Купить диплом высшего образованияСайт Вулкан - играть бесплатноФункционал 1С ТОиР для производства

Коэрцитиметрия в системе менеджмента качества

Судостроение
Коэрцитиметрия в системе менеджмента качества

Разработка и внедрение инновационных технологий – составная часть менеджмента качества продукции. В судостроении критерием качества является повышение безопасности мореплавания. Среди путей повышения качества мореплавания – непрерывный мониторинг прочности корпуса судна, особенно в продольном направлении.

Александр Гадеев, д.ф.н., профессор, проректор ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет»

Алексей Иванов, директор по качеству ООО «Судостроительный завод «Залив», г. Керчь

Александр Максимов, к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет»

Игорь Шевченко, гл. метролог ООО «Судостроительный завод «Залив», г. Керчь

Элемент безопасности судоходства

В материалах ХII Международного семинара «Качественное судоходство: стандарт ХХІ века», проходившего в 2009 г. в Санкт-Петербурге, в докладе генерального директора Российского морского регистра «Системный подход к обеспечению безопасности: тенденции и приоритеты развития» отмечалось, что аварийность по причине дефектов корпуса составляет почти 42% из всех видов аварийных ситуаций.

Комитет по безопасности на море (MSC) Международной морской организации (IMO ) 6 июня 1994 г. представил «Рекомендации по установке систем мониторинга напряжений корпуса судна для повышения безопасности судов, перевозящих сухие грузы навалом»(MSC/Circ.646.1994.Recommendation for the fitting of Hull Streess Monitoring Systems).

Мониторинг продольной прочности корпуса судна в процессе эксплуатации является одним из элементов безопасного судоходства. В настоящее время на судах устанавливаются системы датчиков, фиксирующие напряженно-деформированное состояние корпуса: тензорезисторные, магнитоупругие, волоконно-оптические и другие. Эти датчики надежно определяют напряженно-деформированное состояние корпуса судна. Однако по этим данным нельзя оценить состояние металла корпуса судна и прогнозировать возможность дальнейшей эксплуатации. В процессе волнения, погрузки или выгрузки металл корпуса испытывает знакопеременные нагрузки, что приводит к усталости. Процесс усталости состоит в том, что в металле возникают микродефекты, снижающие прочность стали. Поэтому даже при напряжениях в корпусе, ниже заложенных по проекту, может произойти разрушение. Дефекты структуры металла при усталости способствуют снижению пластичности и вязкости (в частности, хладноломкости), и разрушение происходит без видимых следов предварительной пластической деформации.

Коэрцитиметрия – определение коэрцитивной силы стали

Для кардинального решения проблемы определения напряженно-деформированного состояния корпуса и оценки остаточного ресурса металла могут быть применены неразрушающие методы контроля. Исследованиями установлено, что из всех методов неразрушающего контроля (акустические, магнитные, токовихревые и др.) магнитные характеристики обладают наилучшей чувствительностью к изменению структуры и механических свойств металла. Магнитный метод применения для ферромагнитных материалов, в том числе для конструкционной углеродистой и низколегированной стали. Из магнитных методов наибольшее распространение получила коэрцитиметрия, т.е. определение коэрцитивной силы стали. Коэрцитивная сила является более структурно-чувствительной характеристикой, чем, например, электросопротивление или скорость акустических волн в металле. Например, при одноосном растяжении низколегированной стали 09Г2 (судовая корпусная сталь) до 5% коэрцитивная сила возрастает на 40%, при этом электросопротивление и скорость акустических волн изменяется не более чем на 10%.

Сотрудниками Херсонской морской академии выполнены измерения коэрцитивной силы на теплоходе типа «река-море» «Сибирский-2101», который находился в ремонте на Херсонском судостроительном заводе. Измерения были проведены в комингсе трюмов №1-4, который расположен от шпангоута №50 в кормовой части, до шпангоута №210 – в носовой части и является верхней несущей балкой продольной прочности. Результаты измерений показали, как изменяются уровень коэрцитивной силы по длине корпуса судна. По мнению авторов, наибольшие значения коэрцитивной силы соответствуют большей деградации металла. Измерения, выполненные на левом и правом бортах, показали практическую симметричность показаний. Это соответствует теоретическим расчетам.

Однако в этих работах не учитывался уровень исходного состояния значения коэрцитивной силы металла корпуса судна. Технология постройки корпуса судна в целом состоит в том, что из листового проката, раскроенного заданной формы, сваривается конструкция. Затем несколько конструкций свариваются в отсек корпуса, а после этого происходит соединение отсеков с получением корпуса судна. Все перечисленные технологические операции производятся сваркой. При сварке (даже при соблюдении технологических режимов) в конструкции неизбежно возникают остаточные механические напряжения І и II рода, величину и распределение которых достоверно невозможно рассчитать. Таким образом, эволюция напряженно-деформированного состояния металла от листового проката до готового изделия в настоящее время не учитывается. Поэтому наиболее корректно будет уже на стадии раскроя листов отмечать места замеров коэрцитивной силы в течение всего времени эксплуатации судна.

Кроме указанного технологического фактора, влияющего на значения коэрцитивной силы стали, может оказывать влияние химический состав в пределах данной марки стали.

Например, на судостроительном заводе «Залив» толстолистовой прокат для изготовления корпуса судна поступает от 5-6 заводов-изготовителей. На этих заводах могут быть разные поставщики железной руды, способы выплавки стали и температурно-деформационные режимы прокатки.

Проанализировано влияние химического состава на механические свойства стали различных поставщиков толстолистового проката на керченском судостроительном заводе «Залив». Химический состав стали оценивали по величине углеродного эквивалента, рассчитываемого по формуле:

,     (1)

где C, Mn, Cr, Mo, V, Ni и Cu, соответственно, содержание элементов углерода, марганца, хрома, молибдена, ванадия, никеля и меди, выраженное в процентах. В результате математической обработки массива данных по каждому заводу-поставщику и по всем вместе не установлено существенной разницы. Поэтому математическая обработка велась без учета поставщика. Получены следующие уравнения регрессии:

σв = 414,6 – 4,26h + 249,1Сэ + 13,65(h Сэ),               (2)

σт = 963 – 67,17h – 1798,8Сэ + 210,6(h Сэ),             (3)

δ = 72,8 – 3,51h – 118,4Сэ + 106463(h Сэ),               (4)

где σв – временное сопротивление разрыву, МПа;

σт – предел текучести, МПа;

δ – относительное удлинение, %;

h – толщина листового проката.

По критерию Фишера все уравнения адекватны реальным данным на уровне достоверности не менее 99%. Параметры уравнений значимо отличаются от нуля (по критерию Стьюдента) при уровне достоверности не менее 95%.

Таким образом, установлена достаточно тесная функциональная связь между временным сопротивлением разрыву, пределом текучести, относительным удлинением с одной стороны и величиной углеродного эквивалента и толщиной проката с другой стороны.

Установлено, что зависимость между величиной углеродного эквивалента и коэрцитивной силой выражается корреляционным уравнением:

Hc = 97,8Сэ + 90,                (5)

где Hc – значение коэрцитивной силы, А/м;

Сэ – углеродный эквивалент, %.

Полученные данные показывают, что применение коэрцитиметрии для определения остаточного ресурса металла в процессе эксплуатации предполагает знание исходного значения коэрцитивной силы в конкретном месте листового проката. Кстати, определение механических свойств толстолистового проката на металлургических заводах производится на пробах, отобранных от 1-3 листов данной партии металла. Поэтому исходные значения механических свойств и коэрцитивной силы должны быть получены на образцах, отобранных от листового проката. Следующий замер необходимо провести после ходовых испытаний при сдаче судна в эксплуатацию. Последующие замеры проводятся периодически по составленному графику. Все полученные замеры (начиная с первого) заносятся в специальный журнал. Количество мест замеров коэрцитивной силы определяется на стадии проектирования судна. Таким образом, составляется магнитный паспорт судна, по данным которого можно определить остаточный ресурс металла и время до его разрушения.

Выводы и предложения

В настоящее время в России выпускается ряд стационарных и портативных структуроскопов, определяющих коэрцитивную силу стали, – коэрцитиметров. Коэрцитиметр состоит из электронного блока – структуроскопа и феррозондового преобразователя – щупа, соединенных между собой кабелем.

Например, портативный коэрцитиметр КИМ-2М имеет сертификат Госстандарта России RU.C.28.003.А №12287, сертификат о типовом одобрении Российского морского регистра судоходства № 12.00138 от 10.05.2012, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений №22977-02 и рекомендован к применению в Российской Федерации. Прибор имеет встроенный аккумулятор. Масса прибора с элементом питания – 1,2 кг.

Очень важно, что коэрцитивную силу ферромагнитного материала можно измерять при наличии на поверхности металла диамагнитного покрытия толщиной до 6 мм (слои краски, ржавчина, окалина и пр.). Это большое преимущество, например, перед акустическим способом, где должен быть достаточно хороший контакт между датчиком и исследуемой поверхностью металла. В ряде случаев для хорошего контакта акустического датчика с поверхностью металла используется специальная жидкость.

Имеется нормативная международная и национальная база для определения структуры и механических свойств стали магнитным методом:

– Международный стандарт ИСО 4301, часть 1-5;

– ГОСТ 21104-75. Контроль неразрушающий. Феррозондовый метод;

– ГОСТ 30415-96. Сталь. Неразрушающий контроль механических свойств и структуры металлопродукции магнитным методом;

– ГОСТ 24497-2-2009. Контроль неразрушающий. Метод магнитной «памяти» металла;

– ГОСТ Р52081-2003. Контроль неразрушающий. Метод магнитной «памяти» металла. Принципы и определения.

Учитывая все вышеизложенное, предлагается для определения напряженно-деформированного состояния корпуса судна и остаточного ресурса металла ввести магнитный паспорт судна. Для этого устанавливаются определенные места корпуса, в которых с момента приемки судна в эксплуатацию и во время эксплуатации периодически измеряется коэрцитивная сила и заносится в специальный формуляр – магнитный паспорт судна. Анализируя изменение полученных данных во времени, можно сделать вывод о величине механических напряжений и об остаточном ресурсе металла. Зная это, можно спрогнозировать время до возможного разрушения и принять соответствующие меры.

Указанные коэрцитиметры могут быть встроены в автоматическую систему датчиков для непрерывного или дискретного контроля качества металла и определения внутренних напряжений в корпусе судна.

Аналогичным образом можно определить остаточный ресурс подъемного судового оборудования и тяжело нагруженных элементов судовых силовых установок.

Таким образом, применение коэрцитиметрии и введение магнитного паспорта судна для корпуса и других тяжело нагруженных элементов агрегатов позволит повысить безопасность мореплавания.

Морской флот №4 (2016)


Вернуться к разделу Судостроение

Новости

Лента новостей

Паводковая обстановка обострилась на Кубани

Паводковая обстановка обострилась на Кубани Оперативные службы Краснодарского края переведены в режим повышенной готовности из-за возможного раз...

Судно связи «Иван Хурс» завершило государственные испытания.

Судно связи «Иван Хурс» завершило государственные испытания. Сегодня, 18 июня, на Северной верфи подписан приемный акт государственных испытаний судна связи «Ива...

Российская экономика

Медведев одобрил выделение 54 млрд рублей на развитие Дальнего Востока

Медведев одобрил выделение 54 млрд рублей на развитие Дальнего Востока Премьер-министр РФ Дмитрий Медведев подписал документ о выделении 54 млрд рублей в течение трех лет ...

Росстат подтвердил предварительную оценку роста ВВП РФ в I квартале на 1,3%

Росстат подтвердил предварительную оценку роста ВВП РФ в I квартале на 1,3% Росстат подтвердил предварительную оценку роста ВВП РФ в I квартале 2018 года на 1,3%. Соответст...

Транспортная политика

Глава Росморречфлота Виктор Олерский уходит из Минтранса

Глава Росморречфлота Виктор Олерский уходит из Минтранса Как сообщает «Коммерсант», 15 июня замминистра транспорта, глава Росморречфлота Виктор Олерский напи...

Минтранс разъяснил особенности регистрации судов рыбопромыслового флота

Минтранс разъяснил особенности регистрации судов рыбопромыслового флота Своим письмом от 23.04.2018 N 05-01/8595-ИС «Об отнесении судов к рыбопромысловому флоту» Минтранс р...

Морские порты

Ливия потеряла два крупных резервуара нефти после обстрела в порту Рас-Лануф

Ливия потеряла два крупных резервуара нефти после обстрела в порту Рас-Лануф Национальная нефтяная корпорация Ливии (NOC) потеряла два резервуара для хранения нефти в ре...

«Туапсинский нефтяной терминал» выделят из состава «Туапсинского морского торгового порта» - акционеры

«Туапсинский нефтяной терминал» выделят из состава «Туапсинского морского торгового порта» - акционеры Акционерами принято решение о реорганизации АО «Туапсинский морской торговый порт» в форме выделения...




Морской транспорт

«СКАНЭКС» разработал сервисы «Реестр судов» и «Реестр портов»

«СКАНЭКС» разработал сервисы «Реестр судов» и «Реестр портов» На базе веб-платформы «Морской портал Scanex Maritime» ГК «СКАНЭКС» запускает новые сервисы, предназ...

Паром «Балтийск» из Усть-Луги в Калининград возобновил работу

Паром «Балтийск» из Усть-Луги в Калининград возобновил работу Паром, который возил грузы из порта в Ленинградской области Усть-Луга в Калининград, возобновил рабо...

Речной транспорт

Пассажирское круизное судно «Сергей Есенин» совершило первый круговой рейс после модернизации

 Пассажирское круизное судно «Сергей Есенин» совершило первый круговой рейс после модернизации Завершился первый круговой рейс пассажирского судна круизной компании «Мостурфлот» «Сергей Есенин» п...

Флот Ленского пароходства работает на Вилюе

Флот Ленского пароходства работает на Вилюе С открытием арктической навигации, топливо в судах Ленского объединенного морского пароходства (...

Ж/Д транспорт

Калининградские железнодорожники договорились с польскими о транзите грузов через регион

Калининградские железнодорожники договорились с польскими о транзите грузов через регион Калининградская железная дорога и польская железнодорожная компания «Lotos Kolej» подписали договор ...

Минтранс подтвердил предложение ввести Дитриха в совет директоров РЖД

Минтранс подтвердил предложение ввести Дитриха в совет директоров РЖД Министерство транспорта РФ подтвердило, что направило предложение ввести главу министерства Евгения ...

Авто транспорт

Проезд по федеральной трассе «Таврида» в Крыму будет бесплатным - Аксенов

Проезд по федеральной трассе «Таврида» в Крыму будет бесплатным - Аксенов Проезд по федеральной трассе «Таврида», которую полностью на Крымском полуострове к 2021 году, будет...

Повышение тарифа по госсистеме «Платон» пока не планируется - глава Росавтодора

Повышение тарифа по госсистеме «Платон» пока не планируется - глава Росавтодора Повышение тарифов в системе «Платон» в 2018 году не планируется, сообщил в четверг журналистам глава...

Аналитика

Транспортная политика

От карательной модели к партнерской

От карательной модели к партнерской В мероприятии, посвященном итогам контрольно-надзорной деятельности Ространснадзора и ее территориал...

Первое Всероссийское собрание маринистов: первый шаг сделан

Первое Всероссийское собрание маринистов: первый шаг сделан Первое Всероссийское собрание маринистов – форум представителей творческих сил, работающих по флотск...

Морские порты

Порт Холмск: зимняя навигация, работа и перспективы паромной переправы

Порт Холмск: зимняя навигация, работа и перспективы паромной переправы Расположенный на юго-западном побережье острова Сахалин в вершине залива Невельского, морской порт Х...

Впереди новый политический цикл и новые успехи портовой отрасли

Впереди новый политический цикл и новые успехи портовой отрасли 29 марта 2018 года в Санкт-Петербурге прошла 31-я Конференция Ассоциации морских торговых портов ...

Морской транспорт

$27 миллионов за мировое соглашение

$27 миллионов за мировое соглашение В России завершился самый большой морской спор, связанный с навалом танкера Delta Pioneer на причал ...

Высокие производственные показатели на фоне сложного рынка

Высокие производственные показатели на фоне сложного рынка Правление ПАО «Совкомфлот» рассмотрело операционные и производственные результаты деятельности за 20...

Речной транспорт

Беломорканал находит резервы развития

Беломорканал находит резервы развития На содержании и обслуживании ФБУ «Администрация «Беломорканал» находится 3095,5 км водных путей, вхо...

Основная цель – развитие инфраструктуры и внедрение передовых технологий

Основная цель – развитие инфраструктуры и внедрение передовых технологий Общая протяженность внутренних водных путей Обского бассейна составляет 7245,0 км, из которых в нави...




Темы

Инфраструктура / Образование

Разведчики морских глубин

Разведчики морских глубин Геологические исследования дна морей и океанов начались сравнительно недавно. В начале ХХ века они с...

Морские капитаны

Морские капитаны 90% всей мировой торговли осуществляется через морские перевозки и при этом 99% всех перевоз...

Грузовая база

Трубопровод о двух концах

Трубопровод о двух концах В начале апреля «Транснефть» запустила в эксплуатацию первую очередь нефтепродуктопровода «Юг», кото...

«Транснефть»: снижение перевалки и расширение влияния

«Транснефть»: снижение перевалки и расширение влияния В 2017 году по трубопроводной системе «Транснефти» было перекачано 477 млн тонн нефти, из них на экс...

Безопасность мореплавания

Морские аварии: предаварийные и поставарийные состояния психики

Морские аварии: предаварийные и поставарийные состояния психики Уровень аварийности, каков бы он ни был, требует неустанного внимания, особенно в отраслях, связанны...

Время не ждет

Время не ждет Не первый год на федеральном уровне в Камчатском регионе обсуждается необходимость утилизировать зат...

Севморпуть

«Ключевой» вопрос Севморпути

«Ключевой» вопрос Севморпути Принятие решения о создании единого транспортно-логистического оператора Северного морского пути все...

Севморпуть – наш: почему Америке не выиграть спор с Россией в Арктике

Севморпуть – наш: почему Америке не выиграть спор с Россией в Арктике Какие доводы в пользу признания Северного морского пути международной транспортной артерией приводят...




Судостроение

Вопросы судоремонта в современных условиях

Вопросы судоремонта в современных условиях Когда мы говорим о судоремонте, то не имеем в виду еще одно абстрактное определение в бизнесе. Речь ...

Крупнотоннажные суда в Арктике: реальность и перспективы

Крупнотоннажные суда в Арктике: реальность и перспективы Начало нового столетия ознаменовалось резким увеличением интереса к вывозу углеводородного сырья из ...

Таможня

«Особый подход» Южной таможни

«Особый подход» Южной таможни Юристы Адвокатского бюро «Степанов и Аксюк» в течение длительного времени работают в сфере защиты ин...

Недостатки таможни в свободном порту глазами участника ВЭД

Недостатки таможни в свободном порту глазами участника ВЭД Одной из главных целей образования режима порто-франко во Владивостоке является создание условий для...

Пиратство

Тридцать дней в плену (часть 2)

Тридцать дней в плену (часть 2) Журнал «Морской флот» неоднократно поднимал тему пиратства на своих страницах.
И вот новый ма...

Последний пират отступает

Последний пират отступает 10 лет назад о нападениях сомалийских пиратов говорили каждую неделю. Теперь от них не осталось и сл...

Из истории флота

В начале времен

В начале времен История торгового мореплавания на Руси уходит в глубокую древность. Первые поселения славян появляли...

Происхождение портовых сборов

Происхождение портовых сборов В статье приводится анализ становления и развития системы портовых сборов в морских портах России, н...

Наши издания

Морские вести России

Газета «Морские вести России» издается при поддержке Федерального агентства морского и речного транспорта и Морской коллегии при Правительстве РФ тиражом 9 тыс. экземпляров, полным цветом, объемом до 28 полос. Формат издания - А-3 …

Морской флот

Информационно-аналитический журнал «Морской флот» освещает деятельность российского судоходства и всех процессов, связанных с морскими перевозками внешнеторговых грузов РФ …

Морские порты

Информационно-аналитический журнал «Морские порты» освещает деятельность российского портового комплекса и всех процессов, связанных с международными перевозками внешнеторговых и транзитных грузов через морские порты России …

Международный экспедитор

ВНИМАНИЕ! Издательство объявляет о продаже или аренде журнала «Международный экспедитор». Информационно-аналитический журнал освещает вопросы транспортной логистики, складского хозяйства, таможенного оформления грузов и ...




Транспортное дело России

Научный журнал «Транспортное дело России», основан в 1999 году, входит в Перечень ВАК. Выходит 6 раз в год ...

Инновационная экономика

Научный журнал «Инновационная экономика: информация, аналитика, прогнозы», выходит с 2010 года 4 раз в год ...

Справочник морские порты

В 2016 году редакция выпустила 7-е издание спраочника. Первый выпуск состоялся в 2001 году. Справочник выходит в режиме один раз в два года ...

Справочник речные порты

В 2015 году, по поручению Росморречфлота, редакция подготовила и выпустила 3-е издание справочника. Первый выпуск состоялся в 2011 году. Справочник выходит в режиме один раз в два года ...

Спецпроекты

Конференции

Анонсы, репортажи и отчеты с конференций и семинаров, организуемых издательством «Морские вести России». На конференциях обсуждаются самые актуальные проблемы отрасли судоходства, судостроения и портово...

Бюллетень новостей

С 2010 года издательство «Морские вести России» ведет интернет-рассылку собственного бюллетеня отраслевой информации с подборкой наиболее важных новостных сообщений. «Бюллетень новостей» рас...

Торговая площадка

В данном разделе публикуются объявления о покупке/продаже/аренде перегрузочного оборудования, средств транспорта, услуг и вакансий.

По условиям размещения объявлений обращаться по тел.: +7 (495) 763-54-2...

Информация СКЦ

Регулярная сводка «Спасательно-координационного центра Росморречфлота» (СКЦ Росморречфлота). Все происшествия на водном транспорте, оповещения об опасных гидрометеорологических условиях.





Фото/Видео репортажи

Информационный интернет-портал «Морвести.Ру» публикует фоторепортажи о наиболее значимых событиях в отрасли морского и речного транспорта. Совещания и экспертные советы в Минтрансе и федеральных агентствах, н...

Конкурс коков

Конкурс планируется провести в два этапа 5 июля 2018 года.
1-й этап – отборочный тур, с 23 января 2012 года по 23 июня 2018 года
2-й этап – конкурс финалистов – 5 июля 2018 года.
Особые условия. Уча...

Конкурс «Удиви ближнего»

Журнал «Морской флот» открывает рубрику «Удиви ближнего». Это будут ваши фотографии, на которых есть что-то необычное, непривычное или загадочное, удивившее вас в дальних рейсах.

Если у вас появится ...

Морская семья

Россия всегда славилась семьями моряков, из поколения в поколение передававшими любовь и интерес к морской профессии. Главным для них была верность своему долгу перед Родиной, нелегкой работе в море и тем, кто жде...