Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка магнитоупругого метода контроля напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов

ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Разработка магнитоупругого метода контроля напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов"

На правах рукописи

003068499

КУЛАК СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ

РАЗРАБОТКА МАГНИТОУПРУГОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 25.00.19 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Тюмень-2007

003068499

Диссертационная работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский; государственный нефтегазовый университет» Федерального агентства по образованию Российской Федерации.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор

Новиков Виталий Фёдорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Чекардовский Михаил Николаевич

• кандидат физико-математических наук Ширшова Альбина Вольфовна

Ведущая организация: НПЦ «Сибнефтегаздиагностика»,

г.Тюмень

Защита диссертации состоится 4 мая 2007 г. в 1530 час. на заседании диссертационного совета Д 212.273.02 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г.Тюмень, ул.Володарского, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информацион-ном центре Тюменского государственного нефтегазового университета по адресу: 625039, г.Тюмень, ул. Мельникайте, 72.

Автореферат разослан « ¿Р » rJUt/^lXJlQQlr.

Ученый секретарь t-

диссертационного совета Кузьмин C.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В общей аварийности магистральных газопроводов на аварии, связанные с превышением уровня механических напряжений, приходится свыше 13%. Нормативной базой строительства и контроля остаточного ресурса трубопроводного транспорта являются СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы», СНиП 2.04.12-86 «Расчёт на арочность стальных трубопроводов». Для неразрушающего контроля (НК) напряжений в металлоконструкциях применяются акустические, ультразвуковые, магнитные, оптические и другие методы. Но эффективность их применения для контроля напряжённо-деформированного состояния подземных нефте- и газопроводов (НП и ГП) низка. Прежде всего, это связано с тем, что в предлагаемых методах необходим хороший контакт датчика с поверхностью трубы. Применение перечисленных методов в условиях Крайнего Севера и Сибири в зимнее время осуществлять крайне сложно, а летом в болотистой местности практически невозможно. Все это делает процедуру измерений дорогой, лишает ее оперативности.

Производству же необходим эффективный метод контроля напряжённо-деформированного состояния металла НП и ГП, позволяющий быстро (например, со скоростью пешехода) проводить обследование подземных трубопроводов, не вскрывая грунт над трубой и не нарушая её изоляционного покрытия.

Поэтому с научной и практической точек зрения актуальна разработка высокопроизводительных методов контроля напряжённо-деформированного состояния подземных трубопроводов.

Наиболее перспективными для оценки механических напряжений металла НП и ГП являются методы, основанные на эффекте магнитоупру-гого размагничивания (магнитоупругой памяти (МУП)). Эти методы делают возможным контактное и дистанционное измерения напряжений без нарушения изоляционных покрытий трубы, оперативно оценивать иско-

мую величину напряжений, обладают высокой производительностью и возможностью измерять компоненты двухосного нагружения.

Целью диссертационной работы является разработка нового не-разрушающего магнитоупругого метода контроля напряжённо-деформированного состояния подземных трубопроводов.

Для выполнения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

определить зависимость изменения напряжённости магнитного поля локальной намагниченности ферромагнитной модели трубопровода (ТП) от величины испытываемой однородной нагрузки и её дозированной вариации (уменьшении и последующем восстановлении);

установить закономерности необратимого изменения напряжённости магнитного поля рассеяния локальной намагниченности модели ТП под действием продольных напряжений (растяжение, сжатие) при дозированном изменении её внутреннего давления (изменении кольцевых напряжений);

исследовать распределение магнитного поля вдоль оси длинномерной изогнутой модели трубопровода;

разработать методику полевых измерений магнитного поля на поверхности ГП и способы калибровки напряжений. Оценить максимальные продольные напряжения подземного ГП и сравнить их значения с рассчитанными по предлагаемым СНиП 2.05.06-85, СНиП 2.04.12-86 формулам;

исследовать сезонные изменения напряжённо-деформированного состояния действующего ГП на входе и выходе компрессорной станции.

Научная новизна выполненных исследований:

разработаны на основе МУП, метрологические основы нового метода измерения напряжений подземного трубопровода по вариации одной из составляющих его нагрузки;

разработан на основе «магнитной памяти» метод определения максимальных напряжений и их сезонных (март-сентябрь) изменений, действующих в подземном газопроводе;

разработан метод диагностики арок подземного трубопровода, определения их протяжённости и максимальных напряжений в них.

Практическая ценность работы:

впервые разработанный и предложенный магнитный (на основе магнитоупругой памяти) метод контроля продольных напряжений в трубопроводе (НП, ГП) по дозированной вариации внутреннего давления, позволяет оценивать напряжённо-деформированное состояние, как подземных трубопроводов, так и хранилищ нефти и газа;

магнитный метод (на основе «магнитной памяти») и предложенная методика, и аппаратура позволяют контролировать напряжения подземного ТП, определять участки с повышенным уровнем напряжений и их сезонные изменения;

применение методики измерения магнитного поля рассеяния на поверхности подземного ТП с использованием эффекта магнитной памяти позволяет обнаруживать арки и определять величины максимальных напряжений в них.

На защиту выносятся разработанные магнитоупругие методы контроля напряжённо-деформированного состояния подземных трубопроводов.

Апробация работы. Основные результаты и научные положения диссертационной работы были доложены на: международной конференции «Разрушение и мониторинг свойств металлов», г.Екатеринбург, 2003г.; XVII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», г.Екатеринбург, 2005г.; V международной научно-технической школе-семинаре «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления», г.Ижевск, 2004г.; III международной научно-

технической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоёмкие технологии в машиностроении», г.Тюмень, 2005г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 19 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х разделов, выводов, списка литературы. Диссертация изложена на 157 страницах, содержит 55 рисунков, 13 таблиц. Список литературы включает 125 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности работы и её практической ценности. Сформулированы цели и задачи исследований.

В первом разделе проведён обзор существующих методов неразру-шающего контроля механических напряжений в металлоконструкциях. Из него следует, что в настоящее время нет эффективных методов пригодных для контроля напряжённо-деформированного состояния подземных трубопроводов без выполнения трудоёмких работ по доступу к поверхности трубы.

Второй раздел посвящён описанию аппаратуры, методики лабораторных и полевых исследований, а также основным характеристикам объектов исследований. Лабораторная установка для исследования магнито-упругих явлений полых цилиндров (Э=25мм, <1=23мм, Ь=80мм) разработана и изготовлена на базе разрывной машины Р-50. Её блок-схема приведена на рис. 1.

Установка позволяла реализовать следующие виды работ: продольное растяжение и сжатие полых цилиндров вплоть до предела текучести материала; реализация в полом цилиндре кольцевых напряжений до 200 МПа с помощью давления, создаваемого гидроцилиндром; локальное намагничивание полого цилиндра; измерение напряжённости магнитного поля рассеяния намагниченных участков феррозондовым магнитометром.

Рис.1. Блок-схема лабораторной установки для исследования магнитоупругих явлений (МУП) ¡-образец в виде полого цилиндра; 2-прикладываемые к образцу феррозонды; 3-магнитометр; 4-манометр; 5-гидропресс; 6-силоизмеритель разрывной машины; 7-электронный самописец (аналого-цифровой преобразователь);

8-направляющий цилиндр.

Третий раздел посвящен разработке метода контроля напряжений в магистральных НП и ГП, в основе которого лежит зависимость величины магнитоупругого размагничивания под действием продольных и кольцевых напряжений (магнитоупругая память (МУП)), локально намагниченных полых цилиндров из трубных марок сталей (сталь 10, 09Г2С).

Предложен метод контроля продольных напряжений подземного трубопровода по изменению магнитного поля локально намагниченного участка вследствие варьирования кольцевых напряжений. Для этого исследовался эффект МУП на полых цилиндрах, в которых можно было при заданной продольной нагрузке изменять величину внутреннего давления. Было установлено, что при заданной величине вариации давления ДР изменение напряжённости магнитного поля локально намагниченного участка полого цилиндра тем больше, чем больше была приложенная продольная нагрузка.

200 180 160 140 |120

и 100

<1

80 60 40 20

и л

-А

1-«

& -а- я* я

т <

А »- • к

1 г—<

0

100

200 300 а,МГ1а

Рис.2. Зависимость изменения напряжённости магнитного поля рассеяния ДН намагниченного участка полого цилиндра из стали 09Г2С от напряже ния растяжения при вариации внутреннего давления ДР *-5МПа, я-12,5МП а, к-25МПа.

Из рис. 2 следует, что Изменение убыли напряжённости поля ДН практически линейно связано с величиной существующих продольных напряжений в металле полого цилиндра. Эффект тем больше, чем больше вариация давления.

На действующем трубопроводе предложенный метод реализуется следующим образом: на выбранном для обследования участке трубопровода (газопровод или нефтепровод) с определённым интервалом делаются отверстия в грунте проколом до верхней образующей трубы. Через эти отверстия к поверхности трубы доставляется намагничивающее устройство, а затем датчик магнитометра, помещённый в немагнитный корпус, имеющий форму прокола. Измеряется начальное значение напряжённости магнитного поля в локально намагниченном участке. Далее производится уменьшение и возврат в исходное состояние давления в трубопроводе. После этого измерения повторяются во всех точках. Определяют изменение напряженности магнитного поля рассеяния в каждой точке. Используя градуировочные

зависимости, оценивают величину продольных механических напряжений в каждой выбранной точке трубопровода. Достоинствами метода являются: возможность определения действующих в металле подземного трубопровода продольных напряжений без вскрытия грунта, без нарушения изоляционного покрытия, в любое время года и при любом виде закрывающего трубопровод грунта.

В четвёртом разделе решена практическая задача обнаружения участков подземного ГП с повышенным уровнем механических напряжений и определения сезонных изменений механических напряжений магистрального газопровода магнитоупругим методом. Для этого были проведены измерения магнитного поля рассеяния на поверхности эксплуатируемого газопровода «Уренгой-Сургут-Челябинск». Было обследовано шесть уча стков общей протяжённостью -200Ом, расположенных до компрессорной станции КС-11 и на выходе из неё. Измерения магнитного поля ГП проводились трёхкомпонентным магнитометром МЦ- 3.003 с интервалом в Юм контактным способом без вскрытия грунта над трубой, без нарушений изоляционного покрытия и без остановки его работы. Газопровод был собран из стальных труб марки X 70.

Весь цикл полевых измерений магнитного поля ГП состоял из трёх этапов: первый - в марте (температура воздуха — -30°), второй этап - в августе - сентябре, третий этап - через один месяц для оценки достоверности результатов измерений.

На рис. 3 и 4 представлены результаты измерений нормальной И/ и тангенциальной Нт составляющих вектора напряжённости магнитного поля ГП на участке №1, удалённом от КС-11 на расстоянии 7км, где были проведены измерения в 42 точках на 500м газопровода.

400 300 200 |100 £ о -100 -200 -300

: г'

11 1К1

Пя [

|М0 ¥ Л* |П ч! 4ч >1 кЛ 1 п

Ь,м

Рис. 3. Распределение нормальной составляющей вектора напряжённости магнитного поля ГП Нг вдоль его оси (участок №1, после КС-11) ♦- измерения, проведёмте 15.03.03, а-22.07.03, к-16.09.03.

Рис. 4. Распределение тангенциальной составляющей магнитного поля ГП Нт вдоль его оси (участок №1, после КС-11) ^-измерения проведённые 15.03.03, в-22.07.03, А.-16.09.03

В распределениях магнитных полей газопровода было обнаружено несколько областей, где наблюдается явно выраженное отличие результатов летних и зимних измерений. Например, на участке №1 эти области находятся на расстоянии 190м, 250м, 290м и 390м от начала отсчета (рис.3).

Впервые было установлено, что величины Нг и Нт изменяются периодически не только по величине, но и по направлению земного поля. Причём по фазе зависимость Нт(Ь) смещена относительно Нг(Ь) примерно на 30м. Предполагалось, что такое распределение магнитного поля ГП мо-

жет быть вызвано пропусканием внутритрубного магнитного дефектоскопа. Однако, при намагничивании трубы (Ь= 15000мм, 0=3 8мм, сталь 20) изнутри, и последующем измерении тангенциальной составляющей её магнитного поля, каких-либо аномалий выявлено не было.

В распределении магнитного поля не заглублённого в грунт протяжённого прямолинейного участка (Ь ~ 150м) теплотрассы диаметром О ~ 1200мм на выходе из ТЭЦ-2 г.Тюмени периодичности выявлено не было.

Для объяснения наблюдаемой периодичности в распределении магнитного поля'ГП был создан его лабораторный образец из трубы длиной Ь=13м и диаметром В=27мм. В его середине путём изгиба в горизонтальной плоскости создавалась арка длиной 2м (рис.5а) и измерялись вдоль верхней образующей нормальная Нг и тангенциальная Нт составляющие вектора напряжённости её магнитного поля рассеяния.

Как видно из рис.5б изогнутая труба имеет периодичное распределение обеих составляющих поля со сдвигом друг относительно друга примерно на четверть периода.

Показано, что причиной сезонного изменения магнитного поля ГП является его деформация, обусловленная нормативными нагрузками, обусловленными - внутренним давлением, температурным перепадом, и упругим изгибом. Предложено использовать установленные закономерности распределения магнитных полей ГП для определения участков аркообра-зования подземного трубопровода и оценивать величину действующих в них напряжений с точностью до 20%.

Для оценки напряжённо-деформированного состояния ГП и его сезонного изменения была проведена градуировка значений нормальной составляющей Нг напряжённости магнитного поля рассеяния ГП и её сезонного изменения на полом цилиндре, изготовленном из стали 09Г2С, близкой по свойствам стали X 70.

Нт Земли

Рис. 5. Горизонтальная арка трубы (а) и распределение нормальной Н7 (н) и тангенциальной Нх (♦) составляющих магнитного поля рассеяния вдоль её верхней образующей в магнитном поле Земли (б).

В табл. 1 приведены координаты расположения участков газопровода, где были выявлены максимальные продольные напряжения газопровода и их сезонное изменение, оценённые по градуировочной кривой.

Таблица 1

Максимальные продольные напряжения ГП «Уренгой - Сургут-Челябинск» и их сезонные изменения, полученные в результате градуировки

Номер Координата Величина Сезонное Продоль- Сезонное

участка точки, м магнитного изменение ные на- изменение

поля ГП с вы- поля ГП, пряжения продольных

четом поля А/м ГП, о, напряжении

Земли, А/и МПа До, МПа

1 387 145 110 150 112

2 10 140 85 143 87

3 370 360 35 367 36

4 130 280 110 286 112

5 80 165 60 168 61

6 324 180 65 184 66

Согласно СНиП 2.05.06-85, СНиП 2.04.12-86 для прямолинейных и упругоизогнутых участков трубопроводов при отсутствии продольных и поперечных перемещений трубопровода, просадок и пучения грунта максимальные суммарные продольные напряжения <у"„р от нормативных нагрузок и воздействий - внутреннего давления, температурного перепада Д1 и упругого изгиба радиусом р, определяются по формуле:

а1Р ~ ^а"кц - «ЕДГ ± , (1)

где ц-коэффициент Пуассона; & кц -кольцевые напряжения от нормативного давления, МПа; а-коэффициент линейного расширения металла трубы, град'1; Е-параметр упругости, МПа; Он-наружный диаметр трубы, м.

Расчёт, проведенный для обследованных участков ГП вблизи КС по-

н

казал, что величина ° пр составляет порядка 215МПа. Как видно из табл. 1 значения продольных напряжений, оценённых по градуировочной кривой

на большинстве обследованных участков близки рассчитанному & "пр .

Исследована возможность дистанционного контроля напряжений подземного трубопровода магнитным методом, без вскрытия грунта.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1) Установлены на модели трубопровода зависимости магнитоупругого размагничивания от величины продольной нагрузки, при ее вариации и вариации давления. На этой основе разработаны методы определения продольных напряжений трубопровода.

2) Впервые разработан метод измерения продольных напряжений подземного трубопровода по величине монотонного изменения магнитного поля локальной намагниченности вследствие дозированного уменьшения и последующего восстановления внутреннего давления газа или нефтепродуктов в трубопроводе.

3) Разработан пассивный метод определения напряжений трубопровода по величине магнитного поля рассеяния. Показано, что максимальные напряжения ГП вблизи КС достигают 200МПа, что близко к суммарным продольным напряжениям подземного ГП от нормативных нагрузок и воздействий, рассчитанных по СНиП 2.05.06-85, СНиП 2.04.12-86.

4) Предложена и испытана методика определения деформированных участков подземного трубопровода, протяженность арок и величины механических напряжений в них. Средняя протяжённость выявленных вблизи КС-11 ГП «Уренгой-Сургут-Челябинск» арок составила ~200м, максимальные напряжения в них составляют 150^200МПа

5) Определены сезонные изменения напряжённо-деформированного состояния ГП вблизи КС, величина которых достигает порядка 200МПа.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кулак С.М. Магнитоупругая память при сложном нагружении. / Новиков В.Ф., Дягилев В.Ф., Болотов A.A. // Разрушение и мониторинг свойств металлов: материалы международной конференции - Екатеринбург: УрОРАН, 2003.-С.55-56.

2. Кулак С.М. Определение механических напряжений в трубопроводах с помощью магнитоупругой памяти металла. Влияние давления.

/Новиков В.Ф., Дягилев В.Ф. // Электроэнергетика и применение передовых современных технологий в нефтегазовой промышленности: материалы областной научно-практической конференции, посвящённой памяти профессора ТюмГНГУ Гришина В.Г.-Тюмень: ТюмГНГУ, 2003.-С.47- 50.

3. Кулак С.М. О возможности использования магнитных полей рассеяния магистрального газопровода для выявления сезонной динамики механических напряжений. / Бахарев М.С., Мосягин М.Н., Иванов И.А., Новиков В.Ф. // Нефть и газ - Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. - №4. - С.53-59.

4. Пат. №2274840 Российская Федерация, МПК7 G 01 L 1/12. Способ определения механических напряжений в конструкциях из ферромагнитных материалов / Бахарев М. С., Новиков В.Ф., Дягилев В. Ф., Кулак С.М.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Тюменский государственный нефтегазовый университет.-№2004132739/28; заявл. 10,11.2004; опубл. 20.04.2006, Бюл.№11.

5. Кулак С.М. Использование магнитоупругой памяти для контроля осевых напряжений стального трубопровода путём вариации внутреннего давления. /Новиков В.Ф., Бахарев М.С., Дягилев В.Ф. //Неразрушающий контроль и диагностика: материалы XVII Российской научно-технической конференции - Екатеринбург: ИМАШ УрОРАН, 2005. -С.287.

6. Кулак С.М. Магнитный метод контроля осевых напряжений стального трубопровода путём вариации внутреннего давления. /Важенин Ю.И., Новиков В.Ф., Бахарев М.С. //Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоёмкие технологии в машиностроении: материалы III международной научно-технической конференции - Тюмень: Феликс, 2005. -С.281-283.

7. Кулак С.М. Исследование магнитоупругой памяти ферромагнетика при несимметричных изменениях механических напряжений. / Важенин Ю.И., Новиков В.Ф., Бахарев М.С. // Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоёмкие технологии в машиностроении: материалы III

международной научно-технической конференции - Тюмень: Феликс,

2005. - С.284-285.

8. Кулак С.М. Определение сезонных деформаций газопровода по изменению его магнитного поля рассеяния. / Новиков В.Ф., Фёдоров Б.В. // Магнитные явления: сб.статей под ред. проф. Г.В.Ломаева. - Ижевск: Ассоциация «Научная книга», 2005.- Вып.2. - С. 169-173.

9. Кулак С.М. Применение магнитоупругой памяти для контроля механических напряжений в металлоконструкциях. / Новиков В.Ф., Дягилев В.Ф. // Магнитные явления: сб.статей под ред. проф. Г.В.Ломаева. -Ижевск: Ассоциация «Научная книга», 2005. - Вып.2. - С. 174-179.

10. Кулак С.М. Диагностика мест повышенной разрушаемости трубопровода / Новиков В.Ф., Важенин Ю.И., Бахарев М.С. - М.:000 «Не-дра-Бизнесцентр», 2006.-200с.

11. Кулак С.М. Применение магнитоупругой памяти металла для измерения механических напряжений. / Важенин Ю.И., Новиков В.Ф., Бахарев М.С. // Датчики и системы - Москва: ООО «СенСиДат», 2006. - №8. -С.47-49.

12. Кулак С.М. О природе квазипериодичности распределения магнитного поля вдоль магистрального газопровода (ГП). / Новиков В.Ф., Нерадовский Д.Ф. // Сб. научных трудов сотрудников и преподавателей Технологического института. Вып.1-Тюмень: Издательство «Вектор Бук»,

2006.-С.31-34.

Подписано к печати P?. РУ Бум. писч. №1

Заказ № У У__Уч. - изд. л. í>

Формат 60 х 84 '/16 Усл. печ. л.

V !

/ / J

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз.

Издательство «Нефтегазовый университет»

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625039, Тюмень, ул.Киевская, 52

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кулак, Сергей Михайлович

Введение.

Глава I Анализ методов неразрушающего контроля и диагностики напряжений в металлоконструкциях.

1.1 Источники механических напряжений действующих магистральных трубопроводов и их классификация.

1.2 Сезонные изменения напряжений трубопровода, вызванные взаимодействием с промерзающим грунтом.

1.3 Влияние подвижных тектонических структур на напряжённое состояние трубопровода.

1.4 Расчёт на прочность магистральных трубопроводов.

1.5 Методы неразрушающего контроля напряжений в металлоконструкциях.

1.5.1 Рентгеновские методы.

1.5.2 Ультразвуковые методы.

1.5.3 Метод акустической эмиссии.

1.5.4 Вихретоковый (электромагнитный) метод.

1.5.5 Использование остаточной намагниченности металла для измерения его напряжений.

1.5.6 Диагностика механических напряжений металла по его магнитным полям рассеяния (метод магнитной памяти).

1.5.7 Анизотропный магнитоупругий датчик.

1.5.8 Магнитострикционный способ измерения напряжений.

1.5.9 Коэрцитиметрический метод.

1.5.10 Магнитошумовой метод (метод эффекта Баркгаузена).

1.5.11 Метод тензодобавок.

1.6 Новые методы неразрушающего контроля.

1.7 Обоснование выбора метода диагностики напряжений.

Выводы к I главе.

Глава II Аппаратура и методика измерений.

2.1 Объекты исследований.

2.2 Приборы и их характеристики.

2.3 Методика исследований.

2.4 Соответствие используемых в исследованиях моделей реальному трубопроводу.

Глава III Магнитоупругое размагничивание локально намагниченных одноосно и сложнонагруженных образцов в виде полых цилиндров.

3.1 Размагничивание «магнитной метки» на поверхности ферромагнитного полого цилиндра под действием меняющейся нагрузки, вызванной внутренним давлением.

3.2 Влияние растягивающих и сжимающих напряжений, приложенных вдоль оси полого цилиндра с давлением, на эффект размагничивания его локально намагниченной области

3.3 Применение магнитоупругой памяти металла для измерения одноосных механических напряжений дозированным методом.

3.4 Разработка метода определения осевых напряжений магистрального трубопровода путём вариации его внутреннего давления на основе магнитоупругой памяти металла.

Выводы к III главе.

Глава IV Оценка сезонной динамики напряжённо-деформированного состояния металла магистрального газопровода «Уренгой-Сургут-Челябинск» магнитоуиругим методом.

4.1 Выбор участков обследования и аппаратуры. Постановка цели и задач исследования.

4.2 Расположение участков газопровода, выбранных для исследования, их характеристика.

4.3 Методика магнитометрических исследований.

4.4 Результаты магнитометрических измерений сезонных деформаций газопровода и их анализ.

4.5 Влияние усталостных изменений механических свойств трубопровода на величину его магнитного поля рассеяния и магнитоупругого размагничивания.

4.6 Калибровка магнитометрических данных на моделях трубопровода.

4.7 Разработка импульсного намагничивающего устройства для дистанционного намагничивания подземных трубопроводов.

Выводы к IV главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка магнитоупругого метода контроля напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов"

Актуальность проблемы. По оценке экспертов среднегодовой совокупный материальный ущерб с затратами на ликвидацию чрезвычайных ситуаций (ЧС) техногенного характера в России в ближайшие годы может составить до 5% внутреннего валового продукта страны [1]. Отмечено также, что средний уровень индивидуального риска для населения России на два порядка превышает допустимый уровень, принятый в развитых странах мира. В подобной ситуации действующий принцип «учиться на ошибках» должен уступить место принципу «упреждения ЧС», который провозглашён на Международной конференции ООН по окружающей среде и развитию в качестве государственной стратегии по снижению риска и смягчению последствий ЧС.

Опыт ряда стран Западной Европы, где осуществлялись государственные меры регулирования по снижению риска ЧС, показывает, что число аварий и катастроф сократились за десять лет в 7-10 раз. По расчётам экспертов, затраты на прогнозирование и обеспечение готовности к стихийным бедствиям и авариям различного характера на порядок меньше величины предотвращённого ущерба.

Значительная доля аварий техногенного характера приходится на объекты транспорта и химической переработки углеводородного сырья. Так, по данным фирмы «ММ Протекши Консалтантс» [2], проведшей анализ 150 катастрофических аварий за 30-летний период (1959-88гг.) суммарный материальный ущерб от аварий за 30 лет возрос на порядок, а средний ущерб от одной аварии - в 2 раза и достигал 35 млн. долларов. Несмотря на малую долю (2%) в общем ущербе от аварий на трубопроводах, средний ущерб от одной аварии превалирует над всеми другими технологическими установками и производствами (45 млн. долларов), что свидетельствует о масштабности последствий от аварий на магистральных трубопроводах углеводородного сырья.

По данным американской газовой ассоциации масштабы выбросов метана в атмосферу в процессе операций по транспортировке и распределению газа составляют до 0,3% от общего объёма добычи газа и в масштабе планеты по разным оценкам составляют 400-600млн. тонн.

Россия эксплуатирует свыше 150тыс.км только магистральных газопроводов, из которых 60% приходится на газопроводы диаметром от 1020-1420мм. По сроку эксплуатации действующие газопроводы распределяются следующим образом: 15%-более 30 лет; 55%-от 10 до 30 лет; 30%-до 10 лет; 15% мощностей газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях магистральных газопроводов эксплуатируются более 20 лет. В общей аварийности магистральных газопроводов на аварии связанные с превышением уровня механических напряжений приходится свыше 13%.

Газо- и нефтепроводы (ГП и НП) испытывают во времени целый ряд изменений, приводящих к варьированию их напряженного состояния. Это, во-первых, напряжения, возникающие вследствие колебаний температуры в течение суток, в результате изменения времени года (лето-зима). Особенно опасны локальные колебания температуры весной, когда открытые части трубопровода интенсивно прогреваются, в то время как закрытые мерзлым грунтом части жестко закреплены. Оттаивание грунта в условиях вечной мерзлоты приводит к его непредсказуемым деформациям, как вертикальным, так и горизонтальным и, соответственно, к появлению значительных напряжений в линейной части трубопровода и особенно в перемычках. Действия этих напряжений совместно с внутренними и рабочими напряжениями создают предпосылки для разрушения труб и возникновения аварий [3].

Практически неизученной остается роль динамических напряжений в преждевременных разрушениях магистральных трубопроводов (МТ). Вместе с тем, имеются сведения, в том числе и в других областях промышленности, о том, что динамические напряжения, как стохастического характера, так и регулярные циклические на фоне регламентируемых статических напряжений являются очень опасными. Хотя по величине динамические напряжения, как правило, далеки от предела текучести, их роль может быть решающей в преждевременных разрушениях конструкций [2,4]. Доказано, что они инициируют механизм возникновения усталостных и коррозионно-усталостных трещин [5,6]. Имеется мнение, что стресс-коррозия МТ представляет собой особую разновидность коррозионной усталости [7]. Экспериментально показано [8,9] и опытом эксплуатации подтверждено [9], что при статическом нагружении она не возникает из-за отсутствия «динамической» пластической деформации.

В работе [10] тензометрическим методом, путем вырезки элементов трубы показано, что внутренние напряжения в трубах фирмы Европайп составляют порядка 50-80 МПа, а у Харциской трубы, взятой из аварийного запаса, они достигают 100 МПа. Эквивалентное напряжение, состоящее из напряжений, обусловленных давлением, плюс остаточные напряжения выше расчетных почти на 80 МПа в трубах фирмы Европайп, а у Харциской трубы, взятой из аварийного запаса, на 160 МПа. Другие дополнительные нагрузки (укладочные напряжения, изгиб трубы, термические деформации и др.) могут привести к тому, что местами суммарная нагрузка может достичь предела текучести. Так в работе [11] сообщается, что на 86 километрах линейного участка Уренгой - Пангоды ГП Уренгой - Надым выявили 19 участков с повышенным уровнем напряженно деформированного состояния (горизонтальные и вертикальные арки), по крайней мере, в пяти из них произошла пластическая деформация.

В работе [12] рассматривается ситуация, когда подвесной трубопровод из Ст.2 и Ст. 4 на деревянных опорах Войвож-Ухта-Ярега простоял более 50 лет. Причину долговечности подвесного ГП автор видит в том, что его конструкция не допускает формирования заметных напряжений. В то же время надземный «лежачий» трубопровод на неподвижных и подвижных опорах из более качественного металла 17Г1С при практически постоянном внутреннем давлении простоял до аварии всего 15 лет. Здесь не было влияния грунтового электролита, наводораживания, обусловленного катодным током электрохимической защиты. Но, как указывается в работе [12], ГП за это время совершил 2,5 тыс. температурных циклов напряжений, и связанных с ними подвижек. По этой причине и из-за плохого скольжения на опорах развивались циклически повторяющиеся напряжения, формировались усталостные трещины, в результате чего и произошел взрыв. Это доказывает, насколько внимательно при выяснении причины стресс-коррозионного растрескивания нужно рассматривать роль, медленно изменяющихся механических напряжений, не сбрасывать со счетов небольшие вариации напряжений (например, за счет изменения давления, движения грунта) и др.

Особой разновидностью, а, следовательно, требующей отдельного изучения, являются нагрузки, испытываемые подземным трубопроводом, а точнее той его частью, которая пересекает места разломов земной коры, так называемые динамически напряжённые зоны (ДНЗ). Такие зоны обладают динамикой напряжений. Как следует из литературных данных, в местах разломов земной коры, в ДНЗ интенсивнее идет коррозия, чаще, чем в иных местах, происходят аварии трубопроводов [14-16,31], так как в ДНЗ более рыхлая, проницаемая для агрессивных газов (в том числе радона) среда, а деформация грунта в ДНЗ приводит, во-первых, к его перемещению относительно трубы, отслоению изоляции и, во-вторых, приводит к малоцикловому усталостному воздействию на металл трубы, следствием чего может быть его стресс - коррозионное растрескивание.

На долговечности трубопровода, по-видимому, могут сказаться изменяющиеся механические напряжения не ниже 10% от предела текучести. На основании изложенного становится понятным то большое внимание, которое уделяется во всем мире разработке неразрушающих методов и средств измерения механических напряжений подземных магистральных трубопроводов. Необходимость в эффективных методах и аппаратуре для контроля диагностики напряжений ТП многократно усиливается в настоящее время, когда быстрыми темпами происходит освоение новых месторождений углеводородного сырья и, следовательно, увеличения протяжённости транспортных артерий.

Таким образом, контроль и диагностика механических напряжений магистральных газо- и нефтепроводов необходим как одно из превентивных составляющих по борьбе с их авариями. Однако до сих пор эффективных методов контроля напряжений, пригодных для практики, не было предложено [37,110].

К настоящему времени существует, много расчётных и эмпирических методов оценки напряжённого состояния МТ. Все они имеют свои недостатки, не позволяющие эффективно определять участки трубы с высоким уровнем механических напряжений.

Основным недостатком расчётных методов является ограниченность числа учитываемых при расчёте факторов, опасность которых заключается в их многократной повторяемости. Кроме того, можно заключить, что все важные факторы риска для МТ уже определены и описаны в литературе, а их действие проявилось в первые годы его эксплуатации. Однако имеется ряд факторов второго порядка, которые начинают выходить на первый план в связи с их непрерывным действием в течение длительного времени и которым не уделяется должного внимания. Это распределение по трубопроводу сезонных температурных деформаций в неоднородной среде (металл-грунт-лед-вода), вызванных изменениями температуры. Подтверждением этому является то, что аварии происходят чаще всего осенью и весной; это влияние деформационных процессов в геодинамических зонах; это воздействие грунта при его движении на нитку трубопровода; воздействие циклических процессов замерзания и оттаивания. Вызванные указанными факторами деформации многократно повторяясь, приводят к преждевременному разрушению (истиранию, отслаиванию, срыву изоляции), сопровождаемому коррозионными явлениями, инициируют усталостные и стресс-коррозионные разрушения металла трубы. Кроме того, имеющиеся методики расчёта, как правило, предполагают независимое протекание процессов коррозии, усталости и ползучести, хотя на практике эти процессы протекают одновременно в различном сочетании.

Такого рода недостатки присущи не только к методам расчёта напряжённо-деформированного состояния магистральных трубопроводов, но и к аналогичным методам для случаев других типов металлоконструкций. Примером этого может служить тот факт, что как бы ни рассчитывались напряжения, газопроводы взрываются, рушатся здания, падают вышки линий электропередач и т.д. Поэтому актуальным является разработка новых методов контроля, диагностики и прогнозирования напряжений МТ в любой момент времени его эксплуатации с целью расчёта ресурса долговечности трубы.

В настоящее время используется ряд методов неразрушающего контроля (НК) металлоконструкций (акустические; ультразвуковые; магнитные; оптические; радиационные; токовихревые (электромагнитные); и другие), но эффективность их применения для контроля механических напряжений магистральных подземных нефте- и газопроводов низка. Прежде всего, по причине того, что во всех предлагаемых методах (за исключением метода магнитной памяти) необходим идеальный контакт датчика с поверхностью трубы. Некоторые из методов (коэрцитиметрический) не могут быть применимы для дифференциального измерения компонент сложного нагружения.

Производственная же необходимость диктует наличие эффективных методов, позволяющих проводить обследование подземных трубопроводов в идеале со скоростью обхода, не вскрывая грунт над трубой и не нарушая её изоляционного покрытия, с возможностью дифференциального измерения компонент сложного нагружения, и поэтому с научной и практической точек зрения актуальна их разработка. Таким образом, проблема контроля и диагностики диагностики механических напряжений на магистральных трубопроводах относится к числу фундаментальных научных и технических задач, решение которой позволит предупредить чрезвычайные ситуации катастрофического характера.

Наиболее перспективными для оценки механических напряжений ГП и НП являются методы, основанные на эффекте магнитоупругого размагничивания (магнитоупругой памяти (МУП)). Эффект МУП заключается в том, что в процессе механического нагружения магнитострикционный материал, находящийся в остаточно намагниченном состоянии, необратимо уменьшает свою намагниченность. По величине необратимого изменения (пьезодинамического размагничивания) оценивают действовавшую на металл нагрузку. Метод, основанный на эффекте МУП, позволяет контактно и дистанционно измерять напряжения без нарушения изоляционного покрытия трубы, оперативно оценивать величину напряжений, тем самым, обеспечивается высокая производительность.

Учитывая все выше сказанные доводы и оценку проблем сложившихся на сегодняшний день в области контроля и диагностики напряжённо-деформированного состояния магистральных трубопроводов, сформулируем цель диссертационной работы.

Цель работы, разработка нового неразрушающего магнитоупругого метода контроля напряжённо-деформированного состояния подземных трубопроводов.

Для выполнения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи: определить зависимость изменения напряжённости магнитного поля локальной намагниченности ферромагнитной модели трубопровода (ТП) от величины испытываемой однородной нагрузки и её дозированной вариации (уменьшении и последующем восстановлении); установить закономерности необратимого изменения напряжённости магнитного поля рассеяния локальной намагниченности модели ТП под действием продольных напряжений (растяжение, сжатие) при дозированном изменении её внутреннего давления (изменении кольцевых напряжений); исследовать распределение магнитного поля вдоль оси длинномерной изогнутой модели трубопровода; разработать методику полевых измерений магнитного поля на поверхности ГП и способы калибровки напряжений. Оценить максимальные продольные напряжения подземного ГП и сравнить их значения с рассчитанными по предлагаемым СНиП 2.05.06-85, СНиП 2.04.12-86. формулам; исследовать сезонные изменения напряжённо-деформированного состояния действующего ГП на входе и выходе компрессорной станции. Научная новизна выполненных исследований: разработаны на основе МУП метрологические основы нового метода измерения напряжений подземного трубопровода по вариации одной из составляющих его нагрузки; разработан на основе «магнитной памяти» метод определения максимальных напряжений и их сезонных (март-сентябрь) изменений, действующих в подземном газопроводе; разработан метод диагностики арок подземного трубопровода, определения их протяжённости и максимальных напряжений в них. Практическая ценность работы: впервые разработанный и предложенный магнитный (на основе магнитоупругой памяти) метод контроля продольных напряжений в трубопроводе (НП, ГП) по дозированной вариации внутреннего давления позволяет оценивать напряжённо-деформированное состояние, как подземных трубопроводов, так и хранилищ нефти и газа; магнитный метод (на основе «магнитной памяти») и предложенная методика, и аппаратура позволяют контролировать напряжения подземного ТП, определять участки с повышенным уровнем напряжений и их сезонные изменения; применение методики измерения магнитного поля рассеяния на поверхности подземного ТП с использованием эффекта магнитной памяти позволяет обнаруживать арки и определять величины максимальных напряжений в них.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Кулак, Сергей Михайлович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Установлены на модели трубопровода зависимости магнитоупругого размагничивания от величины продольной нагрузки, при ее вариации и вариации давления. На этой основе разработаны методы определения продольных напряжений трубопровода.

2. Впервые разработан метод измерения продольных напряжений подземного трубопровода по величине монотонного изменения магнитного поля локальной намагниченности вследствие дозированного уменьшения и последующего восстановления внутреннего давления газа или нефтепродуктов в трубопроводе.

3. Разработан пассивный метод определения напряжений трубопровода по величине магнитного поля рассеяния. Показано, что максимальные напряжения ГП вблизи КС достигают 200МПа, что близко к суммарным продольным напряжениям подземного ГП от нормативных нагрузок и воздействий, рассчитанных по СНиП 2.05.06-85, СНиП 2.04.12-86.

4. Предложена и испытана методика определения деформированных участков подземного трубопровода, протяженность арок и величины механических напряжений в них. Средняя протяжённость выявленных вблизи КС-11 ГП «Уренгой-Сургут-Челябинск» арок составила ~200м, максимальные напряжения в них составляют 150+200МПа

5. Определены сезонные изменения напряжённо-деформированного состояния ГП вблизи КС, величина которых достигает порядка 200МПа.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кулак, Сергей Михайлович, Тюмень

1. Дедешко B.H. Стратегия борьбы с КРН газопроводов /В.Н. Дедешко, В.В. Салюков, Ф.Г. Тухбатуллин, З.Т. Галиуллин, С.В. Карпов, М.И. Королёв // Газовая промышленность.- 2001.- №8.- С.53-56.

2. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов /В.С.Иванова, В.Ф.Терентьев. М.: «Металлургия», 1975.-456с.

3. Beavers J.A. Mechanisms of High pH and Near Neutral pH SCC of Underground Pipelines: Proc. of Jnt. conf. IPC /J.A. Beavers, B.A. Harly.-Canada, Calgary, 1996.- №VII.-P. 365-371.

4. Волгина Н.И. Распределение остаточных напряжений и сопротивление стресс-коррозии в трубах большого диаметра /Н.И. Волгина, И. Карвонен, В.В. Салюков, Т.К. Сергеева //Газовая промышленность.-1999.- №4.-С. 49-51.

5. Public Jnguiry Concerning SCC on Canadian Oil and Cas Pipelines: Report of NEB, MH-2-95.- Nov. -1996. C. 275.

6. Швенк В. Исследование причин растрескивания газопроводов высокого давления: Труды международного симпозиума по проблемам стресс-коррозии. М.: ВНИИСТ.- 1993. -С. 3-35.

7. Деланти Б. О. Берн Дж. Коррозионное растрескивание под напряжением при низких значениях рН /Б. О. Деланти, Дж. Берн. М.: ВНИИЭгазпром, 1992. № 8874.

8. Кношински 3., Дауффенбах Р., Энгель А., Шютц В., Тхомза М. Конференции, совещания, семинары: Семинар по коррозионному растрескиванию газопроводов под напряжением Москва: 1999.-С.213-234.

9. Мостовой A.B. Стресс-коррозия магистральных газопроводов /A.B. Мостовой, И.Г. Абдуллин, А.Г. Гареев //Горный вестник.- 1998.- №4.-С.43-71.

10. Полозков А.Е.Подвесной газопровод //Газовая промышленность.-1999.-№4.- С. 53- 54.

11. Крылов Г.В. Стресс-коррозия на газопроводе Комсомольское-Челябинск / Г.В. Крылов, В.Ф. Быков, Т.К. Сергеева, A.B. Башкин //Газовая промышленность.-1999.-№3.-С.52- 54.

12. Лебедич С.П. Геодинамическая активность и безопасная эксплуатация магистральных нефтегазопроводов /С.П. Лебедич, В.Л. Дворников, A.M. Шимарев, С.К. Рафиков, Е.И. Селюков, O.A. Черепанов, Ю.С. Рябоштан //Горный вестник.- 1998.- №4.- С.35.

13. Новиков В.Ф. Определение динамики напряжений в трубопроводах при суточных движениях земной коры /В.Ф. Новиков, Н.К. Кострюкова, О.М. Кострюков, A.A. Болотов // Нефть и газ Западной Сибири.-1999.- №5.-С. 65-72.

14. Иванов H.A. Эксплуатационная надежность магистральных трубопроводов в районах глубокого сезонного промерзания пучинистых грунтов: Автореф. дис. д-ра техн. наук. Тюмень, 2002.- 48с.

15. Бородавкин П.П. Прочность магистральных трубопроводов /П.П. Бородавкин, A.M. Синюков. М.: Недра, 1984. -248с.

16. Кострюкова Н.К. Безаварийная эксплуатация нефтегазопроводов в свете динамики деформационных процессов в локальных разломах земной коры /Н.К. Кострюкова, О.М. Кострюков //Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.- 2004.- №1.- С.27-31.

17. Горковенко А.И. Исследование влияния сил морозного пучения грунтов на напряженно деформационное состояние трубопровода: Автореф. дис.канд. техн.наук. - Тюмень, 1999.- 24 с.

18. Генюш А.О. Системный анализ надёжности нефтяных промысловых трубопроводов в зонах влияния подвижных тектонических структур месторождений Западной Сибири: Автореф. дис.канд. техн. наук.- Сургут, 2005.-20с.

19. Мосягин М.Н. Исследование связи плотности дефектов трубопровода с разломами земной коры /М.Н. Мосягин, И.В. Белашова, В.Ф.Быков, Г.М. Голошубин, В.К. Коркунов, С.А. Корчагин, В.Ф. Новиков //Нефть и газ. 2004.- №3.-С.75-77.

20. Белашова И.В. О влиянии разломов земной коры на распределение дефектов по длине газопровода /И.В. Белашова, В.К. Коркунов, С.А. Корчагин, М.Н. Мосягин, В.Ф. Новиков //Нефть и газ. 2005.-№3.-С.75-76.

21. Кострюкова Н.К. Локальные разломы земной коры фактор природного риска /Н.К. Кострюкова, О.М. Кострюков. -М.-Издательство Академии горных наук, 2002.-239с.

22. Чикишев В.М. Исследование процессов силового взаимодействия линейной части трубопроводов с промерзающим грунтом: Автореф. дис. канд. тех. наук.-Тюмень, 1999.- 21 с.

23. Вольский Э.Л. Комплексная диагностика северных газопроводов /Э.Л. Вольский, Е.В. Дедиков, А.Г. Ананенков, З.С. Салихов, З.Г. Якупов,

24. H.H. Хренов //Газовая промышленность.- 2000.-№4.- с.36-37.

25. Курочкин В.В. Эксплуатационная долговечность нефтепроводов /В.В. Курочкин, H.A. Малюшин, O.A. Степанов, A.A. Мороз.- М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2001 .-231с.

26. СНиП 2.04.12-86 Расчёт на прочность стальных трубопроводов.101.87.

27. СНиП 2.05.06-85 Магистральные трубопроводы. 1.01.86.

28. Бородавкин П.П. Сооружение магистральных трубопроводов: учебник для вузов /П.П. Бородавкин, В.Л.Березин. Изд.2-е, перераб. и доп.-М.: Недра, 1987.-471с.

29. Медведик О.В. Оценка напряжённого состояния потенциально опасных участков магистральных трубопроводов. /О.В. Медведик, А.О. Кычма, А.Р. Дзюбик, Б.В. Слободян //Семинар по коррозионному растрескиванию трубопроводов под напряжением 1999.-С.58-61.

30. Современные магнитные, электромагнитные и акустические методы и приборы неразрушающего контроля. Часть I: Магнитные и электромагнитные методы: Тез. докл. IX научно-техническая конф.- Св-к: ИФМ Уро АН СССР, 1988.-109с.

31. Физические методы и приборы неразрушающего контроля: Тез. Докл. X Уральская научно-техническая конференция Ижевск: Уро АН СССР, 1989.-130с.

32. Сенцов С.И. Перспективные направления в создании систем контроля качества и мониторинга трубопроводов /С.И. Сенцов //Нефть и газ. 2005.-№1.-С.64-66.

33. Гуща О.И. Ультразвуковой метод определения остаточных напряжений, состояния и перспективы /О.И. Гуща // Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. Киев: Ин-т электросварки, 1983.-С.77-89.

34. ПАТ.4233849 США, МКИ3 G 01 N3/32. Способ измерения усталости испытываемых образцов, подвергаемых механической деформации; опубл. 18.11.80, том 1000, №3.

35. Пат. 4383446 США, МКИ3 G 01 N29/04. Способ неразрушающих испытаний элементов конструкций; 0публ.17.05.83, том 1030, №3.

36. A.C. 949487 СССР, М.Кл3 G 01 N 29/00. Способ определения напряжённого состояния материала /В.Н.Максимов; заявл. 15.04.79; опубл.07.08.82, Бюл. №29.-2с.

37. Неразрушающий контроль материалов и элементов конструкций /А.Н.Гузь, М.Э. Гарф, C.B. Малашенко и др./Под ред. А.Н. Гузя.- Киев: Наук, думка, 1981.- 276с.

38. Кокорин Н.В. Контроль напряжённого состояния нефтепромысловых труб. М: Недра, 1980. -111с.

39. Акулов Н.С. Ферромагнетизм. М.: Госиздат., 1939.- 188 с.

40. Вонсовский C.B., Шур Я.С. Ферромагнетизм.- M.-JL: Гостехиздат, 1948. -816с.

41. Яновский Б.М. Земной магнетизм: учеб. пособие для ун-ов /Б.М. Яновский.- Л: Изд. ЛГУ, 1963.- Т.2.-455с.

42. Бозорт Р. Ферромагнетизм. М.: ГИТТЛ, 1956. - 784 с.

43. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля / Рос. Акад. наук, Урал, отд-ние, Ин-т физики металлов.-М.: Наука, 1993.-249С.

44. Николаев A.C. Контроль напряжений в металлических конструкциях магнитоупругими тестерами. Ленинград: ЛНДТП, 1968.- 27с.

45. Гинзбург В.Б. Магнитоупругие датчики. М.: Энергия, 1970.70с.

46. Гуманюк М.Н. Магнитоупругие силоизмерители. Киев: Техника, 1981.- 183 с.

47. Мехонцев Ю.Я. Измеритель упругих напряжений.-:Радио, 1958.57. Шевченко Г.И. Магнитоанизотропные датчики. М.: Энергия,1967-72с.

48. A.C. №120357 Способ определения напряжённого состояния деталей и конструкций из изотропных материалов без их разрушения и устройство для осуществления способа /H.H. Максимов. изобр.1959, Бюлл. №11.

49. Колот Г.Ф. Неразрушающий контроль механических напряжений и деформаций магистральных газопроводов /Г.Ф. Колот, A.A. Тиморин, З.П. Осинчук //Нефтяная и газовая промышленность. 1979.- №2.- С. 41-43.

50. Фомичёв С.К. Диагностика напряжённого состояния газопроводов /С.К. Фомичёв, М.А. Яременко, Г.А. Ланчаков, А.И. Степаненко // Газовая промышленность. 1998.- №2.- С.60-61.

51. Макаров В.Н. О совместном использовании продольного и поперечного эффектов магнитострикции для контроля напряжений в стальных изделиях /В.Н. Макаров, Т.Х. Бикташев //Дефектоскопия. 1981.-№5.- С.66-71.

52. Макаров В.Н. О влиянии плосконапряжённого состояния на величину магнитострикции /В.Н. Макаров, Т.Х. Бикташев //Дефектоскопия. -1983.- №7.- С.9-12.

53. Шель М.М. Измерение напряжений магнитоупругим методом на магнитотвёрдых сталях /М.М. Шель //Заводская лаборатория. 1967.- №3.-С.306-309.

54. Векслер H.A. Исследование магнитоупругого эффекта рельсовой стали /H.A. Векслер, A.C. Смирнов, А.Ю. Фадеев, М.М. Шель, В.Ф. Токунов, В.А. Гудыря //Дефектоскопия. 1975.- №2.- С.69-74.

55. Ранцевич В.Б. Исследование магнитоупругого эффекта в малоуглеродистой стали при циклическом растяжении-сжатии /В.Б.

56. Ранцевич, В.А.Франюк //Физические методы и средства неразрушающего контроля: сб. науч. тр. / Академия наук Белорусской ССР, отдел физики неразрушающего контроля,- Минск: Наука и техника, 1976.- С. 124-133.

57. Ломаев Г.В. Обзор применения эффекта Баркгаузена в неразрушающем контроле /Г.В. Ломаев, B.C. Малышев, А.П. Дегтярёв //Дефектоскопия. 1984.- №3.- С.54-70.

58. Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления: сб.статей /Отв. ред. Г.В. Ломаев. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1995.-194с.

59. Добнер Б.А. Исследовании напряжённых состояний в конструкционных сталях методом магнитного шума /Б.А. Добнер, И.Г. Шещенко, В.В. Филинов, Т.Ф. Колмагоров //Эффект Баркгаузена и его использование в технике. Ижевск: ДНТП, 1977.- С.140-144.

60. Горкунов Э.С. Эффект Баркгаузена и его использование в структуроскопии ферромагнитных материалов (обзор II). Влияние упругой и пластической деформаций /Э.С. Горкунов, Ю.Н. Драгошанский, М. Маховски //Дефектоскопия. 1999.- №7.- С.3-32.

61. Бартон И.Р. Оценка остаточных напряжений в деталях газотурбинных двигателей по характеру Баркгаузеновского шума /И.Р. Бартон, Ф.Н. Кузенбергер //Энергетические машины.- 1975.- №4.- С. 23-33.

62. Пустынников В.Г. Влияние упругой и пластической деформации стальных образцов на спектр магнитных шумов /В.Г. Пустынников, В.М. Васильев //Дефектоскопия. 1973.- №5.- С. 126-129.

63. Ломаев Г.В. Эффект Баркгаузена /Г.В. Ломаев, Ю.М. Мерзляков.-Ижевск: ИжГТУ, 2004.-164с.

64. Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления: Сб. ст. /Отв. ред. Г.В. Ломаев.- Ижевск: ИжГТУ, 1995.-194с.

65. Захаров В.А. Влияние внешних напряжений на коэрцитивную силу углеродистых сталей /В.А. Захаров, М.А. Боровкова, В.А. Комаров, В.Ф. Мужицкий //Дефектоскопия.- 1992.- №1.-С.41-46.

66. Новиков В.Ф. Влияние упругих напряжений на коэрцитивную силу/В.Ф. Новиков, В.А. Изосимов //ФММ.- 1984.- т.58.- Вып.1.- С.275-281.

67. Горкунов Э.С. Устойчивость остаточной намагниченности термически обработанных стальных изделий к действию упругих деформаций /Э.С. Горкунов, В.Ф. Новиков, А.П. Ничипурук и др. //Дефектоскопия,-1991.-№2.- С.68-76.

68. Новиков В.Ф. Устойчивость остаточно-намагниченного состояния инструментальных сталей /В.Ф. Новиков, Б.В. Фёдоров, В.А. Изосимов //Дефектоскопия.- 1995.- №2.- С.68-71.

69. Дубов A.A. Диагностика котельных труб с использованием магнитной памяти металла. -М.:Энергоатомиздат, 1995. -111 с.

70. Дубов A.A. Исследование свойств металла с использованием метода магнитной памяти // Горный вестник.- 1998.-№4.- С. 135.

71. Красневский С.М. Исследование локальной остаточной намагниченности при механическом нагружении сталей 17Г1С и 19Г /В.В.Харченко, Н.Ф.Алешин, В.Ф.Малышев, И.С.Калинкович, В.Г.Купченко //Весщ АН Беларусь Сер.ф1з.-тэхн.навук.- 1995.-№1.-С.14-17.

72. Новиков В.Ф. Влияние температуры на стабильность остаточной намагниченности Fe-52Co-V сплавов /В.Ф. Новиков, А.Г. Завадовский, Б.В. Фёдоров, Г.Н. Федюкина, A.A. Орёл //Приборы и системы управления.-1998.-№11.- С.71-73.

73. Михеев М.Н. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля /М.Н. Михеев, Э.С. Горкунов. М.: Издательство «Наука», 1993.- 256с.

74. Новиков В.Ф. Магнитоупругие свойства пластически деформированных и сложнонапряжённых магнетиков /В.Ф. Новиков, И.Г. Фатеев. М.: ОАО Изд-во «Недра», 1997.-197с.

75. Щербинин В.Е. Магнитный контроль качества металлов /В.Е. Щербинин, Э.С. Горкунов. Екатеринбург, 1997. - 263с.

76. Дубов A.A. Исследование свойств металла с использованием метода магнитной памяти //Металловедение и термическая обработка металлов.- 1997.-№9.-С.35-39.

77. Дубов А.А.Диагностика трубопроводов, оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла. М.:000 «Энергодиагностика», 2001.-177с.

78. Контроль напряжённо-деформированного состояния промышленного оборудования и металлоконструкций при оценке остаточного ресурса //Международный семинар: сб. материалов под ред. председателя координационного совета ТК-132, д.т.н., профессора Дубова

79. А.А.-М.: ООО «Энергодиагностика», 2005.-181с.

80. Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла: сб. докл. Вторая международная научно-техническая конференция /Под ред. A.A. Дубова. М.:000 «Энергодиагностика», 2001.-226 с.

81. Кулеев В.Г. Экспериментальное изучение полей рассеяния упруго и пластически изогнутых стальных труб в поле Земли /В.Г. Кулеев, JI.B. Атангулова, В.В. Лопатин //Дефектоскопия.- 2002.- №10.-С.48-61.

82. Кулеев В.Г. Распределение намагниченности в длинных ферромагнитных стальных трубах, помещённых в слабое внешнее магнитное поле, при их упругом и пластическом изгибах //Дефектоскопия.- 2002.-№6.-С.65-80.

83. A.C. СССР №731324 Способ измерения напряжений в элементах стальных конструкций /В.Н.Макаров, Т.Х.Бикташев. 2658971/18-10; заявл. 14.08.78; опубл. 30.04.80, Бюл.№16.- 2 с.

84. Горошевский В.П. Обзор новых магнитных методов неразрушающего контроля /В.П. Горошевский, С.С. Камаева, И.С. Колесников //Территория Нефтегаз.- 2005.-№8.-С.ЗЗ.

85. Магнитная томография новый метод бесконтактного НК основного металла и металла сварных соединений трубопроводов //Территория нефтегаз.- 2005.-№8.-С.40-43.

86. Вильданов Р. Г. Магнитный интроскоп для контроля оболочковых конструкций и трубопроводов //Контроль. Диагностика.- 2003. -№5.-С. 50-51.

87. Вильданов Р. Г. Магнитный интроскоп МД 11ПМ //Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.- 2004. -№ 2. -С. 50 - 52.

88. Вильданов Р. Г. Исследование датчика потерь перемагничивания //Измерительная техника.- 2004. -№ 3. С. 31 - 33.

89. Орехов Г.Т. Связь магнитоупругого эффекта с напряжениями и деформациями при плоском напряжённом состоянии ферромагнитных материалов. //Дефектоскопия.- 1975.- №3.- С. 100-105.

90. Экспериментальная механика: кн.1 /Под ред. А. Кобаяси; пер. с англ. под ред. Б.Н.Ушакова. М.: Мир, 1990.- 607с.

91. Экспериментальная механика: кн. II /Под ред. А. Кобаяси; пер. с англ. под ред. Б.Н.Ушакова. М.: Мир, 1990.- 551с.

92. Новиков В.Ф. Магнитная диагностика механических напряжений в ферромагнетиках /В.Ф. Новиков, М.С. Бахарев. Тюмень: Из-во «Вектор Бук», 2001.-220с.

93. Харионовский В.В. Надёжность и ресурс конструкций газопроводов. М.:ОАО Издательство «Недра»,2000.-467с.

94. Новиков В.Ф. Магнитоупругая память при сложном нагружении /В.Ф. Новиков, В.Ф. Дягилев, С. М. Кулак, A.A. Болотов //Разрушение и мониторинг свойств металлов: материалы международной конференции -Екатеринбург: Уро РАН, 2003.- С.55-56.

95. A.c. 1154562 СССР G01L1/12. Способ измерения механических напряжений /В.Н. Большаков, В.Г. Горбаш (СССР). №3695226/24-10; заявл. 26.01.84; опубл.07.05.85, Бюл.№17.-3с.

96. Арзамасов Б.Н. Материаловедение: учебник для вузов / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; под общ ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. Изд.З-е, стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002.-648с.

97. Лахтин Ю.М. Материаловедение: учебник для высших технических учебных заведений /Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1990.-528с.