CN106017757A - 一种小内径管道内壁残余应力的测量方法 - Google Patents

一种小内径管道内壁残余应力的测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106017757A
CN106017757A CN201610410607.6A CN201610410607A CN106017757A CN 106017757 A CN106017757 A CN 106017757A CN 201610410607 A CN201610410607 A CN 201610410607A CN 106017757 A CN106017757 A CN 106017757A
Authority
CN
China
Prior art keywords
residual stress
strain
small
pipeline
bore tubing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610410607.6A
Other languages
English (en)
Inventor
鲁立
张斌
梁振新
王淦刚
王宏印
吴义党
成鹏
赵建仓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Engineering Co Ltd
CGN Power Co Ltd
Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Engineering Co Ltd
CGN Power Co Ltd
Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China General Nuclear Power Corp, China Nuclear Power Engineering Co Ltd, CGN Power Co Ltd, Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd filed Critical China General Nuclear Power Corp
Priority to CN201610410607.6A priority Critical patent/CN106017757A/zh
Publication of CN106017757A publication Critical patent/CN106017757A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/25—Measuring force or stress, in general using wave or particle radiation, e.g. X-rays, microwaves, neutrons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，包括在管道内壁中需要测量应力的位置粘贴至少一个应变片；测量应变片的初始值ε1；对管道进行切割；测量应变片在切割后的应变值ε2；通过初始值ε1、应变值ε2计算获得应变片切割过程释放的应变ε3；在管道切割后测量应变片粘贴处管道的残余应力σ4；通过应力σ3对残余应力σ4进行修正，获得管道内壁实际残余应力σ5。本发明通过应变片的辅助测量，对小内径管道内壁残余应力的数据进行修正，获得了一个精准的测量值，方法简单、实用。

Description

一种小内径管道内壁残余应力的测量方法
技术领域
本发明涉及一种小内径管道内壁残余应力的测量方法。
背景技术
构件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响，当这些因素消失之后，构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，这种残留的作用与影响，即残余应力。
目前，残余应力的测量方法可以分为有损和无损两大类，有损测试方法就是应力释放法，也可以称为机械的方法；无损方法就是物理的方法。机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 射线衍射法。
对于小内径管道内壁的残余应力，限于测量设备的尺寸和操作方法，采用上述的方法难以直接测量，或测量的数据不精确，误差大。
发明内容
本发明的目的是提供一种小内径管道内壁残余应力的测量方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：包括：
（ 1 ）、在管道内壁中需要测量应力的位置粘贴至少一个应变片；
（ 2 ）、测量应变片的初始值 ε 1 ；
（ 3 ）、对管道进行切割；
（ 4 ）、测量应变片在切割后的应变值 ε 2 ；
（ 5 ）、通过初始值 ε 1 、应变值 ε 2 计算获得应变片切割过程释放的应变 ε 3 ；
（ 6 ）、测量应变片粘贴处管道的残余应力 σ 4 ；
（ 7 ）、通过应变 ε 3 对残余应力 σ 4 进行修正，获得管道内壁实际残余应力 σ 5 。
优选地，在（ 1 ）中：所述的应变片沿管道的轴向或周向进行粘贴。
优选地，在（ 3 ）中：对管道切割时，切割路线与应变片平行。
优选地，在（ 5 ）中： ε 3 =ε 2 -ε 1 。
优选地，在（ 6 ）中：通过破坏性检测方法或无损检测方法测量应变片粘贴处管道的残余应力。
进一步优选地，所述的破坏性检测方法包括盲孔法、切割法、轮廓法。
进一步优选地，所述的无损检测方法包括 X 射线衍射法、中子衍射法、磁测量法。
优选地，通过 ε 3 的有限元方法或理论计算来进行 σ 4 的修正。
优选地，在（ 2 ）、（ 4 ）中采用应变仪测量应变片的初始值、应变值。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
本发明通过应变片的辅助测量，对 小内径管道内壁残余应力的数据进行修正，获得了一个精准的测量值，方法简单、实用。
具体实施方式
下面结合实施案例对本发明作进一步描述：
一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，包括：
（ 1 ）、在管道内壁中需要测量应力的位置粘贴一个应变片，应变片沿管道的轴向或周向进行粘贴，当然也可以沿其它方向，但需要对结果进行处理；
（ 2 ）、采用应变仪测量应变片的初始值 ε 1 ；
（ 3 ）、对管道进行切割，切割可以采用诸如线切割，切割路径与应变片平行；
（ 4 ）、采用应变仪再测量应变片在切割后的应变值 ε 2 ；
（ 5 ）、通过初始值 ε 1 、应变值 ε 2 计算获得应变片切割过程释放的应力 ε 3 ，其中： ε 3 =ε 2 -ε 1 ；
（ 6 ）、采用应力测试方法：破坏性检测方法或者无损检测方法测量应变片粘贴处管道的残余应力 σ 4 ；其中破坏性检测方法包括盲孔法、切割法、轮廓法；无损检测方法包括 X 射线衍射法、中子衍射法、磁测量法等；
（ 7 ）、通过应变 ε 3 ，根据管道内径结合有限元方法来进行计算，与 σ 4 进行叠加获得管道内壁实际残余应力 σ 5 ，或者当管道管径较大时，可以直接采用： σ 5 =ε 3 *E，其中 E 是材料的弹性模量。
以下举例对内径为 20~25mm 的镍基合金小管内壁进行了测量：
在切割前在管道内壁粘贴应变花，切割前后测量轴向和周向应变值之差分别为：
轴向 ε3=ε2-ε1=-37×10 -6
周向 ε3=ε2-ε1=-103×10 -6
对切割后管道粘贴应变花的位置采用盲孔法进行测量，测量结果为：
轴向： σ4=137MPa
周向： σ4=187MPa
将测得的 ε3 反映的应力值 σ3 （当管径较大时，一种最简化的处理是： σ3=ε3*E ，其中 E 是材料的弹性模量，但此种方法误差较大；实际操作时应根据管子内径结合有限元方法来进行计算）与 σ4 进行叠加，得到修正后的最终应力结果：
轴向： σ5=163MPa
周向： σ5=263MPa 。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：包括：
（1）、在管道内壁中需要测量应力的位置粘贴至少一个应变片；
（2）、测量应变片的初始值ε1；
（3）、对管道进行切割；
（4）、测量应变片在切割后的应变值ε2；
（5）、通过初始值ε1、应变值ε2计算获得应变片切割过程释放的应变ε3；
（6）、在管道切割后测量应变片粘贴处管道的残余应力σ4；
（7）、通过应变ε3对残余应力σ4进行修正，获得管道内壁实际残余应力σ5。
2. 根据权利要求1所述的一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：在（1）中：所述的应变片沿管道的轴向或周向进行粘贴。
3. 根据权利要求1所述的一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：在（3）中：对管道切割时，切割路线与应变片平行。
4. 根据权利要求1所述的一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：在（5）中：ε3=ε2-ε1。
5. 根据权利要求1所述的一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：在（6）中：通过破坏性检测方法或无损检测方法测量应变片粘贴处管道的残余应力。
6. 根据权利要求5所述的一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：所述的破坏性检测方法包括盲孔法、切割法、轮廓法。
7. 根据权利要求5所述的一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：所述的无损检测方法包括X射线衍射法、中子衍射法、磁测量法。
8. 根据权利要求1所述的一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：通过ε3的有限元方法或理论计算来进行σ4的修正。
9. 根据权利要求1所述的一种小内径管道内壁残余应力的测量方法，其特征在于：在（2）、（4）中采用应变仪测量应变片的初始值、应变值。
CN201610410607.6A 2016-06-13 2016-06-13 一种小内径管道内壁残余应力的测量方法 Pending CN106017757A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610410607.6A CN106017757A (zh) 2016-06-13 2016-06-13 一种小内径管道内壁残余应力的测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610410607.6A CN106017757A (zh) 2016-06-13 2016-06-13 一种小内径管道内壁残余应力的测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106017757A true CN106017757A (zh) 2016-10-12

Family

ID=57090284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610410607.6A Pending CN106017757A (zh) 2016-06-13 2016-06-13 一种小内径管道内壁残余应力的测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106017757A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107367339A (zh) * 2017-07-07 2017-11-21 深圳市公路交通工程试验检测中心 一种绝对应变检测方法及专用条状式样
CN110398306A (zh) * 2019-07-08 2019-11-01 华电电力科学研究院有限公司 一种火力发电厂管道应力解耦分析系统与分析方法
CN113390548A (zh) * 2020-03-11 2021-09-14 中石化石油工程技术服务有限公司 一种热挤压成型三通残余应力的测量方法
CN114413742A (zh) * 2022-01-12 2022-04-29 国家石油天然气管网集团有限公司 埋地大直径油气管线环境荷载的测量系统和方法
CN114570787A (zh) * 2022-03-02 2022-06-03 西安热工研究院有限公司 一种原位应力检测恢复矫正系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2326948Y (zh) * 1998-04-07 1999-06-30 黄小平 管内贴片工具
JP4419802B2 (ja) * 2004-10-29 2010-02-24 株式会社Ｉｈｉ 溶接継手部の残留応力の解析方法
CN102162755A (zh) * 2010-12-17 2011-08-24 罗键 一种基于反问题的残余应力检测方法
CN103278443A (zh) * 2013-04-26 2013-09-04 内蒙古包钢钢联股份有限公司 贴片法测试无缝管残余应力的方法
CN103364336A (zh) * 2013-07-15 2013-10-23 江苏科技大学 一种测试环焊缝内部双向残余应力全貌的方法
CN103411711A (zh) * 2013-07-11 2013-11-27 南京航空航天大学 一种管状零件内壁加工应力的测量装置及其测量方法
CN104551226A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种测试无缝管轴向残余应力的切割方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2326948Y (zh) * 1998-04-07 1999-06-30 黄小平 管内贴片工具
JP4419802B2 (ja) * 2004-10-29 2010-02-24 株式会社Ｉｈｉ 溶接継手部の残留応力の解析方法
CN102162755A (zh) * 2010-12-17 2011-08-24 罗键 一种基于反问题的残余应力检测方法
CN103278443A (zh) * 2013-04-26 2013-09-04 内蒙古包钢钢联股份有限公司 贴片法测试无缝管残余应力的方法
CN103411711A (zh) * 2013-07-11 2013-11-27 南京航空航天大学 一种管状零件内壁加工应力的测量装置及其测量方法
CN103364336A (zh) * 2013-07-15 2013-10-23 江苏科技大学 一种测试环焊缝内部双向残余应力全貌的方法
CN104551226A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种测试无缝管轴向残余应力的切割方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107367339A (zh) * 2017-07-07 2017-11-21 深圳市公路交通工程试验检测中心 一种绝对应变检测方法及专用条状式样
CN110398306A (zh) * 2019-07-08 2019-11-01 华电电力科学研究院有限公司 一种火力发电厂管道应力解耦分析系统与分析方法
CN110398306B (zh) * 2019-07-08 2024-05-07 华电电力科学研究院有限公司 一种火力发电厂管道应力解耦分析系统与分析方法
CN113390548A (zh) * 2020-03-11 2021-09-14 中石化石油工程技术服务有限公司 一种热挤压成型三通残余应力的测量方法
CN114413742A (zh) * 2022-01-12 2022-04-29 国家石油天然气管网集团有限公司 埋地大直径油气管线环境荷载的测量系统和方法
CN114570787A (zh) * 2022-03-02 2022-06-03 西安热工研究院有限公司 一种原位应力检测恢复矫正系统
CN114570787B (zh) * 2022-03-02 2023-09-05 西安热工研究院有限公司 一种原位应力检测恢复矫正系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106017757A (zh) 一种小内径管道内壁残余应力的测量方法
EP3249347B1 (en) Magnetoresistive angle sensor and corresponding strong magnetic field error correction and calibration methods
Landry et al. Tidal deformation of a slowly rotating material body: External metric
CN103278443A (zh) 贴片法测试无缝管残余应力的方法
CN103148971B (zh) 一种测试超高压管式反应器热套端部结构局部应力场的方法
CN102353487A (zh) 多维力传感器的贴片及组桥方法
CN106568379B (zh) 一种基于空间定位的测量飞机部件对接面外形的方法
CN115560743A (zh) 光纤陀螺的误差分析及消除方法及装置
CN103983221A (zh) 一种可变臂的关节式坐标测量机
JP5602655B2 (ja) 亀裂サイズ推定方法
CN206311247U (zh) 一种基于分布式光纤感测的力和位移测量的传感器装置
CN105548259B (zh) 一种卫星结构热稳定性试验方法
US20210190272A1 (en) Piping diagnostic device, piping diagnostic method, discriminant-problem optimizing device, discriminant-problem optimizing method, criteria distribution generating device, criteria distribution generating method, and storage medium
CN106232303A (zh) 基于缆线的距离检测器以及基于其来生成机器人校准数据的系统
CN104732071B (zh) 一种动量轮与航天器结构的耦合动响应获取方法
CN109061723A (zh) 一种隧洞岩爆孕育过程的微震源高精度定位方法及系统
US8943905B2 (en) Torsion measurement device
CN108072310A (zh) 一种电缆弯曲半径测量器及检测方法
CN106645794B (zh) 一种超声速飞行器表面压力测量故障的软冗余方法
Weihnacht et al. Monitoring of hot pipes at the power plant Neurath using guided waves
CN208606915U (zh) 一种钢管构件双轴残余应力的测量装置
CN108732075B (zh) 岩体渗透性原位测试方法
CN108827560B (zh) 一种双壁管内壁破损位置的检测方法
EP3598145A1 (en) Pitot static systems with angle of sideslip determination and compensation
CN104457518B (zh) 一种对称零件轮廓度及对称度测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161012