RU2662479C1 - Способ оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов - Google Patents
Способ оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2662479C1 RU2662479C1 RU2017136852A RU2017136852A RU2662479C1 RU 2662479 C1 RU2662479 C1 RU 2662479C1 RU 2017136852 A RU2017136852 A RU 2017136852A RU 2017136852 A RU2017136852 A RU 2017136852A RU 2662479 C1 RU2662479 C1 RU 2662479C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shells
- batch
- coercive force
- life
- metal
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 13
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005184 irreversible process Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B35/00—Testing or checking of ammunition
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к артиллерийским боеприпасам и может быть использовано при оценке ресурса стальных корпусов снарядов после длительных сроков хранения. Сущность: на всех корпусах снарядов, без их разборки, в непосредственной близости к ведущему пояску на корпусе, производят измерение коэрцитивной силы. Измерение выполняют путем сканирования зоны корпуса вдоль всего пояска, причем с обеих сторон пояска. Определяют среднее значение коэрцитивной силы в корпусах для всей партии. Снаряды, на корпусах которых коэрцитивная сила более чем на 20% превышает среднее значение в партии, отбраковывают. Из оставшихся проконтролированных снарядов отбирают не менее десяти процентов от партии с наибольшими значениями коэрцитивной силы. Из выборки, снаряд с максимальным значением коэрцитивной силы разбирают. Из корпуса этого снаряда из зоны крепления ведущего пояска вырезают образцы для механических испытаний. Испытания проводят по стандартным методикам. На основании этих испытаний оценивают механические свойства металла корпуса. При соответствии этих свойств заданному чертежом уровню принимают решение о продлении сроков эксплуатации партии изделий. При отклонении этих свойств от заданного чертежом уровня, отбирают, как минимум, два снаряда с уровнем коэрцитивной силы не менее чем на 10% меньше, чем у уже испытанного. По той же методике оценивают механические свойства металла этих двух корпусов. При соответствии механических свойств металла этих корпусов заданному уровню принимают решение о продлении сроков эксплуатации партии изделий. Снаряды, в корпусах которых коэрцитивная сила больше чем у последнего испытанного с положительными свойствами, изымают из партии. При получении отрицательных результатов испытаний продление сроков эксплуатации на партию этих снарядов не проводят. Технический результат: повышение экономичности и технологичности способа оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов. 2 ил.
Description
Изобретение относится к артиллерийским боеприпасам и может быть использовано при оценке ресурса стальных корпусов снарядов после длительных сроков хранения.
В процессе хранения металл снаряда подвергается деформационному старению или деструкции (действующие напряжения, температурные изменения, время), что на начальном этапе приводит к возрастанию плотности дислокаций, затем к образованию пор и далее к разрушению.
В настоящее время при продлении сроков эксплуатации снарядов с истекшими сроками хранения по отдельным методикам проводят оценку состояния металла корпусов снарядов. При этом случайной выборкой отбирают до 10% снарядов, их разбирают, проводят дефектоскопирование корпусов, как правило, магнитопорошковым методом, на предмет обнаружения трещин. Измеряют твердость металла, как правило, в области центрирующих уплотнений (ЦУ). Из группы корпусов с максимальным значением твердости вырезают стандартные образцы для механических испытаний, проводят испытания этих образцов. И на основании данных испытаний принимают решение о продлении сроков эксплуатации всей партии снарядов.
Недостатком такой методики является низкая достоверность результатов, на основании которых принимается решение о продлении сроков эксплуатации снарядов. Так как, на испытания отбирают изделия случайным образом без учета их фактического состояния. Твердость металла не является показателем, определяющим деструкционное состояние металла. Твердость металла коррелирует только с пределом прочности стали. При протекании деструкции предел прочности стали не меняется.
Измерения в области ЦУ малоинформативны, так как эта зона снаряда минимально нагруженная.
Для повышения оценки состояния стальных изделий применяют неразрушающие методы контроля, которые позволяют выявить зоны металла с пониженными свойствами.
Проведенные автором расчеты и эксперименты показывают, что рост коэрцитивной силы (на измерении коэрцитивной силы построен один из магнитных методов неразрушающего контроля) в корпусе стального снаряда будет свидетельствовать о протекании в последнем различных деструкционных процессов, которые могут привести металл к потере физико-механических свойств. Известно, что превышение уровня деструкции на определенную величину приведет к необратимым процессам в металле корпуса и, недопустимо для его применения по назначению.
Известен способ определения остаточного ресурса трубопровода (патент РФ №2194967), в соответствии с которым для определения остаточного ресурса стального трубопровода на трубопроводе выявляют места с максимальным значением коэрцитивной силы и в этой зоне с помощью переносного твердомера выполняют пластическое деформирование металла. После чего, на основании этих исследований определяют относительное удлинение металла.
Применение этого способа для оценки состояния партии снарядов невозможно, так как при его использовании возможно определять состояние металла только в случае, если он не был подвергнут пластической деформации или процессу образования микротрещин в процессе старения. Кроме того, испытания в соответствии с этим способом не позволяют определять другие технические характеристики металла, такие как: предел текучести металла, ударную вязкость, относительное сужение. А для продления срока эксплуатации снарядов необходимо знание именно этих характеристик.
Экспериментально установлено, что при пластической деформации стали (начало диапазона появления деструкционных процессов в сталях) коэрцитивная сила в стали существенно возрастает. На фиг. 1 показана часть стального образца, вырезанного из корпуса снаряда, после его нагружения на разрывной машине. По длине этого образца, в отмеченных точках (точки 1-11), с помощью коэрцитиметра ИКМ-02Ц проведены измерения коэрцитивной силы Hc. Данные этих измерений приведены в таблице фиг. 2.
Фиг. 1. Стальной образец после разрушения: 1-11 - зоны измерения Hc; 1 - место разрушения образца; ширина образца в зоне 11 составляет 10 мм; толщина образца 6 мм. Фиг. 2. Таблица.
Как видно из таблицы, Hc в «рабочей части» образца (зоны 1-7) изменяется от 81 (рядом с зоной разрушения и локализацией деформации - зона 1) до 37 (зона 7). В этих зонах (1-7) степень деформации различна и максимальна в месте разрушения (зона И). В зонах образца устанавливаемых в захваты разрывной машины Нс изменяется в пределах от 26 до 32 единиц. В образце до разрушения величина Нс в «рабочей части» составляла 30-31 единицу. Исследования микроструктуры образца в различных областях показали, что уже в зоне 7 в металле наблюдаются отдельные поры и микротрещины. Состояние металла, соответствующее зоне 7, невозможно вернуть к исходному путем термообработки. Это состояние сопровождается приростом коэрцитивной силы более чем на 20%, по сравнению с исходным. Приведенные данные и отмеченные закономерности подтверждены многочисленными экспериментами на всех ферромагнитных сталях.
Эти результаты положены в основу предлагаемого неразрушающего контроля механических свойств металла партии корпусов однотипных снарядов после длительных сроков их хранения. А именно, предлагается по значениям коэрцитивной силы в корпусе стального снаряда оценивать степень деструкции металла, и, далее, по данным разрушающих испытаний определять фактические механические свойства металла корпуса с полученным значением коэрцитивной силы, учитывая, что чем выше значение коэрцитивной силы стали, тем степень ее деструкции выше.
Установить исходное значение коэрцитивной силы в корпусе исследуемого снаряда, для сравнения с измеренным в настоящее время, невозможно.
В связи с этим в настоящем изобретении предлагается оценивать фактические свойства партии однотипных корпусов путем вырезки образцов из корпусов с максимальными значениями коэрцитивной силы и проведении на них измерений механических свойств по действующим стандартам. При этом корпуса со значением коэрцитивной силы больше или равным значению в корпусе со свойствами несоответствующими требованиям отбраковывают. Экономически и технологически это обосновано, так как предлагаемый способ будет применяться к партии однотипных снарядов (в партии несколько тысяч снарядов) и разрушающие испытания, максимум на трех снарядах, составляют незначительные затраты.
Предлагаемый способ оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов заключается в том, что при решении вопроса о продлении сроков эксплуатации партии снарядов с истекшими сроками хранения проводят оценку соответствия механических свойств металла корпусов снарядов, заданному чертежом уровню. Для этого на всех корпусах снарядов, без их разборки, в непосредственной близости к ведущему пояску на корпусе, производят измерение коэрцитивной силы. Измерение выполняют путем сканирования зоны корпуса вдоль всего пояска, причем с обеих сторон пояска. Измерения выполняют стандартными приборами для измерения коэрцитивной силы, например, прибором МС-10. Зона снаряда в непосредственной близости к месту крепления ведущего пояска снаряда является максимально напряженной на всем корпусе снаряда. А, как известно, максимально быстро процессы деструкции проходят в местах с максимальными напряжениями. Поэтому изменение механических свойств металла снаряда будет проходить максимально быстро именно в зонах непосредственно, примыкающих к месту крепления ведущих поясков. Расчетом на основании данных измерений на каждом корпусе определяется среднее значение коэрцитивной силы в корпусах для всей партии. Снаряды, на корпусах которых коэрцитивная сила более чем на 20% превышает среднее значение в партии, отбраковывают. Превышение коэрцитивной силы более чем на 20% свидетельствует, что в этих корпусах деструкция уже имеет недопустимое состояние (см. данные на фиг. 1 и в таблице фиг. 2). Из оставшихся проконтролированных снарядов отбирают не менее десяти процентов от партии с наибольшими значениями коэрцитивной силы. Объем выборки в 10% обусловлен необходимостью подтверждения идентичности состояния металла корпусов во всей партии изделий. Из выборки, снаряд с максимальным значением коэрцитивной силы разбирают. Из корпуса этого снаряда из зоны крепления ведущего пояска вырезают образцы для механических испытаний. Испытания проводят по стандартным методикам. На основании этих испытаний оценивают механические свойства металла корпуса. При соответствии этих свойств заданному чертежом уровню принимают решение о продлении сроков эксплуатации партии изделий. При отклонении этих свойств от заданного чертежом уровня, отбирают, как минимум, два снаряда с уровнем коэрцитивной силы не менее чем на 10% меньше, чем у уже испытанного, что составляет примерно середину диапазона изменения коэрцитивной силы до наступления недопустимой деструкции (рост примерно на 20%, см. таблицу, фиг. 2). По той же методике оценивают механические свойства металла этих двух корпусов. При соответствии механических свойств металла этих корпусов заданному уровню принимают решение о продлении сроков эксплуатации партии изделий. Снаряды, в корпусах которых коэрцитивная сила больше чем у последнего испытанного с положительными свойствами, изымают из партии. При получении отрицательных результатов испытаний продление сроков эксплуатации на партию этих снарядов не проводят.
Claims (1)
- Способ оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов с ведущими поясками на корпусе после истечения их сроков хранения, заключающийся в том, что из партии снарядов с истекшими сроками хранения отбирают группу снарядов, оценивают механические свойства металла корпусов этих снарядов и принимают решение о продлении сроков эксплуатации партии снарядов, отличающийся тем, что на всех корпусах снарядов, без их разборки, в непосредственной близости к ведущему пояску на корпусе, производят измерение коэрцитивной силы, вычисляют среднее значение коэрцитивной силы для корпусов всей партии, снаряды со значением коэрцитивной силы более чем на двадцать процентов превышающее среднее значение для партии отбраковывают, из оставшейся партии снарядов отбирают не менее десяти процентов снарядов с наибольшими значениями коэрцитивной силы, оценивают механические свойства металла корпуса из выборки с максимальным значением коэрцитивной силы, при соответствии этих свойств заданному уровню принимают решение о продлении сроков эксплуатации партии изделий, при отклонении этих свойств от заданного уровня, оценивают механические свойства металла как минимум на двух корпусах со значениями коэрцитивной силы не менее чем на десять процентов меньше, чем у металла уже испытанного корпуса, при соответствии механических свойств металла этих корпусов заданному уровню принимают решение о продлении сроков эксплуатации партии изделий, снаряды, в корпусах которых коэрцитивная сила больше чем у последнего испытанного с положительными свойствами, изымают из партии, а при получении отрицательных результатов испытаний, продление сроков эксплуатации на партию этих снарядов, не проводят.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136852A RU2662479C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Способ оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136852A RU2662479C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Способ оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2662479C1 true RU2662479C1 (ru) | 2018-07-26 |
Family
ID=62981553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136852A RU2662479C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Способ оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2662479C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112595954A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-02 | 西安太乙电子有限公司 | 一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4987367A (en) * | 1988-09-16 | 1991-01-22 | Hitachi, Ltd | Method and apparatus for predicting deterioration of a member constituting a part of equipment |
| RU2194967C2 (ru) * | 2000-03-03 | 2002-12-20 | Кузнецов Николай Сергеевич | Способ определения остаточного ресурса трубопровода |
| RU2339018C1 (ru) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" (ООО "Газпром трансгаз Екатеринбург") | Способ определения остаточного ресурса металла длительно эксплуатируемых стальных труб |
| RU2436103C1 (ru) * | 2010-04-06 | 2011-12-10 | Анатолий Петрович Черепанов | Способ прогнозирования ресурса объектов повышенной опасности |
-
2017
- 2017-10-19 RU RU2017136852A patent/RU2662479C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4987367A (en) * | 1988-09-16 | 1991-01-22 | Hitachi, Ltd | Method and apparatus for predicting deterioration of a member constituting a part of equipment |
| RU2194967C2 (ru) * | 2000-03-03 | 2002-12-20 | Кузнецов Николай Сергеевич | Способ определения остаточного ресурса трубопровода |
| RU2339018C1 (ru) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" (ООО "Газпром трансгаз Екатеринбург") | Способ определения остаточного ресурса металла длительно эксплуатируемых стальных труб |
| RU2436103C1 (ru) * | 2010-04-06 | 2011-12-10 | Анатолий Петрович Черепанов | Способ прогнозирования ресурса объектов повышенной опасности |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112595954A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-02 | 西安太乙电子有限公司 | 一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9128018B2 (en) | Method for evaluating corrosion-fatigue life of steel material | |
| RU2662479C1 (ru) | Способ оценки ресурса стальных корпусов артиллерийских снарядов | |
| JP6543019B2 (ja) | 鋼材の腐食疲労寿命の評価方法 | |
| RU2006123953A (ru) | Способ определения огнестойкости металлических балок здания | |
| RU2516391C1 (ru) | Способ определения зоны пластической деформации под изломом в образце | |
| Zhu et al. | Evaluation of size effect in low cycle fatigue for Q&T rotor steel | |
| RU2413195C1 (ru) | Способ определения остаточного ресурса трубопроводов | |
| RU2619480C1 (ru) | Способ прогнозирования циклической долговечности металлов | |
| Zergoug et al. | Mechanical stress analysis by eddy current method | |
| RU2139515C1 (ru) | Способ определения повреждаемости нагруженного материала и ресурса работоспособности | |
| RU2554306C2 (ru) | Способ оценки микромеханических характеристик локальных областей металлов | |
| RU2238535C2 (ru) | Способ определения повреждаемости нагруженного материала и ресурса его работоспособности | |
| RU2654154C2 (ru) | Способ определения остаточного ресурса трубопровода | |
| RU2691751C1 (ru) | Способ определения предельного состояния материала магистральных газопроводов | |
| RU2599273C1 (ru) | Способ оценки остаточного ресурса полой металлической детали, работавшей в условиях ползучести | |
| RU2570237C1 (ru) | Способ определения вязкости металлических материалов | |
| RU2170918C1 (ru) | Способ оценки остаточного ресурса работы детали | |
| WO2003054521A2 (en) | Method for tasting structural materials fatigue | |
| Karthik et al. | Small specimen test techniques for estimating the tensile property degradation of mod 9Cr-1Mo steel on thermal aging | |
| RU2498272C1 (ru) | Способ испытания металлов на необратимую поврежденность | |
| RU2221231C2 (ru) | Способ определения остаточного ресурса металла магистрального трубопровода | |
| Mehmanparast et al. | Specimen geometry and size effects on the creep crack growth behaviour of P91 weldments | |
| Prakash et al. | Investigation of material fatigue behavior through cyclic ball indentation testing | |
| Lindgren et al. | Effect of mean stress on residual stress relaxation in steel specimens | |
| Bremer et al. | NDT-based characteriazation of timber and vulcanized fiber for civil infrastructure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191020 |