Отправить статью по E-mail 
Экспериментальные исследования по контролю трещин на резьбовых поверхностях методом электромагнитной термографии
- Авторы: Чжан Ю.1, Сюй Ч.1, Лю П.1, Лю Р.1, Чжао Ц.1, Ванг Л.1, Се Ц.1
-
Учреждения:
- Китайский нефтяной университет (Восточный Китай)
- Выпуск: № 10 (2024)
- Страницы: 59-71
- Раздел: Тепловые методы
- URL: https://kazanmedjournal.ru/0130-3082/article/view/649303
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0130308224100067
- ID: 649303
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Резьбовые соединения, являясь важным типом соединений, в процессе производства и эксплуатации довольно часто оказываются подвержены образованию трещин на резьбовых поверхностях, что может привести к механическому разрушению. Сложная геометрия резьбовых соединений создает большие проблемы для традиционных методов неразрушающего контроля (НК). Таким образом, важным является разработка продвинутой и отвечающей современным требованиям методики неразрушающего контроля для обнаружения трещин на резьбовых поверхностях. В данном исследовании изучается применимость электромагнитной термографии (ЭМТ) для контроля трещин. Принцип контроля был рассмотрен на основе законов электромагнитной индукции и теплопроводности. Эксперименты проводились на четырех болтах с трещинами на резьбовых поверхностях с использованием методики ЭМТ. Эффективность ЭМТ была подтверждена анализом термограмм и температурных откликов. Кроме того, мы изучили влияние нескольких ключевых параметров, включая ориентацию катушки возбуждения, расположение катушки возбуждения, амплитуду тока возбуждения и размер трещины, на результаты контроля. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ЭМТ представляет собой эффективный и практичный метод обнаружения трещин на резьбовых поверхностях.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Юбинь Чжан
Китайский нефтяной университет (Восточный Китай)
Автор, ответственный за переписку.
Email: chxu@upc.edu.cn
Китай, Циндао
Чангханг Сюй
Китайский нефтяной университет (Восточный Китай)
Email: chxu@upc.edu.cn
Китай, Циндао
Пэнцянь Лю
Китайский нефтяной университет (Восточный Китай)
Email: chxu@upc.edu.cn
Китай, Циндао
Руи Лю
Китайский нефтяной университет (Восточный Китай)
Email: chxu@upc.edu.cn
Китай, Циндао
Цин Чжао
Китайский нефтяной университет (Восточный Китай)
Email: chxu@upc.edu.cn
Китай, Циндао
Лонгбо Ванг
Китайский нефтяной университет (Восточный Китай)
Email: chxu@upc.edu.cn
Китай, Циндао
Цзин Се
Китайский нефтяной университет (Восточный Китай)
Email: chxu@upc.edu.cn
Китай, Циндао
Список литературы
- Huang J., Liu J., Gong H., Deng X. A comprehensive review of loosening detection methods for threaded fasteners // Mechanical Systems and Signal Processing. 2022. V. 168.
- Van Wittenberghe J., De Pauw J., De Baets P., De Waele W., Ost W., De Roeck G., Bui T.T. Fatigue investigation of threaded pipe connections // International Journal of Sustainable Construction and Design. 2010. V. 1. No.1.
- Shahani A.R., Sharifi S.M.H. Contact stress analysis and calculation of stress concentration factors at the tool joint of a drill pipe // Materials & Design. 2009. V. 30. P. 3615—3621.
- Lee H.-C., Choi J.-m., Lee B., Kim T.-G. Failure analysis of stress corrosion cracking in aircraft bolts // Engineering Failure Analysis. 2007. V. 14. P. 209—217.
- Escobar J.A., Romero A.F., Lobo-Guerrero J. Failure analysis of submersible pump system collapse caused by assembly bolt crack propagation by stress corrosion cracking // Engineering Failure Analysis. 2016. V. 60. P. 1—8.
- Uludag A. The Magnetic Particle Inspection Examination of Aircraft Propeller Mounting Bolts // Journal of Multidiciplinary Engineering Science and Technology (JMEST). 2016. V. 3. No. 12.
- Chen J., He R., Kang X., Yang X. Simulation and experiment for the inspection of stainless steel bolts in servicing using an ultrasonic phased array // Nondestructive Testing and Evaluation. 2015. V. 30. P. 373—386.
- Jinfeng D., Yihua K., Xinjun W. Tubing thread inspection by magnetic flux leakage // NDT & E International. 2006. V. 39. P. 53—56.
- She S., Liu Y., Zhang S., Wen Y., Zhou Z., Liu X., Sui Z., Ren D., Zhang F., He Y. Flexible Differential Butterfly-Shape Eddy Current Array Sensor for Defect Detection of Screw Thread // IEEE Sensors Journal. 2021. V. 21. P. 20764—20777.
- Knight M.J., Brennan F.P., Dover W.D. Effect of residual stress on ACFM crack measurements in drill collar threaded connections // NDT & E International. 2004. V. 37. P. 337—343.
- Zhang Y., Xu C., Liu P., Xie J., Han Y., Liu R., Chen L. One-dimensional deep convolutional autoencoder active infrared thermography: Enhanced visualization of internal defects in FRP composites // Composites Part B: Engineering. 2024. V. 272.
- Wang F., Wang Y., Liu J., Wang Y. The Feature Recognition of CFRP Subsurface Defects Using Low-Energy Chirp-Pulsed Radar Thermography // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2020. V. 16. P. 5160—5168.
- Liu P., Xu C., Zhang Y., Qin Y., Xu Y., Xie J., Song G. Low-power vibrothermography detection technique for surface cracks on composite sucker rod // Smart Materials and Structures. 2023. V. 32.
- Luo Z., Wang H., Huang Y., Shen P., Zheng E., Zhang H. Nondestructive detection of CFRP subsurface defects using transient lock-in thermography // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2024.
- Li X., Wang H., He Y., Wang Y. A Novel Methodology to Predict 3-D Surface Temperature Field on Delamination for Thermography // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2024. V. 20. P. 9670—9680.
- Liu G., Gao W., Liu W., Zou X., Xu J., Liu T. Debonds and Water-Filled Defects Detection in Honeycomb Sandwich Composites Based on Pulse Infrared Thermography NDT Technique // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2023. V. 59. P. 583—591.
- Wang F., Liu J., Song P., Gong J., Peng W., Liu G., Chen M., Wang Y. Multimodal optical excitation pulsed thermography: Enhanced recognize debonding defects of the solid propellant rocket motor cladding layer // Mechanical Systems and Signal Processing. 2022. V. 163.
- Liu P., Xu C., Zhang Y., Chen L., Han Y., Liu R., Qin Y. Detection and quantification of corrosion defects in CFRP-strengthened steel structures based on low-power vibrothermography // Nondestructive Testing and Evaluation. 2024. P. 1—25.
- Chulkov A.O., Nesteruk D.A., Shagdyrov B.I., Vavilov V.P. Method and Equipment for Infrared and Ultrasonic Thermographic Testing of Large-Sized Complex-Shaped Composite Products // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2021. V. 57. P. 619—626.
- Liu P., Xu C., Zhang Y., Chen L., Liu R., Wang L., Zhao Q. A combined inspection technique for debonding defects in CFRP-strengthened steel structures based on leaky Lamb wave and low-power vibrothermography // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2024.
- He H., Zhao Y., Lu B., He Y., Shen G., He Z., Wang H. Detection of Debonding Defects Between Radar Absorbing Material and CFRP Substrate by Microwave Thermography // IEEE Sensors Journal. 2022. V. 22. P. 4378—4385.
- Wilcox L.M., Donnell K.M. Modified Thermographic Signal-to-Noise Ratio for Active Microwave Thermography // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2024. V. 73. P. 1—10.
- Li M., Wang L., Zou X. Nondestructive evaluation of carbon fiber reinforced polymer (CFRP)-timber interfacial debonding using active microwave thermography (AMT) // Construction and Building Materials. 2024. V. 422.
- Chen L., Zhang Y., Xie J., Liu P., Han Y., Liu R., Xu C., Song G. Simultaneous inspection of multi-kind defects in adhesively bonded CFRP/steel structures by inductive thermography // Infrared Physics & Technology. 2024. V. 138.
- Wang F., Sheng J., Sfarra S., Zhou Y., Xu L., Liu L., Chen M., Yue H., Liu J. Multimode infrared thermal-wave imaging in non-destructive testing and evaluation (NDT&E): Physical principles, modulated waveform, and excitation heat source // Infrared Physics & Technology. 2023. V. 135.
- Yang R., Du B., Duan P., HeY., Wang H., He Y., Zhang K. Electromagnetic Induction Heating and Image Fusion of Silicon Photovoltaic Cell Electrothermography and Electroluminescence // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2020. V. 16. P. 4413—4422.
- Miao L., Gao B., Li H., Lu X., Liu L., Woo W.L., Wu J. Novel interventional electromagnetic thermography for subsurface defect detection // International Journal of Thermal Sciences. 2023. V. 184.
- Ding S., Tian G., Zhu J., Chen X., Wang Y., Chen Y. Characterisation and evaluation of paint-coated marine corrosion in carbon steel using eddy current pulsed thermography // NDT & E International. 2022. V. 130.
- He Y., Tian G.Y., Pan M., Chen D., Zhang H. An investigation into eddy current pulsed thermography for detection of corrosion blister // Corrosion Science. 2014. V. 78. P. 1—6.
- Li K., Tian G.Y., Cheng L., Yin A., Cao W., Crichton S. State Detection of Bond Wires in IGBT Modules Using Eddy Current Pulsed Thermography // IEEE Transactions on Power Electronics. 2014. V. 29. P. 5000—5009.
- Peng J., Tian G.Y., Wang L., Zhang Y., Li K., Gao X. Investigation into eddy current pulsed thermography for rolling contact fatigue detection and characterization // NDT & E International. 2015. V. 74. P. 72—80.
- Cheng L., Gao B., Tian G.Y., Woo W.L., Berthiau G. Impact Damage Detection and Identification Using Eddy Current Pulsed Thermography Through Integration of PCA and ICA // IEEE Sensors Journal. 2014. V. 14. P. 1655—1663.
- Yi Q., Tian G.Y., Malekmohammadi H., Zhu J., Laureti S., Ricci M. New features for delamination depth evaluation in carbon fiber reinforced plastic materials using eddy current pulse-compression thermography // NDT & E International. 2019. V. 102. P. 264—273.
- Ren W., Liu J., Tian G.Y., Gao B., Cheng L., Yang H. Quantitative non-destructive evaluation method for impact damage using eddy current pulsed thermography // Composites Part B: Engineering. 2013. V. 54. P. 169—179.
- Chen Y., Xu Z., Wu J., He S., Roskosz M., Xia H., Kang Y. A Scanning Induction Thermography System for Thread Defects of Drill Pipes // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2022. V. 71. P. 1—9.
Дополнительные файлы
