本實用新型涉及技術領域,具體來說是一種奧氏體不銹鋼形變誘發(fā)馬氏體檢測設備。
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背景技術:
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奧氏體材料本身具有較大的冷加工潛力,通過嚴格的應變強化技術可顯著提高材料的許用應力,該技術制造的低溫容器,重量通??梢詼p輕20%-50%,容重比可下降約50%,如能在超低溫環(huán)境下安全服役,就可實現(xiàn)輕型化設計目的。其用于LNG等深冷液化氣體儲運的極端承壓設備,目前在能源、化工、航空航天等領域已得到了廣泛應用。為實現(xiàn)國家倡導的“低碳”、“綠色”發(fā)展理念,釆用應變強化技術等輕量化途徑,即可減輕容器重量、降低重容比和制造運行能耗。
但是,應變強化奧氏體不銹鋼低溫容器在成形和強化過程中會發(fā)生塑性變形,而過量的塑性變形會導致容器的性能難以滿足相關制造和檢測標準的要求。應變強化制造工藝和服役中的受力/疲勞工況,均可引起設備本體材料中馬氏體物相比例的顯著變化。
奧氏體不銹鋼低溫容器在制造完成、所有接頭無損檢測合格后,還需對其進行常溫下的水壓強化操作,即對容器進行一次特定壓力值Pk的水壓試驗。在這個過程中,最關鍵的環(huán)節(jié)是通過自動化集成系統(tǒng)控制壓力、變形和時間這三個因素。但是,對于完成應變強化制造工藝后的容器產(chǎn)品,往往只能通過應變過程的非線性數(shù)值模擬來進行安全性評價,特別是對于應變強化后容器材料性能的變化研究,大多也是采用破壞性取樣方式即從變形后的容器本體取樣,或對原材料進行等條件的模擬應變以制取力學性能測試式樣來進行性能試驗和物相分析,較少有通過無損途徑獲取關鍵參量的應用性研究成果。
容器經(jīng)應變強化處理后壁厚降低30%-50%,已發(fā)生明顯塑性變形,其彈性承載能力顯著提高,但塑性變形對壓力容器靜壓極限承載能力的影響尚不明確,尤其考慮到深冷介質影響下的超低溫脆性傾向,會使應變強化容器的安全性存在隱患。而韌塑性的降低程度與應變強化量直接相關,確定不同應變強化量所對應的力學性能,對應變強化容器的安全評價非常重要,但若大量開展容器的爆破試驗則十分不經(jīng)濟,而國內外對這方面的研究還較為缺乏。
考慮到在不同應變量、應變速率條件下,應變強化工藝所產(chǎn)生的材料馬氏體相變量的變化響應,且該關鍵參量又與應變強化后容器材料的應變強化量、韌塑性衰減量密切相關,并存在定量關系,那么,就需要設計一種可通過無損檢測的手段獲取檢測部位的馬氏體相變量的設備,并依此對其力學性能和安全性能展開評價和計算。
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技術實現(xiàn)要素:
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本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術的不足,提供一種奧氏體不銹鋼形變誘發(fā)馬氏體檢測設備,可以無損、在線地檢測馬氏體的相變量,并且設備整體萬設計合理,內部排線整齊、安全,外部數(shù)據(jù)線連接可靠,使用壽命長。
為了實現(xiàn)上述目的,設計一種奧氏體不銹鋼形變誘發(fā)馬氏體檢測設備,包括殼體、連接頭、檢測頭和數(shù)據(jù)線,其特征在于:所述的殼體內表面上開設有若干條凹槽,用于排放內部接線,殼體內表面上還設有塑膠層,所述的塑膠層使凹槽的上表面閉合,殼體外表面設有保護膜;所述的數(shù)據(jù)線一端設有連接頭,用以與殼體上的接口相連接,連接頭上設有保護層,保護層內設有間隙,用于增加緩沖,保護層外套有保護套,數(shù)據(jù)線另一端設有檢測頭。
所述的保護膜為不導電材質。
所述的凹槽由激光切割加工成型。
所述的保護層材質為硅膠或橡膠。
所述的檢測設備還包括控制芯片,所述的控制芯片設于殼體內。
本實用新型同現(xiàn)有技術相比,組合結構簡單可行,易于安裝與拆卸,其優(yōu)點在于:可以無損、在線地進行馬氏體相變量的檢測,且設備整體結構設計合理,內部排線安全可靠,線路連接頭設有保護層和保護套,不易損壞,使用壽命長。
[附圖說明]
圖1是本實用新型的結構示意圖;
圖2是本實用新型殼體的剖視圖。
[具體實施方式]
下面結合附圖對本實用新型作進一步說明,這種裝置的結構和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
實施例1
亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼在低溫下或發(fā)生形變時會產(chǎn)生馬氏體轉變,當材料承受載荷進行拉伸或疲勞性能測試時,亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼會產(chǎn)生形變誘發(fā)馬氏體相變,相變順序一般為奧氏體相γ→馬氏體相ε→馬氏體相α'或者直接由奧氏體相γ轉變?yōu)轳R氏體相α'。其中γ相是面心立方結構fcc,強度低、韌塑性好,ε相是密排六方結構hcp,量少,且隨著應變的過程逐漸消失,α'相為體心立方結構bcc,脆性,強度高,α'馬氏體相具有鐵磁性,這就為針對馬氏體相磁性檢測設備的突破打開了窗口。
根據(jù)馬氏體相變及物相特性,表1將使用本實用新型裝置的檢測效果對常用的幾種方法做了比較分析。根據(jù)本實用新型所提出的在線、無損的檢測要求,采用鐵素體含量檢測方法可以在不截取試樣的前提下,實現(xiàn)馬氏體相變含量的實時檢測,方便、高效且檢測成本低。
表1馬氏體相變檢測設備特點及其比較
實施例2
本實用新型的檢測原理為:α'馬氏體相為磁性相,根據(jù)馬氏體導磁率隨應變水平的變化,可以通過檢測鐵磁性物質的導磁率來計算馬氏體相的含量。該設備釆用FN數(shù)和ΔFe(%)來表示馬氏體含量的多少,也可通過物相比例修正曲線來得到馬氏體體積或質量含量的百分比。
實施例3
馬氏體相變量測定:采用本實用新型的檢測儀進行檢測,通過測量鐵磁性物質的含量得到拉伸變形過程中的馬氏體相變量,不同應變下當量鐵素體含量與初始鐵素體含量的差值,即為形變誘發(fā)馬氏體相變量的非修正值。
實施例4
選取新出廠和在役,即常溫條件下的和含有低溫介質的,應變強化深冷容器及其關鍵受力部位、焊縫位置等作為檢測對象,應用本實用新型的裝置,實現(xiàn)馬氏體相變量現(xiàn)場無損檢測技術,制定和論證檢測策略,編寫實用化的檢測規(guī)程,確定檢測特征量許用范圍,進行應變強化奧氏體不銹鋼深冷容器相關力學性能評價,并判定在制造工藝中是否存在過量塑性變形、或是否存在過量的韌塑性衰減。整理數(shù)據(jù)并分析關鍵參量的關系,能夠確定可用于評價出廠或在役深冷容器及其關鍵部位力學性能的馬氏體相變量指標許用范圍,及其所對應的不等壁厚的力學性能參數(shù)范圍。