ФІЗИКО-ХІМІЧНА

МЕХАНІКА МАТЕРІАЛІВ

ТОМ 49, № 4, 2013

липень – серпень

 

ЗМІСТ

Назарчук З. Т., Джала В. Р., Синявський А. Т. Виявлення підповерхневих неоднорідностей у діелектричних матеріалах радіохвильовим надвисокочастотним методом.............................................................. 7

Лобанов Л. М., Півторак В. А. Діагностика конструкцій методами електронної ширографії та спекл-інтерферометрії..................................................................................................................................................... 23

Цирульник О. Т. Використання методів електрохімії в діагностуванні технічного стану конструкційних матеріалів         29

Вдовиченко О. В. Використання методів механічного резонансу для виявлення пошкодженості сталей парогонів після експлуатації............................................................................................................................ 40

Воробель Р. А., Івасенко І. Б., Мандзій Т. С., Боцян В. В. Вплив первин­ної обробки на сегментацію рентгенографічних зображень зварних швів....................................................................................................... 48

Кошовий В. В., Мокрий О. М., Греділь М. І., Романишин І. М. Дослідження лазерним методом просторового розподілу швидкості поверхневих акустичних хвиль у пластично деформованій сталі...... 56

Похмурський В. І., Корній С. А., Косаревич Б. П. Дослідження адсорбції та дифузії водню в кластерах заліза методом функціонала густини............................................................................................................ 62

Коноваленко І. В., Марущак П. О., Біщак Р. Т. Автоматизоване оцінювання по­шкод­женості поверхні магістрального газопроводу корозійними пітингами................................................................................ 70

Харченко Є. В., Поліщук Л. К., Звірко О. І. Оцінювання експлуатаційної деградації профільної сталі стріли буртоукладника..................................................................................................................................................... 77

Вороняк Т. І. Визначення коефіцієнта Пуассона методами двокрокової фазозсувної інтерферометрії   83

Русин Б. П., Ануфрієва Н. П., Грабовська Н. Р., Іванюк В. Г. Неруйнівний контроль стану поверхонь, уражених корозійними пітингами.................................................................................................................................. 90

Архипов О. Г., Ніхаєнко Ю. Я., Борисенко В. А., Хома М. С., Любимова-Зінченко О. В. Експлуатаційна деградація механічних властивостей металу аміакопроводу............................................................................... 97

Шаповалов Є. В., Галаган Р. М., Кліщар Ф. С. Розробка методики акустико-емісійного контролю контактного точкового зварювання............................................................................................................................ 103

Скальський В. Р., Почапський Є. П., Клим Б. П., Сімакович О. Г. Модель емісійного діагностичного світлового сигналу 109

Мацько І. Й., Яворський І. М., Юзефович Р. М., Закжевскі З. Стохастична динамічна модель сигналів вібрації підшипника кочення та їх аналіз............................................................................................................ 119

Миндюк В. Д., Карпаш О. М., Карпаш М. О. Характер зв’язку мікрострук­тури з фізико-механічними властивостями сталей тривалої експлуатації........................................................................................................ 129

ЮВІЛЕЇ

Василь Похмурський (до 80-річчя від дня народження)................................................ 134

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ

МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ

ТОМ 49, № 4, 2013

июль – август

 

СОДЕРЖАНИЕ

Назарчук З. Т., Джала В. Р., Синявский А. Т. Выявление подповерхностных неоднородностей в диэлектрических материалах радиоволновым сверхвысокочастотным методом................................. 7

Лобанов Л. М., Пивторак В. А. Диагностика конструкций методами электронной ширографии и спекл-интерферометрии................................................................................................................... 23

Цирульнык А. Т. Использование методов электрохимии в диагностировании технического состояния конструкционных материалов.............................................................................................................................. 29

Вдовиченко А. В. Использование методов механического резонанса для выявления поврежденности сталей паропроводов после эксплуатации.................................................................................. 40

Воробель Р. А., Ивасенко И. Б., Мандзий Т. С., Боцян В. В. Влияние первичной обработки на сегментацию рентгенографических изображений сварных швов                                                                                          48

Кошевой В. В., Мокрый О. М., Гредиль М. И., Романишин И. М. Исследование лазерным методом пространственного распределения скорости поверхностных акустических волн в пластически деформированной стали        56

Похмурский В. И., Корний С. А., Косаревич Б. П. Исследование адсорбции и диффузии водорода в кластерах железа методом функционала плотности..................................................................................... 62

Коноваленко И. В., Марущак П. О., Бищак Р. Т. Автоматизированная оценка поврежденности поверхности магистрального газопровода коррозионными питтингами...................................................................... 70

Харченко Е. В., Полищук Л. К., Звирко О. И. Оценивание эксплуатационной деградации профильной стали стрелы буртоукладчика..................................................................................................................... 77

Вороняк Т. И. Определение коэффициента Пуассона методами двухшаговой фазосдвигающей интерферометрии          83

Русын Б. П., Ануфриева Н. П., Грабовская Н. Р., Иванюк В. Г. Неразрушающий кон­троль состояния поверхностей, поврежденных коррозионными питтингами.................................................................. 90

Архипов О. Г., Нихаенко Ю. Я., Борисенко В. А., Хома М. С., Любимова-Зинченко О. В. Эксплуатационная деградация механических свойств металла аммиакопровода....................................................... 97

Шаповалов Е. В., Галаган Р. М., Клищар Ф. С. Разработка методики акустико-эмиссионного контроля контактной точечной сварки.................................................................................................................. 103

Скальский В. Р., Почапский Е. П., Клым Б. П., Симакович А. Г. Модель эмиссионного диагностического светового сигнала.................................................................................................................................................. 109

Мацько И. И., Яворский И. Н., Юзефович Р. М., Закжевски З. Стохастическая динамическая модель сигналов вибрации подшипника качения и их анализ................................................................................... 119

Миндюк В. Д., Карпаш О. М., Карпаш М. О. Характер связи микрострук­туры и физико-механических свойств сталей длительной эксплуатации................................................................................................ 129

ЮБИЛЕИ

Василий Похмурский (к 80-летию со дня рождения)...................................................... 134

PHYSICOCHEMICAL

MECHANICS OF MATERIALS

VOLUME 49, № 4, 2013

July – August

 

CONTENTS

Nazarchuk Z. T., Dzhala V. R., and Syniavskyi A. T. Detection of subsurface heterogeneities in dielectric materials by radio wave super-frequency method................................................................................................ 7

РЕЗЮМЕ. Узагальнено результати теоретичних та практичних напрацювань ав­торів у галузі неруйнівного контролю діелектричних матеріалів [1–9]. Зокрема, побу­довано прист­рій для електромагнетних надвисокочастотних вимірювань та матема­тичну модель виміряних даних, а також розвинуто метод обробки результатів вимі­рювання з ме­тою виявлення підповерхневих неоднорідностей у діелектричних мате­ріалах. Особ­ливістю запропонованого підходу є те, що схема вимірювань створена за принципом визначення амплітуди. Незважаючи на відсутність фазової інформації, відповідна обробка дає змогу візуалізувати зовнішню та першу внутрішню поверхні поділу ма­теріалів, а з математичного аналізу компонент розсіяного поля вдається кількісно ін­терпретувати результати вимірів. Теоретичні висновки підтверджено експеримен­тально.

РЕЗЮМЕ. Обобщены результаты теоретических и практических наработок ав­торов в области неразрушающего контроля диэлектрических материалов [1–9]. В частности, по­строены устройство для электромагнитных сверхвысокочастотных из­мерений, математи­ческая модель измеренных данных, а также развит метод обра­ботки результатов измере­ния с целью выявления подповерхностных неоднородностей в диэлектрических материа­лах. Особенностью предлагаемого подхода является то, что схема измерений создана по принципу определения амплитуды. Несмотря на от­сутствие фазовой информации, соот­ветствующая обработка позволяет визуализиро­вать внешнюю и первую внутреннюю по­верхности раздела материалов, а анализ со­ставляющих рассеянного поля количественно интерпретировать результаты измере­ний. Теоретические выводы подтверждены экспери­ментально.

SUMMARY. The results of both theoretical and practical researches [1–9] of the authors in the field of nondestructive testing of dielectric materials are generalized. In particular, a device for electromagnetic super high-frequency measuring and mathematical model of the measured data is constructed. The method of the measured data processing is developed in order to detect subsurface inhomogeneities in dielectric materials. A peculiarity of the proposed method is that the measuring scheme is built according to the principle of amplitude measurement. Despite the absence of phase data the appropriate processing allows to visualize the external and the first internal interfaces of the materials. Mathematical analysis of scattered field components gives possibility to explain quantitatively the measurements results. Theoretically drawn conclusions are verified by experiments.

 

Lobanov L. M. and Pivtorak V. A. Diagnostics of structures using methods
of electron shearography and speckle-interferometry...................................................... 23

РЕЗЮМЕ. Розроблено методику неруйнівного контролю якості і визначення за­лишкових на­пружень зварних конструкцій на основі електронної ширографії та спекл-інтерферо­метрії. Створено компактні ширографічні та спекл-інтерферометрич­ні системи ви­міру, які дають можливість досліджувати зварні конструкції під час їх виготовлення та експлуатації. Подано результати діагностики якості і напруженого стану елемен­тів зварних панелей із високоміцного титанового сплаву ВТ-20 та тех­нологію визна­чення діаметра ядра зварних точкових з’єднань.

РЕЗЮМЕ. Разработана методика неразрушающего контроля качества и опреде­ления остаточных напряжений сварных конструкций на основе электронной широ­графии и спекл-интерферометрии. Созданы компактные ширографические и спекл-интерферомет­рические измерительные системы, которые позволяют исследовать сварные конструкции в условиях их изготовления и эксплуатации. Представлены результаты диагностики ка­че­ства и напряженного состояния элементов сварных панелей из высокопрочного титано­во­го сплава ВТ-20 и технология определения диаметра ядра сварных точечных соединений.

SUMMARY. The methods of non-destructive testing of the quality and determination of resi­dual stresses of welded structures were developed, basing on electron shearography and speckle-interfero­metry. The compact shearography and speckle-interferometry measuring systems were created allowing the weld structures investigation under conditions of their manufacture and operation. The results of diagnostics of the quality and stressed state of the elements of welded panels of BT-20 high-strength titanium alloy and technology for determina­tion of the weld spot nugget were presented.

 

Tsyrulnyk О. Т. Use of the electrochemistry methods in diagnostics
of
the technical state of structural materials...................................................................... 29

РЕЗЮМЕ. Розглянуто можливість використання електрохімічних (ЕХ) підходів для аналізу технічного стану конструкційних металевих матеріалів на стадіях проек­тування та їх тривалої експлуатації в корозивно-наводнювальних середовищах. Вияв­лено, що, аналізуючи вплив напружень на інтенсивність корозійних уражень, важливо врахо­вувати нестаціонарні ЕХ процеси взаємодії металу свіжодеформованої поверхні зі середовищем, що є основою для прогнозування корозійної тривкості, корозійно-втомної міцності та опірності кавітації. Вивчено вплив експлуатаційних чинників (тривалості експлуатації, абсорбованого водню, контактної корозії, макрогальвано­пар, біоактивного середовища) на корозійне і корозійно-механічне руйнування ста­лей. Показано можливість застосування методів стаціонарної і нестаціонарної ЕХ для прогнозування ефективності протекторного та інгібіторного захисту сталей на­ванта­жених конструкцій. Обґрунтовано ефективність певних ЕХ характеристик для оціню­вання експлуатаційної деградації механічних властивостей.

РЕЗЮМЕ. Рассмотрена возможность использования электрохимических (ЭХ) подхо­дов к анализу технического состояния конструкционных металлических мате­риалов на стадиях проектирования и их длительной эксплуатации в коррозионно-на­водороживаю­щих средах. Установлено, что, анализируя влияние напряжений на интенсивность корро­зионных повреждений, важно учитывать нестационарные ЭХ процессы взаимодействия металла свежедеформированой поверхности со средой, что является основой для прогно­зирования коррозионной стойкости, коррозионно-уста­лостной прочности и сопротивле­ния кавитации, а влияние водорода на свойства сталей предпочтительнее определять при наводороживании напряженного металла, особенно в области пластических деформаций. Проанализировано влияние эксплуата­ционных факторов (длительности эксплуатации, аб­сорбированного водорода, кон­тактной коррозии, макрогальванопар, биоактивной среды) на интенсификацию корро­зионного и коррозионно-механического разрушения сталей. Показана возможность применения методов стационарной и нестационарной электрохи­мии для прогнозиро­вания эффективности протекторной и ингибиторной защиты сталей нагруженных конструкций. Обоснована эффективность определенных ЭХ характеристик для оцен­ки эксплуатационной деградации механических свойств.

SUMMARY. The use of the electrochemical (EC) approaches to the analysis of the technical state of structural metal materials at the stages of design and their long-term service in corrosion-hydrogen environments is considered. It is important when analyzing the stresses effect on the intensity of corrosion damages to take into account the non-stationary EC processes of metal interaction with environment, which is the base for prediction of the corrosion resistance, corrosion-fatigue strength and cavitation resistance. It is preferable to evaluate the effect of hydrogen on the properties of steels under hydrogenation of the stressed metal, especially in the range of plastic deformation. The influence of operation factors (service time, adsorbed hydrogen, contact corrosion, macrogalvanic couples, bioactive medium) on the intensity of corrosion and corrosion-mechanical fracture of steels is shown. The possibility of use of the method of stationary and non-stationary electrochemistry for prediction of the effectiveness of protector and inhibitor protection of steels of loaded structures is demonstrated. The effectiveness of certain EC characteristics usage for the evaluation of in-service degradation of the mechanical properties is substantiated.

 

Vdovychenko О. V. Use of mechanical resonance techniques for detection
of damage in steam pipeline steels after service................................................................ 40

РЕЗЮМЕ. 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.

РЕЗЮМЕ. 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.

SUMMARY. 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.

 

Vorobel R. А., Ivasenko І. B., Mandzii T. S., and Botsian V. V. The influence
of primary treatment on segmentation  of X-ray images of welded joints
................... 48

РЕЗЮМЕ. Досліджено вплив на результат контролю попередньої обробки циф­рових рентгено­графічних зображень через їх медіанну фільтрацію та яскравісну нормалізацію шля­хом нерізкого маскування і контрастування на основі моделі лога­рифмічного типу. Наведено приклади експериментального виявлення дефектів звар­них швів різного виду.

РЕЗЮМЕ. Исследовано влияние на результат контроля предварительной обра­ботки цифровых рентгенографических изображений путем их медианной фильтрации и яркост­ной нормализации нерезким маскированием и контрастированием на основе модели лога­рифмического типа. Приведены примеры экспериментального выявления дефектов свар­ных швов разного вида.

SUMMARY. The influence of preliminary digital radiographic images processing on the testing result is investigated. Median filtering and intensity normalization by unsharp masking and contrasting by using the logarithmic type model are proposed. The examples of experimental detection of defects of different types of welded joints are presented.

 

Koshovyi V. V., Mokryi O. M., Gredil M. I., and Romanyshyn I. M. Investigation of space distribution of surface acoustic waves velocity
in
plastically deformed steel by the laser method.............................................................. 56

РЕЗЮМЕ. Досліджено вплив пластичної деформації сталі Ст.3 на швидкість поверхневих акус­тичних хвиль Релея, виміряної методом лазерної реєстрації. Вста­новлено, що плас­тична деформація призводить до появи анізотропії акустичних влас­тивостей, яку, згідно з оцінкою залишкових механічних напружень, в основному ви­зна­чає текстура сталі.

РЕЗЮМЕ. Исследовано влияние пластической деформации стали Ст.3 на ско­рость поверхностных акустических волн Рэлея, измеренной методом лазерной регист­рации. Определено, что пластическая деформация приводит к появлению анизот­ро­пии акусти­ческих свойств, которые, согласно оценки остаточных механических на­пряже­ний, в ос­новном определяются текстурой стали.

SUMMARY. The effect of steel Ст.3 plastic deformation on the surface acoustic Raleigh waves velocity measured by the laser registration method is studied. It is revealed that plastic deformation causes anisotropy of the steel acoustic properties, which, according to the eva­luated residual stresses, are determine mainly by the steel texture.

 

Pokhmurskii V. I., Korniy S. A., and Kosarevych B. P. Investigation
of
hydrogen adsorption and diffusion in iron clusters by the method
of
density functional............................................................................................................... 62

РЕЗЮМЕ. Побудовано кластерну модель взаємодії атомарного водню з поверх­нею a- та γ-за­лі­за та проведено квантово-хімічні розрахунки системи Fe–H із вико­ристанням методу функціонала густини з обмінно-кореляційним функціоналом RPBE-GGA. Отримано криві потенціальної енергії взаємодії атомарного водню з кластерами заліза ОЦК та ГЦК структури та встановлені активаційні бар’єри його ад­сорбції, проникнення у підповерхневий шар та міграції між тетраедричними та окта­едричними положення­ми кластерів. Розраховано енергії розчинення атомарного водню в різних абсорбцій­них місцях кластерів та виявлено стабільні енергетичні ста­ни водню в октаедричних положеннях ГЦК кластера заліза. Проаналізовано зарядо­вий стан атомарного водню як на поверхні, так і в об’ємних положеннях кластерів та підтверджено механізм част­кового перенесення заряду в системі залізо–водень.

РЕЗЮМЕ. Построена кластерная модель взаимодействия атомарного водорода с по­верхностью a- и γ-железа и проведены квантово-химические расчеты системы Fe–H с ис­пользованием метода функционала плотности с обменно-корреляционным функционалом RPBE-GGA. Получены кривые потенциальной энергии взаимодейст­вия атомарного водо­рода с кластерами железа ОЦК и ГЦК структуры и установлены активационные барьеры его адсорбции, проникновения в подповерхностный слой и миграции между тетраэдри­ческими и октаэдрическими положениями кластеров. Рас­считано энергии растворения атомарного водорода в различных абсорбционных мес­тах кластеров и выявлены стабиль­ные энергетические состояния водорода в октаэд­рических положениях ГЦК кластера железа. Проанализировано зарядовое состояние атомарного водорода как на поверхности, так и в объемных положениях кластеров и подтверждено механизм частичного переноса заряда в системе железо–водород.

SUMMARY. A cluster model of the hydrogen atom interaction with the surface of a- and γ-iron is constructed. The quantum-chemical calculations of the Fe–H system using density functional theory with the exchange-correlation functional RPBE-GGA are carried out. The curves of potential energy of the hydrogen atom interaction with iron clusters of BCC and FCC structure are calculated. The activation barriers of hydrogen adsorption, penetration into the subsurface layer and migration between the tetrahedral and octahedral positions of clusters are considered. The energy of atomic hydrogen dissolution in different absorption cluster locations is calculated. The stable hydrogen energy states in the octahedral positions of the FCC-iron cluster are detected. The charge states of the atomic hydrogen on the surface and inside the cluster bulk are analyzed and the mechanism of the partial charge transfer in the iron–hydrogen system is proved.

 

Konovalenko I. V., Marushchak P. O., and Bishchak R. T. Automated assessing of damages of the main gas pipeline surface by corrosion pittings...................................................................................................................... 70

РЕЗЮМЕ. Ідентифіковано та кількісно проаналізовано пошкодження поверхні локальної ділян­ки магістрального газопроводу “Київ–Захід України-1” корозійними пітингами за результатами оброблення цифрових зображень. Форму дефектів оцінено за даними цифрового діагностування та обґрунтовано їх морфологічні ознаки. Вста­новлено, що окремим етапам пітингової корозії відповідають певні інтегральні пара­метри зображення. Обробкою даних про геометричні параметри пітингоутворення вияв­лено основні закономірності коалесценції окремих дефектів та їх формозміни.

РЕЗЮМЕ. Идентифицирована и количественно проанализирована поврежден­ность ма­гистрального газопровода “Киев–Запад Украины-1” коррозионными питтин­гами по ре­зуль­татам обработки цифровых изображений поверхности. Поведение дефектов оценено по дан­ным диагностики отдельных этапов их формирования и раз­вития. Установлено, что конкрет­ным стадиям питтинговой коррозии соответствуют определенные интегральные параметры изображения. По результатам обработки гео­метрических параметров питтин­гов выявлены основные закономерности коалесцен­ции отдельных дефектов и их формо­изменения.

SUMMARY. The identification and quantification of the damage of pipeline “Kyiv–Western Ukraine-1” by corrosion pitting, based on results of the processing of the surface digital images of defects, was carried out. The defects behaviour was assessed by diagnostic of the individual stages of the process of their formation and development. The individual stages of pitting corrosion correspond to the definite integral image parameters. The basic laws of the coalescence of individual defects and their forming based on the processing of data of geometrical parameters of pits were found.

 

Kharchenko Ye. V., Polishchuk L. K., and Zvirko О. І. Evaluation of service degradation of profile steel of edge-forming boom..................................................................................................................................................... 77

РЕЗЮМЕ. Порівнянням механічних властивостей сталі кутників рамної конст­рукції тривало експлуатованого буртоукладника з вихідним станом металу виявлено, що міцність та пластичність істотно не змінилися, однак, погіршилася ударна в’яз­кість металу, причому практично незалежно від знака змінних напружень. Для оціню­вання екс­плуатаційної деградації властивостей використано електрохімічні підходи і вста­нов­лено, що достатньо чутливим інформативним параметром є поляризаційний опір.

РЕЗЮМЕ. Сравнением механических свойств стали уголков рамной конструк­ции длительно эксплуатированного буртоукладчика с исходным состоянием метала выявлено, что прочность и пластичность существенно не изменились, но ухудшилась ударная вяз­кость металла, причем практически независимо от знака переменных на­пряжений. Для оценки эксплуатационной деградации свойств использованы электро­химические подходы и установлено, что достаточно чувствительным информативным параметром является по­ляризационное сопротивление.

SUMMARY. The carriage structure angle bar steel properties of long-term exploited clamp packer with the metal in as-received state were compared. It was found that the strength and plasticity were not changed noticeably but the impact strength of the metal deteriorated practically independently of the cyclic stresses sign. The electrochemical approaches were used for evaluation of the properties degradation and it was established that polarization resistance was sensitive enough informative parameter.

 

Voroniak Т. І. Determination of the Poissons ratio by two step phase-shifting
interferometry
technique........................................................................................................ 83

РЕЗЮМЕ. Запропоновано методики безконтактного визначення коефіцієнта Пуассона метода­ми фазозсувної інтерферометрії для балок з гладкими і шорсткими поверхнями та схему експериментальної установки для їх реалізації. Наведено резуль­тати апробації цих методик на сталевій та дюралевій балках.

РЕЗЮМЕ. Предложено методики безконтактного определения коэффициента Пуас­сона методами фазосдвигающей интерферометрии для балок с гладкими и ше­роховатыми поверхностями и схему экспериментальной установки для их реализа­ции. Приведены ре­зультаты апробации этих методик на стальной и дюралевой балках.

SUMMARY. The method for non-contact Poisson’s ratio determination by the phase-shifting interferometric technique for beams with smooth and rough surfaces and the experimental setup scheme for its realization are proposed. Results of the proposed techniques approbation on the steel and duralumin beams are presented.

 

Rusyn B. P., Anufriyeva N. P., Hrabovska N. R., and Ivaniuk V. H.
Non-destructive control of the surfaces state damaged by corrosive pits..................... 90

РЕЗЮМЕ. Розглянуто задачу про тривимірну реконструкцію поверхні за двови­мірними зобра­женнями, щоб застосувати результати її розв’язку для аналізу зобра­жень матеріалів з пітингами. Запропоновано метод визначення глибини пітинга за оцінками серії ме­та­лографічних зображень з допомогою ламбертівської моделі відбиття світла. Пара­мет­ри моделі визначено за зміною положення джерела світла з використанням до­датко­вого затінення та незмінного приймача. Серія аналізованих зображень містить тріаду зображень, отриманих у різних напрямках освітлення, а та­кож затінене зобра­ження пі­тинга. Описано двокроковий алгоритм оцінки характе­ристик пітинга на по­верхні ма­теріалу за його зображеннями. Зокрема, показано, що, застосовуючи запро­поновані методи, можна отримати інформацію про пітинги. На­ведено приклад прак­тичного за­стосування розробленого алгоритму для 3D рекон­струкції поверхні реаль­ного пітинга.

РЕЗЮМЕ. Рассмотрена задача о трехмерной реконструкции поверхности по двух­мерным изображениям с целью применения ее результатов для анализа изобра­жений ма­териалов с питтингами с помощью ламбертовской модели отражения света. Параметры модели найдены по изменению положения источника света с использова­нием дополни­тельного затенения при неизменном положении приемника. Серия анализируемых изоб­ражений содержит затененное изображение питтинга и триаду его изображений, где каж­дое получено при индивидуальном направлении освещения. Описаны отдельные этапы двухшагового алгоритма анализа характеристик питтинга на поверхности материала по его изображениям. В частности, показано, что так мож­но получить информацию о гори­зонтальной и вертикальной производных, а также глубине питинга в каждой исследуемой точке. Приведен пример практического ис­пользования разработанного алгоритма для 3D реконструкции поверхности реального питтинга.

SUMMARY. The problem of three dimensional surface reconstruction based on two dimen­sional images is considered using Lambertian reflection model for pitting depth estimation. Parameters of the model are estimated by determining the movement of the light source location with additional shading, the receiver location being not changed. Parameters of the model are estimated by using the information of image sequence. This image sequence contains triad of light modulated images of materials with pitting corrosion where each image is obtained under individual directed illumination. Certain steps of the proposed two step algorithm of pitting characteristics analysis on the material surface by its images are described. Especially it is shown that in such a way the information about horizontal and vertical derivatives in the investigated point can be obtained. The practical example of the developed algorithm for 3D reconstruction of the real pitting surface is presented.

 

Arkhypov O. G., Nikhaienko Yu. Ya., Borysenko V. A., Khoma M. S.,
and
Liubimova-Zinchenko O. V. Exploitation degradation of mechanical properties of ammonia pipeline metal..................................................................................................................................................... 97

РЕЗЮМЕ. Проаналізовано закономірності зміни механічних характеристик ме­талу труб аміа­ко­проводу Тольятті–Одеса впродовж 30-річної експлуатації. Внаслідок дії середови­ща, механічних навантажень, а для труб, що знаходилися на поверхні, ще й перепа­ду температур, метал деградував, що супроводжувалось корозійним пошко­дженням та наводнюванням. Запропоновано аналітичний вираз, що описує часову зміну міц­ності металу та слугує інструментом для переходу від “планових капіталь­них ре­монтів” до “ремонтів за станом обладнання”.

РЕЗЮМЕ. Проанализированы закономерности изменения механических харак­терис­тик металла труб аммиакопровода Тольятти–Одесса после 30 лет эксплуатации. Вслед­ствие действия среды, механических нагрузок, а для труб, находящихся на поверх­ности, еще и перепада температур, произошла деградация металла, которая сопровожда­лась кор­розионными повреждениями и наво­до­ро­жи­ва­нием. Предложено аналитическое выраже­ние, которое описывает изменение характеристик прочности во времени и являет­ся ин­струментом перехода от “плановых капитальных ремонтов” к “ремонтам по состоя­нию оборудования”.

SUMMARY. The mechanical behaviour of TolyattiOdessa ammonia pipe line metal after 30 years of operation is analyzed. Degradation of the metal, accompanied by corrosion damage and hydrogenation, takes place due to a few reasons such as operating media, physical stress and differential temperature for the surface pipes. The analytical expression that describes time-history of strength characteristic and is the instrument of transition from the scheduled overhauls to as-required repairs is proposed.

 

Shapovalov Ye. V., Galagan R. M., and Klishchar F. S. Development
of methodologies for acoustic-emission control
of contact spot welding................... 103

РЕЗЮМЕ. Досліджена можливість застосування методу АЕ для контролю кон­такт­но­го точкового зварювання. Розроблені спеціалізована система прийому та обробки сиг­налів АЕ та критерії, за якими можна синтезувати показник якості точ­кового звар­ного з’єднання. Запропоновано для формування показника якості такого з’єднання вико­ристо­вувати метод згортки шаблонного сигналу, що характеризує якісне з’єднання, і сиг­налу, отриманого під час контролю поточної зварної точки.

РЕЗЮМЕ. Исследована возможность применения метода АЭ для контроля кон­тактной точеч­ной сварки. Разработаны специализированная система приема и обра­ботки сигналов АЭ и критерии, позволяющие синтезировать показатель качества такого соедине­ния. Предложено для формирования показателя качества сварного точечного соеди­нения использовать метод свертки шаблонного сигнала и сигнала, полученного при контроле текущей сварной точки.

SUMMARY. The possibility of application of the acoustic emission method for the control of spot welding resistance is investigated. A specialized system for receiving and processing the AE signals and criteria to measure the quality of a weld joint is developed. It is proposed to use for formation of the weld quality index point of such welding the convolution signal method, characterizing the welding quality and a signal obtained by controlling the current welding point.

 

Skalskyi V. R., Pochapskyi Ye. P., Klym B. P., and Simakovych O. H.
Model of emission diagnostic light signal.......................................................................... 109

РЕЗЮМЕ. Емісійні сигнали різної фізичної природи запропоновано розглядати в межах спіль­ної узагальненої моделі випадкового імпульсного потоку. Розглянуто алгоритм ви­явлення та виділення інформативної складової емісійного світлового сигналу за на­явності завад під час фотоелектричної реєстрації. Наведено структурну схему прист­рою для відбору сигналу cвітлової емісії, який реалізує запропонований алгоритм.

РЕЗЮМЕ. Эмиссионные сигналы различной физической природы предложено рас­сматривать в рамках обобщенной модели случайного импульсного потока. Рас­смотрен алгоритм обнаружения и выделения информативной составляющей эмисси­онного свето­вого сигнала при наличии помех во время фотоэлектрической регист­рации. Приведена структурная схема устройства для отбора сигнала световой эмис­сии, реализующего пред­ложенный алгоритм.

SUMMARY. It is proposed to consider the emission signals of different physical nature within the generalized model of a random pulse stream. By specifying the model for the case of the light signal emission, the algorithm of detection and selection of informative component in the presence of interference during its photovoltaic registration is proposed. The block diagram of the selection of the light emission signal, which uses the proposed algorithm, is given.

 

Matsko I. Yo., Javorskyj I. M., Yuzefovych R. M., and Zakrzewski Z. Stochastic
dynamic model of signals of roll bearing vibration and their analysis........................ 119

РЕЗЮМЕ. За стохастичною динамічною моделлю підшипника кочення, поданою у вигляді сис­теми двох нелінійних диференційних рівнянь другого порядку, виконано комп’ю­терну симуляцію і досліджено вертикальний й горизонтальний складники вібрації. З допомогою методів статистики періодично корельованих випадкових про­цесів встановлено, що за появи дефектів на зовнішньому чи внутрішньому кільцях вібра­ції набувають властивостей періодичної нестаціонарності. Проаналізовано часо­ву мінливість оцінок математичного сподівання, що описують детерміновані складни­ки коливань, а також оцінки дисперсій, що визначають потужність флуктуацій. На­ведено залежності від зсуву кореляційних компонентів – коефіцієнтів Фур’є кореля­ційних функцій. Обґрунтовано особливості структури періодично корельованого випадкового процесу, що описує вертикальну й горизонтальну вібрації за присут­ності дефектів на зовнішньому та внутрішньому кільцях.

РЕЗЮМЕ. На основании стохастической модели подшипника качения в виде систе­мы двух нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка проведено компью­терную симуляцию и исследовано вертикальную и горизонтальную вибрации. С исполь­зованием методов статистики периодично коррелированных случайных процессов обна­ружено, что при появлении дефекта на внешнем или внутреннем коль­цах вибрации при­обретают свойства периодической нестационарности. Проанализи­рована временная из­менчивость оценок математического ожидания, которые описы­вают детерминированные составля­ющие колебаний, а также оценены дисперсии, оп­ределяющие мощность флук­туа­ций. Наведены зависимости от смещения корреля­ционных компонентов – коэффици­ентов Фурье корреляционных функций. Обсуж­дены особенности структуры пе­риодически кор­релированного случайного процесса, что описывает вертикальную и гори­зонтальную вибрации при наличии дефектов на внешнем и внутреннем кольцах.

SUMMARY. On the base of stochastic dynamical model of roll bearing in the form of the system of two non-linear differential second-order equations the computer simulation is done and horizontal and vertical parts of vibration are investigated. Using the methods of statistic of periodically correlated random processes it is shown that the fault appearing on the outer or inner race leads to vibrations and acquire properties of periodical non-stationarity. The time variety of the mean function estimators, which describe deterministic oscillations and variance estimators which determine the power of fluctuations is analyzed. The dependences of correlation components, Fourier coefficients of correlation functions, on time lag are shown. The structure peculiarities of periodically correlated random processes which describe the vertical and horizontal vibrations of the roll bearing with faulty outer and inner races are analyzed.

 

Mindiuk V. D., Karpash O. M., and Karpash M. O. Character of the microstructure relation with physico-mechanical properties of continuous service steels...................................................................................................... 129

РЕЗЮМЕ. Встановлено найінформативніші параметри мікроструктурних змін матеріалів мета­ло­конструкцій, які взаємопов’язані з їх механічними та фізичними властивостями. Для визначення структурно- і фазочутливих характеристик матеріалів використано різні методи та засоби неруйнівного контролю. За комплексом фізико-механічних характеристик неруйнівного контролю встановлено оптимальну кількість парамет­рів контролю і характеристик мікроструктури.

РЕЗЮМЕ. Установлены наиболее информативные параметры микроструктур­ных изме­нений материалов металлоконструкций, взаимосвязанные с их механичес­кими и фи­зи­ческими характеристиками. Для определения структурно- и фазочувст­вительных пара­метров материалов использованы разные методы и средства неразру­шающего кон­троля. Установлено оптимальное количество параметров неразру­шаю­щего контроля и ха­ракте­ристик микроструктуры за комплексом физико-механичес­ких параметров неразру­шающе­го контроля.

SUMMARY. The most informative parameters of the metal construction materials microstructural changes, which are interrelated with the material mechanical and physical properties, are established. Experimental researches of the microstructure and phase-sensitive parameters of materials different nondestructive methods and facilities are used. The optimal number of nondestructive testing parameters and microstructure characteristics by the com­plex physical and mechanical parameters of the non-destructive testing are established.

JUBILEES

Vasyl Pokhmurskii (to the 80th birthday).................................................................................. 134