一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，包括在管道內(nèi)壁中需要測(cè)量應(yīng)力的位置粘貼至少一個(gè)應(yīng)變片；測(cè)量應(yīng)變片的初始值ε1；對(duì)管道進(jìn)行切割；測(cè)量應(yīng)變片在切割后的應(yīng)變值ε2；通過(guò)初始值ε1、應(yīng)變值ε2計(jì)算獲得應(yīng)變片切割過(guò)程釋放的應(yīng)變?chǔ)?；在管道切割后測(cè)量應(yīng)變片粘貼處管道的殘余應(yīng)力σ4；通過(guò)應(yīng)力σ3對(duì)殘余應(yīng)力σ4進(jìn)行修正，獲得管道內(nèi)壁實(shí)際殘余應(yīng)力σ5。本發(fā)明通過(guò)應(yīng)變片的輔助測(cè)量，對(duì)小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得了一個(gè)精準(zhǔn)的測(cè)量值，方法簡(jiǎn)單、實(shí)用。
【專利說(shuō)明】
一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]構(gòu)件在制造過(guò)程中，將受到來(lái)自各種工藝等因素的作用與影響，當(dāng)這些因素消失之后，構(gòu)件所受到的上述作用與影響不能隨之而完全消失，仍有部分作用與影響殘留在構(gòu)件內(nèi)，這種殘留的作用與影響，即殘余應(yīng)力。
[0003]目前，殘余應(yīng)力的測(cè)量方法可以分為有損和無(wú)損兩大類，有損測(cè)試方法就是應(yīng)力釋放法，也可以稱為機(jī)械的方法;無(wú)損方法就是物理的方法。機(jī)械方法目前用得最多的是盲孔法，物理方法中用得最多的是X射線衍射法。
[0004]對(duì)于小內(nèi)徑管道內(nèi)壁的殘余應(yīng)力，限于測(cè)量設(shè)備的尺寸和操作方法，采用上述的方法難以直接測(cè)量，或測(cè)量的數(shù)據(jù)不精確，誤差大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:包括:
(I)、在管道內(nèi)壁中需要測(cè)量應(yīng)力的位置粘貼至少一個(gè)應(yīng)變片；
(2 )、測(cè)量應(yīng)變片的初始值ε I;
(3)、對(duì)管道進(jìn)行切割；
(4)、測(cè)量應(yīng)變片在切割后的應(yīng)變值ε2;
(5)、通過(guò)初始值ε1、應(yīng)變值￡2計(jì)算獲得應(yīng)變片切割過(guò)程釋放的應(yīng)變?chǔ)?;
(6)、測(cè)量應(yīng)變片粘貼處管道的殘余應(yīng)力σ4;
(7)、通過(guò)應(yīng)變?chǔ)?對(duì)殘余應(yīng)力σ4進(jìn)行修正，獲得管道內(nèi)壁實(shí)際殘余應(yīng)力σ5。
[0007]優(yōu)選地，在(I)中:所述的應(yīng)變片沿管道的軸向或周向進(jìn)行粘貼。
[0008]優(yōu)選地，在(3)中:對(duì)管道切割時(shí)，切割路線與應(yīng)變片平行。
[0009]優(yōu)選地，在(5)中:ε3=ε2-ε1ο
[0010]優(yōu)選地，在(6)中:通過(guò)破壞性檢測(cè)方法或無(wú)損檢測(cè)方法測(cè)量應(yīng)變片粘貼處管道的殘余應(yīng)力。
[0011 ]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的破壞性檢測(cè)方法包括盲孔法、切割法、輪廓法。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的無(wú)損檢測(cè)方法包括X射線衍射法、中子衍射法、磁測(cè)量法。
[0013]優(yōu)選地，通過(guò)ε3的有限元方法或理論計(jì)算來(lái)進(jìn)行04的修正。
[0014]優(yōu)選地，在(2)、( 4)中采用應(yīng)變儀測(cè)量應(yīng)變片的初始值、應(yīng)變值。
[0015]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:
本發(fā)明通過(guò)應(yīng)變片的輔助測(cè)量，對(duì)小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得了一個(gè)精準(zhǔn)的測(cè)量值，方法簡(jiǎn)單、實(shí)用。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，包括:
(1)、在管道內(nèi)壁中需要測(cè)量應(yīng)力的位置粘貼一個(gè)應(yīng)變片，應(yīng)變片沿管道的軸向或周向進(jìn)行粘貼，當(dāng)然也可以沿其它方向，但需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理；
(2)、采用應(yīng)變儀測(cè)量應(yīng)變片的初始值ει;
(3)、對(duì)管道進(jìn)行切割，切割可以采用諸如線切割，切割路徑與應(yīng)變片平行；
(4)、采用應(yīng)變儀再測(cè)量應(yīng)變片在切割后的應(yīng)變值ε2;
(5)、通過(guò)初始值ε?、應(yīng)變值￡2計(jì)算獲得應(yīng)變片切割過(guò)程釋放的應(yīng)力ε3，其中:ε3=ε2-ε?;
(6)、采用應(yīng)力測(cè)試方法:破壞性檢測(cè)方法或者無(wú)損檢測(cè)方法測(cè)量應(yīng)變片粘貼處管道的殘余應(yīng)力04;其中破壞性檢測(cè)方法包括盲孔法、切割法、輪廓法;無(wú)損檢測(cè)方法包括X射線衍射法、中子衍射法、磁測(cè)量法等；
(7)、通過(guò)應(yīng)變?chǔ)?，根據(jù)管道內(nèi)徑結(jié)合有限元方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算，與O4進(jìn)行疊加獲得管道內(nèi)壁實(shí)際殘余應(yīng)力05，或者當(dāng)管道管徑較大時(shí)，可以直接采用:05=ε3*Ε，其中E是材料的彈性模量。
[0017]以下舉例對(duì)內(nèi)徑為20?25mm的鎳基合金小管內(nèi)壁進(jìn)行了測(cè)量:
在切割前在管道內(nèi)壁粘貼應(yīng)變花，切割前后測(cè)量軸向和周向應(yīng)變值之差分別為:
軸向 ε3=ε2-ε1=-37Χ10—6周向 ε3=ε2-ε1=-103Χ10—6
對(duì)切割后管道粘貼應(yīng)變花的位置采用盲孔法進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果為:
軸向:o4=137MPa 周向:o4=187MPa
將測(cè)得的ε3反映的應(yīng)力值σ3(當(dāng)管徑較大時(shí)，一種最簡(jiǎn)化的處理是:σ3=ε3*Ε，其中E是材料的彈性模量，但此種方法誤差較大;實(shí)際操作時(shí)應(yīng)根據(jù)管子內(nèi)徑結(jié)合有限元方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算)與σ4進(jìn)行疊加，得到修正后的最終應(yīng)力結(jié)果:
軸向:o5=163MPa 周向:o5=263MPa。
[0018]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:包括: (I)、在管道內(nèi)壁中需要測(cè)量應(yīng)力的位置粘貼至少一個(gè)應(yīng)變片； (2 )、測(cè)量應(yīng)變片的初始值ε I ； (3)、對(duì)管道進(jìn)行切割； (4)、測(cè)量應(yīng)變片在切割后的應(yīng)變值ε2; (5 )、通過(guò)初始值ε 1、應(yīng)變值ε 2計(jì)算獲得應(yīng)變片切割過(guò)程釋放的應(yīng)變?chǔ)?3; (6)、在管道切割后測(cè)量應(yīng)變片粘貼處管道的殘余應(yīng)力04; (7 )、通過(guò)應(yīng)變?chǔ)?對(duì)殘余應(yīng)力O4進(jìn)行修正，獲得管道內(nèi)壁實(shí)際殘余應(yīng)力O5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:在(1)中:所述的應(yīng)變片沿管道的軸向或周向進(jìn)行粘貼。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:在(3)中:對(duì)管道切割時(shí)，切割路線與應(yīng)變片平行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:在(5)中:ε3=ε2_ε1ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:在(6)中:通過(guò)破壞性檢測(cè)方法或無(wú)損檢測(cè)方法測(cè)量應(yīng)變片粘貼處管道的殘余應(yīng)力。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:所述的破壞性檢測(cè)方法包括盲孔法、切割法、輪廓法。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:所述的無(wú)損檢測(cè)方法包括X射線衍射法、中子衍射法、磁測(cè)量法。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:通過(guò)ε3的有限元方法或理論計(jì)算來(lái)進(jìn)行σ4的修正。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小內(nèi)徑管道內(nèi)壁殘余應(yīng)力的測(cè)量方法，其特征在于:在(2),(4)中采用應(yīng)變儀測(cè)量應(yīng)變片的初始值、應(yīng)變值。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK106017757SQ201610410607
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】魯立, 張斌, 梁振新, 王淦剛, 王宏印, 吳義黨, 成鵬, 趙建倉(cāng)
【申請(qǐng)人】蘇州熱工研究院有限公司, 中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司, 中國(guó)廣核電力股份有限公司, 中廣核工程有限公司