зон с аномальным магнитным полем, соответствующих формируемым и/или сформированным зонам разрушения [А.С. №1255911, МПК G01N 27/82, Способ магнитографического контроля изделий из ферромагнитных материалов], [5. Хватов Л.А., Лисицин В.И., Красин А.И., Жукова Г.А. Распознавание дефектов при магнитоферрозондовом контроле // Дефектоскопия. - 1984. - 6. - С.63-71].
Недостатком известных способов является их низкая информативность.
Наиболее близким по своей технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является способ магнитной диагностики изделия по магнитным полям рассеяния, включающий определение структуры остаточного магнитного поля детали, возникшей в результате естественного эксплуатационного намагничивания, и определение локальных зон с аномальным магнитным полем, соответствующим формируемым и/или сформированным зонам разрушения, дополнительную оценку параметров магнитного поля в аномальных зонах и определение степени деградации материала лопатки в аномальных зонах путем сравнения измеренных параметров с параметрами эталонов [Патент РФ №2029262, МПК G01L 1/12. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. Опубл. 1995 г.]. Подобные способы магнитной дефектоскопии приведены также в источниках: [Патент РФ №2155943, МПК G01L 1/12. Способ определения напряженно-деформированного состояния изделия из ферромагнитного материала и устройство для осуществления этого способа. Опубл. 2000 г.]; [РСТ WO 99/02982, G01L 1/12, опубл. 1999 г.]).
Прототип за счет использования информации, связанной с остаточным магнитным полем детали, имеющий эксплуатационное происхождение, а также за счет определения локальных зон с аномальным магнитным полем, соответствующим формируемым и/или сформированным зонам разрушения, позволяет, по сравнению с приведенными аналогами, повысить достоверность результатов диагностики. Однако как аналоги, так и прототип не позволяют с достаточной степенью достоверности определить, на какой стадии деградации материала или разрушения находится деталь, обратимы или необратимы процессы деградации материала детали при использовании соответствующих методов восстановления структуры и свойств материала до исходных. Поэтому как прототип, так и аналоги способа магнитной дефектоскопии деталей или элементов конструкций из магнитных материалов не обладают достаточной информативностью и не позволяют определить степень и стадии деградации материала лопатки.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение информативности и достоверности оценки степени и стадии деградации материала лопатки из никелевых сплавов.
Технический результат достигается тем, что в способе магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов, включающем определение структуры остаточного магнитного поля детали, возникшей в результате естественного эксплуатационного намагничивания, сравнения ее с эталонными образцами, и определение локальных зон с аномальным магнитным полем, соответствующим формируемым и/или сформированным зонам разрушения, дополнительную оценку параметров магнитного поля в аномальных зонах и определение степени деградации материала лопатки в аномальных зонах путем сравнения измеренных параметров с параметрами эталонов, в отличие от прототипа, о степени деградации материала (Di) лопатки в зонах с аномальным магнитным полем судят по разности (ΔMi) двух максимальных пиковых значений магнитных параметров (M'i, М''i), измеренных в пределах каждой из этих зон на одной линии измерения в направлении (Li), пересекающем оцениваемую аномальную зону (i), согласно выражению:
Di=K(ΔMi)=K(M'i-M''i),
где i - номер аномальной зоны (i = от 0 до n);
n - количество аномальных зон;
K - коэффициент (функциональная зависимость), связывающий выбранный магнитный параметр с состоянием (деградацией) материала лопатки.
Технический результат достигается также тем, что в способе магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов о состоянии лопатки (Dлоп) судят по разности (ΔMD) двух максимальных значений величин ΔMmax, взятых из двух аномальных зон с максимальными значениями ΔMmax:
Dлоп=KлΔMDл(ΔM1max- ΔM2max),
где Dлоп - зона с максимальной деградацией материала лопатки;
ΔM1max, ΔM2max - два самых максимальных значения двух разностей максимальных пиковых значений магнитных параметров, измеренных в двух различных зонах 1 и 2 (где 1 - индекс зоны с самым максимальным значением величины ΔM1max, 2 - индекс зоны со вторым по величине максимальным значением величины ΔM2max) с аномальным магнитным полем;
ΔMD - разность двух максимальных значений величин ΔMmax, взятых из двух аномальных зон с максимальными значениями ΔMmax.
Технический результат достигается также тем, что в способе магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов линию измерения магнитных параметров берут в направлении нормали к линии аномальной зоны, а об увеличении степени максимальной деградации материала судят по увеличению значения ΔMD.
Технический результат достигается также тем, что в способе магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов в качестве параметров магнитного поля в аномальных зонах используют: нормальные составляющие Hp напряженности магнитного поля на поверхности пера лопатки, градиенты величин нормальной составляющей Hp напряженности магнитного поля на поверхности пера лопатки.
Определение структуры остаточного магнитного поля детали, возникшей в результате естественного эксплуатационного намагничивания, сравнения ее с эталонными образцами, и определение локальных зон с аномальным магнитным полем имеет следующее отличие от того метода, который использован в прототипе. Прототип [Патент РФ №2029262, МПК G01L 1/12. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. Опубл. 1995 г.] достаточно четко позволяет определить формируемое и/или сформированное место разрушения, через определение зоны концентраций напряжений на лопатках турбин, т.е., как это описано в прототипе «…с целью обеспечения возможности определения зон концентрации напряжений на лопатках турбин, измеряют нормальную составляющую величины напряженности магнитного поля вдоль входной, выходной кромок и вдоль выпуклой поверхности лопатки, фиксируют точки с нулевыми и максимальными значениями нормальной составляющей величины напряженности магнитного поля в указанных зонах лопатки, по точкам с нулевыми значениями нормальной составляющей величины напряженности магнитного поля строят линии на поверхности лопатки и по расположению этих линий и максимальным значениям нормальной составляющей величин магнитной напряженности, измеренных на входной и выходной кромках, определяют зоны концентраций напряжений на лопатках турбин.» Линия с нулевым значением нормальной составляющей величины напряженности магнитного поля характеризует зону концентраций напряжений на лопатке турбины, в которой при циклическом воздействии рабочих нагрузок могут развиваться линии усталости и трещины. В предлагаемом техническом решении определение структуры остаточного магнитного поля детали производится одним из известных методов, позволяющих определить все основные локальные зоны с аномальным магнитным полем, соответствующим формируемым и/или сформированным зонам разрушения (системы потенциальных или развивающихся линии усталости и трещин). При этом каждая из потенциальных мест образования трещин характеризуется изменением состояния материала лопатки, которое отражается изменением магнитных параметров этой зоны. Поведение системы основных локальных зон с аномальным магнитным полем, а также сравнение их характеристик позволяет на ранних стадиях формирования процессов разрушения лопатки получить информацию о степени и стадии деградации материала лопатки из легированных сталей.
Как было установлено авторами, магнитные параметры предполагаемой зоны разрушения характеризуются «эффектом асимметрии». Сущность этого эффекта заключается в том, что значения магнитных параметров (M'i, М''i) в предполагаемой (или уже проявившейся в виде трещины) зоне разрушения, измеренные по обе стороны от потенциальной зоны образования трещины (несплошности), имеют разные величины, отличающиеся на величину ΔMi. Причем, чем больше значение величины ΔMi, тем более развиты процессы деградации материала в этой области. С учетом конкретных материалов и условий эксплуатации (учитываемых коэффициентом K) о степени деградации материала (Di) лопатки судят по величине ΔMi согласно выражению:
Di=K(ΔMi)=K(M'i-M''i),
где i - номер аномальной зоны (i = от 0 до n);
n - количество аномальных зон;
K - коэффициент (функциональная зависимость), связывающий выбранный магнитный параметр с состоянием (деградацией) материала лопатки.
Более того, было установлено, что сравнение магнитных параметров, отражающих развитие каждого из элементов системы потенциальных или развивающихся линий усталости и трещин, позволяет определить стадию деградации (разрушения) материала лопатки.
О состоянии лопатки (Dлоп) судят по разности (ΔMD) двух максимальных значений величин ΔMmax, взятых из двух аномальных зон с максимальными значениями ΔMmax:
Dлоп=KΔMD=К(ΔM1max- ΔM2max),
где Dлоп - состояние материла в зоне с максимальной деградацией материала лопатки;
ΔM1max, ΔM2max - два самых максимальных значения двух разностей максимальных пиковых значений магнитных параметров, измеренных в двух различных зонах 1 и 2 (где 1 - индекс зоны с самым максимальным значением величины ΔM1max, 2 - индекс зоны со вторым по величине максимальным значением величины ΔM2max) с аномальным магнитным полем;
ΔMD - разность двух максимальных значений величин ΔMmax, взятых из двух аномальных зон с максимальными значениями ΔMmax.
Например, если значение величины ΔMD незначительно и в процессе воздействия эксплуатационных нагрузок остается постоянной, то степень деградации материала еще не достигла степени, когда восстановление исходных свойств структуры (методами восстановительного ремонта) становится невозможной. Однако при заметном увеличении этой величины ΔMD возникают необратимые процессы деградации материала лопатки. Поэтому об увеличении степени максимальной деградации материала судят по увеличению значения ΔMD. С точки зрения продления общего ресурса лопатки, путем увеличения количества циклов восстановления эксплуатационных свойств, важно не допускать пересечения «точки невозврата», т.е. периода эксплуатации лопатки, при превышении которого начинается необратимая деградация материала лопатки. Теоретически указанная «точка невозврата» находится на участке второй фазы широко известного процесса накопления усталостной поврежденности металла. Поэтому для практических целей эксплуатации лопатки целесообразно разделять указанной «точкой невозврата» вторую фазу процесса накопления поврежденности металла на две подфазы, отражающие стадии обратимых и необратимых процессов восстановления исходной структуры материала лопатки.
Для повышения точности и достоверности результатов оценки целесообразно также использование варианта с линией измерения магнитных параметров, взятых в направлении нормали к линии аномальной зоны.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Одним из известных методов производят замер магнитных параметров материала лопатки, определяют общую структуру магнитного поля и его аномальные зоны. Общую структуру магнитного поля оцениваемой лопатки сравнивают с эталонной структурой магнитного поля. Отмечают места расхождения структур магнитных полей исследуемой и эталонной лопатки и особенно всплески, характеризующие резкое изменение значений магнитных параметров исследуемой лопатки. Затем более подробно исследуют обнаруженные на пере лопатки локальные зоны с аномальным магнитным полем. Для этого в качестве параметров магнитного поля в аномальных зонах используют нормальные составляющие Hp и/или градиенты величин нормальной составляющей Hp напряженности магнитного поля на поверхности пера лопатки. Снимают картину изменения магнитных параметров в обнаруженных аномальных зонах и оценивают степень деградации материала согласно выражению:
Di=K(ΔMi)=K(M'i-М''i),
где i - номер аномальной зоны (i = от 0 до n);
n - количество аномальных зон;
K - коэффициент (функциональная зависимость), связывающий выбранный магнитный параметр с состоянием (деградацией) материала лопатки.
Путем сравнения измеренных параметров определяют два максимальных значения величин ΔMmax, взятых из двух аномальных зон с максимальными значениями ΔMmax, и сопоставляя с эталонами с различными стадиями деградации определяют состояние материала лопатки в зоне с максимальной деградацией согласно выражению:
Dлоп=КΔMD=К(ΔM1max-ΔM2max),
где Dлоп - состояние материла в зоне с максимальной деградацией материала лопатки;
ΔM1max, ΔM2max - два самых максимальных значения двух разностей максимальных пиковых значений магнитных параметров, измеренных в двух различных зонах 1 и 2 (где 1 - индекс зоны с самым максимальным значением величины ΔM1max, 2 - индекс зоны со вторым по величине максимальным значением величины ΔM2max) с аномальным магнитным полем;
ΔMD - разность двух максимальных значений величин ΔMmax, взятых из двух аномальных зон с максимальными значениями ΔMmax.
Об увеличении степени максимальной деградации материала судят по увеличению значения ΔMD, относя область максимальной деградации к зоне с самым максимальным значением величины ΔM1max, а также сопоставляя и сравнивая со значениями параметров эталонов.
Величина ΔMD оценивается с эталонными значениями ΔMDэi, характеризующими различные стадии деградации материала, при этом рассматриваемая величина ΔMD сравнивается с эталонной величиной ΔMDэк разности двух максимальных значений величин ΔMmax, соответствующей области начала необратимых процессов деградации материала лопатки.
При этом используются эталоны лопаток, выполненные из одного и того же исходного материала, имеющие одинаковые размерные и геометрические параметры. Для оценки зависимости значений магнитных параметров материала от степени его деградации во всем исследуемом диапазоне берут начальный эталонный образец, соответствующий нулевой степени деградации, а конечный эталонный образец - максимально возможной (предельной) степени деградации материала. Для повышения достоверности результатов оценки используют дополнительные промежуточные эталонные образцы с фиксированным значением деградации материала.
Пример реализации способа. Для оценки степени и стадии деградации материала лопаток турбин из никелевых сплавов были взяты эталонные образцы лопаток из сплава ЖС6У с различной степенью деградации материала. Снятие магнитных характеристик производилось с помощью магнитоизмерительного феррозондового комбинированного прибора Ф-205.30А. После получения данных с эталонных образцов производился замер магнитных с лопаток, деградация материала которых была осуществлена в процессе эксплуатации. Для контрольной оценки степени и стадии деградации материала эталонных и контролируемых лопаток были использованы разрушающие методы контроля с приготовлением шлифов и проведением металлографических исследований, включая оценку структурно-фазового и химического составов материалов. В таблице 1 приведены магнитные параметры эталонных лопаток, соответствующих соответственно стадиям накопления повреждаемости: исходное состояние лопатки (эталонная лопатка №1), первая фаза накопления повреждаемости (эталонная лопатка №2), начало второй фазы накопления повреждаемости (эталонная лопатка №3), первая половина второй фазы - зарождения зоны деградации (эталонная лопатка №4), зона, близкая к «точке невозврата» - (эталонная лопатка №5), вторая половина второй фазы накопления повреждаемости - (эталонная лопатка №6). В таблице 2 приведены магнитные параметры исследуемых лопаток. Величины К и Кл определены экспериментально. Выбор зоны снятия параметров на эталонной лопатке с исходным состоянием материала осуществлялся произвольно с учетом преимущественной зоны разрушения на аналогичных эксплуатировавшихся лопатках.
Таблица 1
№ эталон. лопаток Эталонная лопатка №1 Эталонная лопатка №2 Эталонная лопатка №3
L, мм Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 1 3 3 0 8 7 1 36 31 5
3 2 2 1 1 12 10 2 45 39 6
4 3 3 2 1 16 12 4 54 43 11
5 4 2 2 0 20 14 6 71 49 22
6 5 2 2 0 25 16 9 82 58 24
7 6 2 2 0 26 16 10 81 58 23
8 7 2 2 0 26 16 10 83 59 24
Продолжение таблицы 1
№ эталон. лопаток Эталонная лопатка №4 Эталонная лопатка №5 Эталонная лопатка №6
L, мм Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м
1 2 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 1 58 49 19 96 72 24 204 146 58
3 2 73 51 22 198 145 53 399 287 112
4 3 100 62 38 307 236 71 501 376 125
5 4 161 89 72 399 303 96 561 423 138
6 5 183 112 71 408 310 98 599 442 157
7 6 203 118 85 410 308 102 602 444 158
8 7 204 118 86 412 311 101 603 446 157
Таблица 2
№ эталон. лопаток Исследуемая лопатка №1 Исследуемая лопатка №2 Исследуемая лопатка №3
L, мм Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м Нрлев, А/м Нрправ, А/м ΔHp, А/м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 1 78 50 18 200 160 40 320 180 140
3 2 198 141 57 400 310 90 530 380 150
4 3 246 174 72 470 360 110 560 390 170
5 4 350 265 85 530 410 120 600 400 200
6 5 400 310 90 560 430 130 640 410 230
7 6 400 310 90 560 430 130 640 405 235
8 7 400 310 90 560 430 130 650 410 240
Сравнительный анализ таблиц 1 и 2 показал, что исследуемая лопатка №1 близка к эталонной лопатке №5, исследуемая лопатка №2 близка к эталонной лопатке №6, исследуемая лопатка №3 превышает параметры эталонной лопатки №6.
1) Максимальные пиковые значения лопатки №1 составили:
M'iрлев=400 А/м;
М''iрправ=310 А/м.
Степень деградации материала:
Di=K(ΔMi)=K(M'i-M''i)=K(400-310)=(0,0017×90)×100%=15,3%
2) Максимальные пиковые значения лопатки №2 составили:
M'iрлев=560 А/м;
М''iрправ=430 А/м.
Степень деградации материала:
Di=K(ΔMi)=K(M'i-M''i)=K(560-430)=(0,0017×130)×100%=22,1.
3) Максимальные пиковые значения лопатки №3 составили:
M'iрлев=650 А/м;
М''iрправ=410 А/м.
Степень деградации материала:
Di=K(ΔMi)=K(M'i-M''i)=K(650-410)=(0,0017×240)×100%=40,8%.
4) Максимальные значения ΔM1max, ΔM2max лопатки №1 составили:
ΔM1max=ΔHp1=90 А/м;
ΔM2max=ΔНр2=87 А/М;
Dлоп=KлΔMD=Kл(ΔM1max-ΔM2max)=1(90-87)=3.
(Поскольку величина ΔMD не превышает критического значения величины ΔMDкрит=7 для данных лопаток, определенной экспериментально, то исследуемая лопатка №1 находится в зоне первой части второй фазы накопления повреждаемости до «точки невозврата».)
5) Максимальные значения ΔM1max, ΔM2max лопатки №2 составили:
ΔM1max=ΔHp1=130 А/м;
ΔM2max=ΔНр2=89 А/м;
Dлоп=KлΔMD=Kл(ΔM1max-ΔM2max)=1(130-89)=41.
(Поскольку величина ΔMD превышает критическое значение величины ΔMDкрит для данных лопаток, то исследуемая лопатка №2 находится в зоне второй части второй фазы накопления повреждаемости после «точки невозврата».)
6) Максимальные значения ΔM1max, ΔM2max лопатки №3 составили:
ΔM1max=ΔHp1=240 А/М;
ΔM2max=ΔНр2=91 А/м;
Dлоп=KлΔMD=Kл(ΔM1max-ΔM2max)=1(240-91)=149.
(Поскольку величина ΔMD значительно превышает критическое значение величины ΔMDкрит для данных лопаток, то исследуемая лопатка №3 находится во второй части второй фазы накопления повреждаемости после «точки невозврата».)
Приведенные данные по оценке величины деградации материала лопаток с использованием предлагаемого способа магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов показали, что предлагаемый способ неразрушающего контроля позволяет повысить информативность и достоверность оценки степени и стадии деградации материала лопатки из никелевых сплавов, что подтверждает заявленный технический результат.

Claims (9)

1. Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов, включающий определение структуры остаточного магнитного поля детали, возникшей в результате естественного эксплуатационного намагничивания, сравнения ее с эталонными образцами и определение локальных зон с аномальным магнитным полем, соответствующим формируемым и/или сформированным зонам разрушения, дополнительную оценку параметров магнитного поля в аномальных зонах и определение степени деградации материала лопатки в аномальных зонах путем сравнения измеренных параметров с параметрами эталонов, отличающийся тем, что о степени деградации материала (Di) лопатки в зонах с аномальным магнитным полем судят по разности (ΔMi) двух максимальных пиковых значений магнитных параметров (M'i, М”i), измеренных в пределах каждой из этих зон на одной линии измерения в направлении (Li), пересекающем оцениваемую аномальную зону (i), согласно выражения:
Di=K(ΔMi)=K(M'i-M”i);
где i - номер аномальной зоны (i = от 0 до n);
n - количество аномальных зон;
К - коэффициент (функциональная зависимость), связывающий выбранный магнитный параметр с состоянием (деградацией) материала лопатки.
2. Способ магнитной диагностики по п.1, отличающийся тем, что о состоянии лопатки (Dлоп) судят по разности (ΔMD) двух максимальных значений величин ΔMmax, взятых из двух аномальных зон с максимальными значениями ΔMmax:
Dлоп=KлΔMDл(ΔM1max-ΔM2max);
где Dлоп - состояние материла в зоне с максимальной деградацией материала лопатки;
ΔM1max, ΔM2max - два самых максимальных значения двух разностей максимальных пиковых значений магнитных параметров, измеренных в двух различных зонах 1 и 2 (где 1 - индекс зоны с самым максимальным значением величины ΔM1max, 2 - индекс зоны со вторым по величине максимальным значением величины ΔM2max) с аномальным магнитным полем;
ΔMD - разность двух максимальных значений величин ΔMmax, взятых из двух аномальных зон с максимальными значениями ΔMmax.
3. Способ магнитной диагностики по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что линию измерения магнитных параметров берут в направлении нормали к линии аномальной зоны.
4. Способ магнитной диагностики по п.1, отличающийся тем, что об увеличении степени максимальной деградации материала судят по увеличению значения ΔMD.
5. Способ магнитной диагностики по любому из пп.1 и 2, 4, отличающийся тем, что в качестве параметров магнитного поля в аномальных зонах используют нормальные составляющие Нр напряженности магнитного поля на поверхности пера лопатки.
6. Способ магнитной диагностики по любому из пп.1 и 2, 4, отличающийся тем, что в качестве параметров магнитного поля в аномальных зонах используют градиенты величин нормальной составляющей Нр напряженности магнитного поля на поверхности пера лопатки.
7. Способ магнитной диагностики по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметров магнитного поля в аномальных зонах используют нормальные составляющие Нр напряженности магнитного поля на поверхности пера лопатки.
8. Способ магнитной диагностики по п.3, отличающийся тем, что в качестве параметров магнитного поля в аномальных зонах используют градиенты величин нормальной составляющей Нр напряженности магнитного поля на поверхности пера лопатки.
9. Способ магнитной диагностики по любому из пп.1 и 2, 4, 7 и 8, отличающийся тем, что величины К и Кл берут из диапазонов:
К=(0,0014-0,0019); Кл=(0,8-1,1).
RU2009101552/28A 2009-01-19 2009-01-19 Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов RU2386962C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009101552/28A RU2386962C1 (ru) 2009-01-19 2009-01-19 Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009101552/28A RU2386962C1 (ru) 2009-01-19 2009-01-19 Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2386962C1 true RU2386962C1 (ru) 2010-04-20

Family

ID=46275313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009101552/28A RU2386962C1 (ru) 2009-01-19 2009-01-19 Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2386962C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559703C1 (ru) * 2014-10-22 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет гражданской авиации" (МГТУ ГА) Система диагностирования ресурса лопаток газовых турбин авиадвигателя по их вытяжке
RU2628304C1 (ru) * 2016-07-05 2017-08-15 Акционерное общество "Московское машиностроительное предприятие имени В.В. Чернышёва" Способ определения напряжённого состояния лопаток турбины высокого давления

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559703C1 (ru) * 2014-10-22 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет гражданской авиации" (МГТУ ГА) Система диагностирования ресурса лопаток газовых турбин авиадвигателя по их вытяжке
RU2628304C1 (ru) * 2016-07-05 2017-08-15 Акционерное общество "Московское машиностроительное предприятие имени В.В. Чернышёва" Способ определения напряжённого состояния лопаток турбины высокого давления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Reddy Non-destructive testing, evaluation of stainless steel materials
RU2386962C1 (ru) Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из никелевых сплавов
JP2009092478A (ja) 耐熱鋼の劣化評価方法およびタービンの劣化評価方法
JP2001133440A (ja) 強磁性構造材の強度の経年劣化の非破壊測定方法
CN103776895B (zh) 一种铁磁材料接触损伤评价的磁无损检测方法
Rani et al. Failure analysis of a low-pressure stage steam turbine blade
RU2386961C1 (ru) Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из кобальтовых сплавов
Sinke Some inspection methods for quality control and in-service inspection of GLARE
RU2386963C1 (ru) Способ магнитной диагностики лопаток турбомашин из легированных сталей
Şimşir Comparison of two non-destructive inspection techniques on the basis of sensitivity and reliability
WO2005074349A2 (en) Non-destructive method for the detection of creep damage in ferromagnetic parts with a device consisting of an eddy current coil and a hall sensor
Underhill et al. Probability of detection for bolt hole eddy current in extracted from service aircraft wing structures
RU2498263C1 (ru) Способ обнаружения в металле микротрещин
RU2376594C2 (ru) Способ магнитной дефектоскопии лопаток турбомашин из кобальтовых сплавов в условиях механических нагрузок
RU2377550C2 (ru) Термоэлектрический способ дефектоскопии лопаток турбомашин из никелевых сплавов с учетом механических нагрузок
Bono et al. Resonant inspection applied to 100% testing of nodularity of cast ductile iron
RU2376593C2 (ru) Способ магнитной дефектоскопии лопаток турбомашин из легированных сталей с учетом механических нагрузок
RU2369864C2 (ru) Способ дефектоскопии лопаток турбомашин из титановых сплавов
RU2777695C1 (ru) Способ оценки стойкости сталей и сплавов к коррозии
Paulus et al. Effect of resonant frequency shifting on time to failure of a cantilevered beam under vibration
JP2012132933A (ja) 耐熱鋼の劣化評価方法およびタービンの劣化評価方法
RU2376595C2 (ru) Способ магнитной дефектоскопии лопаток турбомашин из никелевых сплавов в условиях механических нагрузок
RU2691751C1 (ru) Способ определения предельного состояния материала магистральных газопроводов
RU2380696C2 (ru) Способ комплексной дефектоскопии лопаток турбомашин из никелевых сплавов
RU2669432C1 (ru) Способ определения периодичности контроля деталей газотурбинных двигателей

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130120

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140527

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150120