Hierarchia czynników wpływu w diagnostyce komponentów stalowych metodą statycznego pola rozproszonego

• Autorzy: Augustyniak, M. , Usarek, Z. , Augustyniak, B.

Warianty tytułu

EN

Hierarchy of influence factors in diagnostics of steel components using static stray field

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wśród technik badań nieniszczących obiektów stalowych (NDT) szczególną rolę pełnią techniki elektromagnetyczne, jako relatywnie tanie, czyste, szybkie i adaptowalne. Mają one jednak istotne ograniczenia, o których wydają się zapominać praktycy promujący tzw. metodę magnetycznej pamięci metali (ang. magnetic metal memory, MMM). Szczególnie dyskusyjna jest postulowana przez nich możliwość ilościowej korelacji charakterystyk pola rozproszonego przy powierzchni komponentu z lokalnym stanem naprężeń. W niniejszej pracy dokonana jest krytyczna ocena i gruntowna reinterpretacja już opublikowanych wyników [5]. Własne pomiary i modelowanie magnetyczne Metodą Elementów Skończonych prowadzą do wniosku, że określony lokalny gradient pola magnetycznego wynika z kombinacji czterech czynników: mikrostruktury, namagnesowania resztkowego, geometrii obiektu oraz stanu naprężeń. W rozważanym przypadku ostatni z wymienionych czynników, choć najistotniejszy inżyniersko, wpływa najsłabiej na charakterystykę pola rozproszonego. W konsekwencji nie ma możliwości utworzenia funkcji odwrotnej służącej jednoznacznemu wyznaczaniu lokalnych naprężeń według metodyki MMM.

EN

Electromagnetic methods have a special place among NDT techniques of steel components, for their cost-efficiency, cleanness, rapidity and adaptability. However, they exhibit significant limitations, which tend to be underscored by promoters of the so-called metal magnetic memory (MMM) where their major proposal involves possibility of quantitative correlation of stray fields characteristics with the local stress state. The presented work contains a critical assessment and fundamental reinterpretation of the already published results [3]. The authors’ own measurements and magnetic simulation using Finite Element Method allow concluding that a certain local magnetic field gradient depends on a combination of four factors: microstructure, residual magnetisation, object’s geometry and finally the stress state. In the analysed realistic case the last factor, though the most important from the engineering point of view, has relatively least influence on the stray field characteristics. Consequently, it is impossible to define a reverse function allowing explicit determination of local stresses with the use of MMM methodology.

Słowa kluczowe

PL

metoda pamięci metali; magnetyczne pole rozproszone; badania nieniszczące; metoda elementów skończonych

EN

metal magnetic memory; magnetic stray field; magnetic NDT; finite element method

• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 324--329
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Augustyniak, M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, DES ART Sp. z o.o.

autor

Usarek, Z.

• Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

autor

Augustyniak, B.

• Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

Bibliografia

• [1] Dubov A.A., A technique for monitoring the heating surface tubes of steam and hot-water boilers using the magnetic memory of metals, Thermal Engineering (English Translation of Teploenergetika) 45 (1998) 59-63.
• [2] Iordache V.E., Hug E., Buiron N., Magnetic behaviour versus tensile deformation mechanisms in a non-oriented Fe-(3 wt%)Si steel, Mater. Sci. Eng . A 2003; 359:62–74.
• [3] BS ISO 24497-2:2007, Nondestructive testing - Metal magnetic memory - Part 2: General Requirements
• [4] Augustyniak M., Krytyczny przegląd założeń metody badań nieniszczących opartej na „magnetycznej pamięci metalu”, Energetyka 2011, Zeszyt Tematyczny nr XXII.
• [5] Roskosz M., Bieniek M., Evaluation of residual stress in ferromagnetic steels based on residual magnetic field measurements, NDT&E International 45 (2012) 55-62.
• [6] Anglada-Rivera J. et al, Magnetic Barkhausen Noise and hysteresis loopin commercial carbon steel: influence of applied tensile stress and grain size, JMMM 231 (2001) 299-306.
• [7] Żurek Z.H., Magnetic contactless detection of stress distribution and assembly defects in constructional steel element, NDT&E International 38 (2005) 589-595.
• [8] Dubov A., Kawka A., Juraszek J., Application of the metal magnetic memory method for investigation and analysis of stressed states of hoisting mine structure bearing rods, Proc. ECNDT 2010
• [9] Roskosz M., Bieniek M., Analysis of the methodology of the assessment of the technical state of a component in the method of metal magnetic memory testing, Proceedings Defektoskopie 2010/ NDE for Safety, 229-236.