Застосування методу поляризаційного опору сталей для контролю деградації металоконструкцій портових кранів

Анотація

Розглянуто проблему, яка пов'язана з застосуванням методу поляризаційного опору сталей для контролю деградації металоконструкцій портових кранів. Досвід експлуатації портового обладнання показує, що його окремі компоненти та елементи викладені значному циклічному навантаженню, яке додається до звичайного статичного навантаження відповідно до регламенту, через постійний та випадковий вплив різних факторів (наприклад, вітрове навантаження, вібрація від аномальної роботи електроприводів, ривки від включення/відключення приводів механізмів підйому вантажу, повороту, зміни вильоту, пересування тощо). У низьколегованих сталях під впливом тривалої комбінованої дії статичних і циклічних навантажень відбуваються значні зміни їх структури та властивостей, переважно через розвиток деформаційного старіння, відомого як експлуатаційна деградація сталей. Ці зміни, які часто відомі як експлуатаційне старіння сталей, не завжди впливають на їх міцність, проте істотно знижують їх стійкість до крихкого руйнування, особливо за низьких температур. Деформаційне старіння обумовлене наявністю домішок вуглецю та азоту у металі, які, взаємодіючи з дислокаційною структурою, викликають зміцнення сталей та ускладнюють розслаблення еластичних напруг за рахунок пластичної деформації. Були встановлені кореляційні залежності між поляризаційним опором та ударною в'язкістю експлуатованих сталей, що становлять основу для розробки електрохімічного методу прогнозування стійкості до крихкого руйнування довготривало експлуатованого металу. Процедура діагностики металу вузлів портальних кранів включала підготовку портативного потенціостата до роботи, під'єднання допоміжного та порівняльного електродів, включення автоматичного режиму потенціодинамічної розгортки, експорт даних у графічні програми та розрахунок значення поляризаційного опору. Отримані дані поляризаційного опору та ударної в'язкості для різних вузлів досліджених портових кранів свідчать про значне зниження цих характеристик під час тривалої експлуатації. Зокрема, ударна в'язкість падає набагато швидше, що робить її найбільш консервативним та інформативним показником для визначення експлуатаційної деградації сталей портових кранів. Для перевірки запропонованого підходу з використанням вирізання металу з вузлів крана були виготовлені та протестовані на міцність зразки. Отримані результати механічних випробувань відповідають діагностованим даним, що підтверджує ефективність запропонованого підходу.