Використання методів механічного резонансу для виявлення пошкодженості сталей парогонів після експлуатації

Abstract

Лінійні та нелінійні методи механічного резонансу використано для виявлення пошкодженості сталей після ∼7⋅10⁴...2,45⋅10⁵ h експлуатації в парогонах теплоелектроцентралі. Визначено швидкість звуку, декремент коливань і його залежність від амплітуди максимальних циклічних напружень, а також залежність резонансної частоти коливань консольно закріпленого стрижневого зразка від амплітуди деформації. Виявлено, що декремент коливань матеріалів після експлуатації вищий, ніж у стані постачання, а залежність його від амплітуди напружень посилюється. Зафіксовано, що матеріалу після експлуатації властива нелінійна пружна поведінка, яка проявляється у спотворенні резонансної кривої і залежності резонансної частоти від амплітуди. Встановлена лінійна залежність резонансної частоти від амплітуди деформації, яка корелює з такою самою для декременту коливань. Підтверджено перспективність нелінійних методів для виявлення пошкоджень у парогонах.

Линейные и нелинейные методы механического резонанса использованы для обнаружения поврежденности сталей после ∼7•10⁴...2,45⋅10⁵ h эксплуатации в паропроводах теплоэлектроцентрали. Измерены скорость звука, декремент колебаний и его зависимость от амплитуды максимальных циклических наряжений, а также построена зависимость резонансной частоты колебаний консольно закрепленного стержневого образца от амплитуды деформации. Установлено, что декремент колебаний материалов после эксплуатации больше, чем в состоянии поставки, а его зависимость от амплитуды напряжений усиливается. Показано, что материалы после эксплуатации демонстрируют нелинейное упругое поведение, которое проявляется в искажении резонансной кривой и зависимости резонансной частоты от амплитуды. Установлена линейная зависимость резонансной частоты от амплитуды деформации, которая коррелирует с таковой для декремента колебаний. Экспериментальные результаты свидетельствуют о перспективности нелинейных методов для обнаружения повреждений в паропроводах.

The linear and nonlinear techniques of mechanical resonance have been used for the detection of the damage in steel after ∼7•10⁴ to 2,45⋅10⁵ h of its operation in the steam pipeline of a thermal power plant. Sound velocity, vibration decrement and its dependence on the maximum cyclic stress amplitude were measured and also the dependence of resonance frequency of cantilever bar on strain amplitude was constructed. The vibration decrement of materials after operation exceeds those in the initial state and its dependence on the stress amplitude became sharper. The nonlinear effects such as distortion of resonant curve and resonant frequency shift depending on the strain amplitude were found in the materials after operation. The linear dependence of resonant frequency on strain amplitude that correlated with that characteristic of the vibration decrement was established. The experimental results indicate that nonlinear techniques are promising for detection of the damages of steam pipeline.