FI61248C - PAO ROENTGENDIFRAKTION SIG GRUNDADE KAMERAFOERFARANDE FOER MAETNING AV SPAENNINGSTILLSTAONDET I METALLER I SYNNERHET AUSTENITISKA STAOL SAMT KAMERAANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET - Google Patents

PAO ROENTGENDIFRAKTION SIG GRUNDADE KAMERAFOERFARANDE FOER MAETNING AV SPAENNINGSTILLSTAONDET I METALLER I SYNNERHET AUSTENITISKA STAOL SAMT KAMERAANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET Download PDF

Info

Publication number
FI61248C
FI61248C FI801823A FI801823A FI61248C FI 61248 C FI61248 C FI 61248C FI 801823 A FI801823 A FI 801823A FI 801823 A FI801823 A FI 801823A FI 61248 C FI61248 C FI 61248C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
film
cassette
axis
camera
inclination
Prior art date
Application number
FI801823A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI801823A (en
FI61248B (en
Inventor
Matti Korhonen
Veikko Lindroos
Original Assignee
Mexpert Oy
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 Mexpert Oy filed Critical Mexpert Oy
Priority to FI801823A priority Critical patent/FI61248C/en
Publication of FI801823A publication Critical patent/FI801823A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI61248B publication Critical patent/FI61248B/en
Publication of FI61248C publication Critical patent/FI61248C/en

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

[5iFn M (11) ULUTUSJULKAISU[5iFn M (11) RELEASE PUBLICATION

jUA {υ UTLÄGGN I NGSSKRIFT O I λ 4 OjUA {υ UTLÄGGN I NGSSKRIFT O I λ 4 O

C Patentti myönnetty 10 05 1932 •SäS (-»s) Patent tneddelat ^ T ^ (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 G 01 N 23/205 SUOMI —FINLAND (21) P«*nttlh»k«mui —P»t*nt*n»öknlng 801823 (22) H»k*ml«pUvi — An*eknlng»d*g 06.06.80 ^ ^ (23) AlkupUvi — Glltlgh«t*dig 06.06.80 (41) Tullut Julkliuk·! — Bllvlt offuntilg 07.12.8lC Patent granted 10 05 1932 • SäS (- »s) Patent tneddelat ^ T ^ (51) Kv.lk.3 / lnt.CI.3 G 01 N 23/205 FINLAND —FINLAND (21) P« * nttlh »k «Mui —P» t * nt * n »eknlng 801823 (22) H» k * ml «pUvi - An * eknlng» d * g 06.06.80 ^ ^ (23) AlkupUvi - Glltlgh «t * dig 06.06.80 ( 41) Tullut Julkliuk ·! - Bllvlt offuntilg 07.12.8l

Patentti- ia rekliterlhallltu· .... . . . .....Patent and advertising agency · ..... . . .....

_ ' (44) NlhUvikalpanon {· kuuL|ulkalaun pvm. —_ '(44) NlhUvikalpano {· moonL | -

Patent- och reglsterityrelaen ' An*ttk»n «tltgd eeh utl.»krift*n publicand 26.02.Ö2 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird priori» »t (71) Insinööritoimisto Mexpert Oy, Länsituulentie 10, 02100 Espoo 10,Patent- och reglsterityrelaen 'An * ttk »n« tltgd eeh utl. »Krift * n publicand 26.02.Ö2 (32) (33) (31) Requested privilege — Begird priori» t (71) Insinööritoimisto Mexpert Oy, Länsituulentie 10, 02100 Espoo 10,

Suomi-Finland(FI) (72) Matti Korhonen, Espoo, Veikko Lindroos, Espoo, Suomi-Finland(Fl) (7M Forssan & Salomaa Oy (5*0 Röntgendifraktioon perustuva kamerajärjestelmä metallien, etenkin austeniittisten terästen, jännitystilan mittaamiseksi sekä menetelmää soveltava kameralaite - Pä röntgendifraktion sig grundade kame-raförfarande för mätning av spanningstillständet i metaller, i syn-nerhet austenitiska st&l samt kameraanordning för tillämpning av förfarandetSuomi-Finland (FI) (72) Matti Korhonen, Espoo, Veikko Lindroos, Espoo, Suomi-Finland (Fl) (7M Forssan & Salomaa Oy (5 * 0 X-ray diffraction camera system for measuring the stress state of metals, especially austenitic steels, and camera device applying the method - A X-ray diffraction pattern based on the refractive index of the spanning screen in the metal, and the synergistic austenitic st & l samt camaanordning för tillämpning av förfarandet

Keksinnön kohteena on röngtendifraktioon perustuva kameramenetelinä austeniittisten terästen tai vastaavien jännitystilan mittaamiseksi, jossa menetelmässä röugtenfilmikasettia kallistetaan tutkittavan näytteen pinnalla kulkevan sellaisen akselin kautta, joka on olennaisesti kohtisuorassa havaittavien jännitysten suuntaan nähden ja jossa menetelmässä röngtenfilmille havaitaan kahdella tai useammalla kallistuskulmalla ns. Debye-renkaiden horisontaalihalkaisijat tai vastaavat.The invention relates to a camera method for measuring the stress state of austenitic steels or the like based on X-ray diffraction, in which method the Röugten film cassette is tilted through an axis running on the surface of the sample to be examined which is substantially perpendicular to the direction of detectable stresses. Horizontal diameters of debye tires or equivalent.

Lisäksi keksinnön kohteena on keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen tarkoitettu kameralaite, joka käsittää röngtenputken, sen yhteyteen kiinnitetyn ka-merajalustan ja filmikasetin, jonka sisään röngtenfilmi sijoitetaan.The invention further relates to a camera device for carrying out the method according to the invention, comprising a reticle tube, a camera tripod attached thereto and a film cassette in which the reticle film is placed.

Koneiden ja konstruktioiden oikean suunnittelun ja mitoituksen perustaksi tarvitaan tietoja niissä todella vaikuttavista jännitystiloista sekä valmistuksen että sitä seuraavan käytön aikana. Jännityksen mittausmenetelmän tulee näin ollen olla ainetta rikkomaton.The basis for the correct design and dimensioning of machines and structures is the need for information on the stress states that really affect them, both during manufacture and subsequent use. The stress measurement method must therefore be non-destructive.

2 612482 61248

Jos metallikonstruktio on väärin mitoitettu - tai jos sitä käytetään olosuhteissa, joihin sitä ei ole suunniteltu - on usein seurauksena metallin murtuminen kohdasta, jossa jännitystila pääsee kasvamaan liian korkeaksi. Usein tällainen paikallinen murtuma johtaa aikaa myöten koko rakenteen vaurioitumiseen tai jopa tuhoutumiseen kuten paineastioiden räjähdystapauksissa on laita. Jos vaurio on kuitenkin tapahtunut, on vastaisen varalta sen syyt selvitettävä, mihin tarvitaan jälleen jännitysanalyysia: on selvitettävä, missä kohden ja mistä syystä jännitystila on muodostunut suuremmaksi kuin mitoitusvaiheessa arvioitiin.If a metal structure is improperly dimensioned — or if it is used in conditions for which it was not designed — it often results in the metal breaking at a point where the stress state can become too high. Often, such a local fracture will, over time, lead to damage or even destruction of the entire structure, as is the case with pressure vessel explosions. However, if damage has occurred, the reasons for the future must be determined, for which stress analysis is again required: it must be determined where and why the stress state has become greater than estimated at the design stage.

Viime aikoina on entisestään lisääntynyt tarve saada suunnittelun tueksi tietoja metallikonstruktioiden jännityksistä, koska konstruktiot pyritään rakentamaan mahdollisimman keveiksi ja ohutseinämäisiksi usein jo taloudellisista mutta myöskin teknillisistä syistä. Näin mitoituksessa käytettävä "pelivara" jää yhä pienemmäksi, mikä vaatii tarkempaa tietoa rakenteissa todella vaikuttavista jännityksistä. Tätä tarvetta korostaa vielä se, että valmistusteknologiat esimerkiksi kylmämuo-vaus ja hitsaus, synnyttävät huomattavia jännityksiä rakenteisiin jo valmistukeen aikana. Konstruktioissa on siten usein jäännösjännityksiä, joiden vaikutuksesta ne saattavat murtua jo ennenkuin ne ovat ehtineet käyttöön; käytössä ne voivat murtua huomattavasti pienemmillä kuormituksilla kuin mitä ne on suunniteltu kestämään.Recently, there has been a further increase in the need to obtain information on the stresses of metal structures to support the design, as the aim is to make the structures as light and thin-walled as possible, often for economic but also technical reasons. In this way, the "margin" used in the dimensioning becomes smaller and smaller, which requires more detailed information about the stresses that actually affect the structures. This need is further emphasized by the fact that manufacturing technologies, such as cold forming and welding, create considerable stresses in structures already during manufacturing. Thus, structures often have residual stresses that can cause them to break even before they have been used; in use, they can rupture at significantly lower loads than they are designed to withstand.

On kaksi periaatteellista tapaa määrittää pysyvät eli sisäiset jännitykset, nimittäin 1) ainetta rikkovat menetelmät, jotka perustuvat jännityksen laukaisemiseen leikkaamalla koekappale, jolloin elastinen muodonmuutos mitataan esim. venymäliuskoilla, ja 2) ainetta rikkomattomat menetelmät, jotka niinikään perustuvat elastisen muodonmuutoksen mittaamiseen, mutta eivät vaadi koekappaleen leikkaamista.There are two basic ways to determine permanent or internal stresses, namely 1) non-destructive methods based on stress release by cutting the specimen, where the elastic deformation is measured e.g. with strain gauge strips, and 2) non-destructive methods which are also based on cutting.

Röntgendifraktio paljastaa metallin atomitasojen välisen etäisyyden vaihtelut difraktiokulman muutoksina ja tarjoaa siten mahdollisuuden mitata metallin jännitystila ainetta rikkomattomasti. Röntgendifraktiomenetelmä on itseasiassa ainoa riittävän tarkka rikkomaton jännitysmittausmenetelmä, jolla on teknillistä merkitystä.X-ray diffraction reveals variations in the distance between the atomic levels of the metal as changes in the diffraction angle and thus offers the possibility to measure the stress state of the metal without breaking the substance. The X-ray diffraction method is, in fact, the only sufficiently accurate non-destructive stress measurement method of technical significance.

Jännitysmittaukseen käytetään joko kamera- tai difraktiometrimenetelmää. Kamera-menetelmä on sopivampi jännitysmittaukseen, kun on mitattava paikallisia jännityksiä, kun on selvitettävä jännitysjakautumien kulku tai kun tutkittavan kappaleen pinta ei ole tasomainen.For stress measurement, either the camera or diffraction method is used. The camera method is more suitable for stress measurement when it is necessary to measure local stresses, when it is necessary to find out the course of stress distributions or when the surface of the object to be examined is not planar.

3 612483 61248

Kun jokin em. kohdista tavallisesti koskee käytännössä esiintyviä jännitystutkimuksia ja koska lisäksi kameralaitteisto on kevyt ja kompakti sekä helposti siirrettävissä ja asennettavissa, kameramenetelmä on sovelias käytännön, usein "paikan päällä" tapahtuviin, jännitystutkimuksiin, mikäli sillä voidaan saavuttaa riittävä tarkkuus.When one of the above points usually applies to stress tests in practice, and because the camera equipment is also light and compact and easy to move and install, the camera method is suitable for practical stress tests, often "on-site", if it can achieve sufficient accuracy.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen ns. parannettua kamera-menetelmää, jota myöhemmin selostetaan tarkemmin. Keksinnön erityisenä tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä ja kameralaite, jolla on mahdollista mitata austeniittisten terästen jännitystiloja tarkkuudella, joka on olennaisesti yhtä hyvä kuin mihin päästään ferriittisten terästen jännitystiloja tutkittaessa ennestään tunnetuilla kameramenetelmillä, joita soveltaen austeniittisten terästen jännitystilojen määrittäminen käytännössä riittävällä tarkkuudella on aiemmin ollut mahdotonta.The object of the present invention is to further develop the so-called an improved camera method, which will be described in more detail later. A particular object of the invention is to provide a method and a camera device with which it is possible to measure the stress states of austenitic steels with an accuracy substantially as good as that obtained by studying the stress states of ferritic steels by previously known camera methods.

Edellä ilmenneisiin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että Debye-renkaiden mainittujen halkaisijoiden rekisteröiminen eri kallistuskulmilla suoritetaan sellaisella filmikasetilla ja sen sisään tuetulla filmillä, joka kasetti on mainittuun kallistusakseliin nähden kohtisuorassa suunnassa katsottuna siten kaaren muotoinen, että kasetin ja filmin päiden alueet ovat austeniittisten terästen jännitystilan mittauksen kannalta riittävän lähellä kallistusakselia ja että menetelmässä käytetään sellaista mainitun kallistusakselin suunnassa pitkänomaista ja riittävän kapeaa kaaren muotoista filmikasettia, että menetelmän toteutuksen kannalta riittävän suuri kasetin kallistuskulma on mahdollinen.In order to achieve the above and later objects, the method according to the invention is mainly characterized in that the registration of said diameters of Debye rings at different tilt angles is performed by a film cassette and a supported film cassette perpendicular to said tilt axis the areas of the ends are sufficiently close to the tilt axis for measuring the stress state of austenitic steels and that the method uses an arcuate film cassette elongate and narrow enough in the direction of said tilt axis so that a sufficiently large tilt angle of the cassette is possible for carrying out the method.

Keksinnön mukaiselle kameralaitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että röngtenputki muine laitteineen on järjestetty kierrettäväksi kyseisen kallistusakselin ympäri, joka akseli kulkee tutkittavan näytteen tutkittavan kohdan kautta ja että kameran kasetti on kaareva, sopivimmin ympyrän kaaren muotoinen, akseliin nähden kohtisuorasta suunnasta nähtynä.The camera device according to the invention, on the other hand, is mainly characterized in that the tube and other devices are arranged to rotate about said tilt axis passing through the point to be examined and that the camera cassette is curved, preferably circular, seen perpendicular to the axis.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kaaviokuviin, sekä kameralaite-esimerkkeihin.In the following, the invention will be described in detail with reference to the diagrams of the accompanying drawing, as well as examples of camera devices.

Kuvio IA esittää kaaviollisesti tietyn aineen atomitasojen keskinäistä etäisyyttä jännityksettömässä tilassa ja kuvio IB esittää vastaavaa etäisyyttä jännityksen σ alaisessa tilassa, xxFigure 1A schematically shows the distance between the atomic levels of a given substance in the unstressed state and Figure 1B shows the corresponding distance in the state under stress σ, xx

Kuvio 2 havainnollistaa röngtensäteiden tutkittavasta kohteesta heijastumisen periaatetta.Figure 2 illustrates the principle of reflection of X-rays from the object under study.

4 612484,61248

Kuvio 3 havainnollistaa röntgenmenetelmässä käytettyjä eri parametreja.Figure 3 illustrates the various parameters used in the X-ray method.

Kuvio 4 esittää ns. Debye-renkaan rekisteröintiä filmille.Figure 4 shows the so-called Debye ring registration for the film.

Kuvio 5 esittää keksinnössä sovellettavaa sylinterin osan muotoista filmikasettia.Figure 5 shows a cylindrical film cassette used in the invention.

Kuvio 6 esittää yleiskuvaa keksinnön mukaisesta kameralaitteistosta sivulta nähtynä.Figure 6 shows an overview of a camera apparatus according to the invention seen from the side.

Kuvio 7 esittää yksityiskohtaisempaa kuvaa kameralaitteesta ja sen filmikasetista sivulta nähtynä.Figure 7 shows a more detailed view of the camera device and its film cassette seen from the side.

Kuvio 8 esittää samaa kuin kuvio 7 näytteen puolelta nähtynä.Figure 8 shows the same as Figure 7 seen from the sample side.

Kuvio 9 esittää keksinnön mukaisessa kameralaitteistossa käytettyä erityistä keksittyä filmikasettia koottuna aksonometrisenä kuvantona.Figure 9 shows an assembled axonometric view of a particular invented film cassette used in a camera apparatus according to the invention.

Kuvio 10 esittää kuvion 9 mukaisen filmikasetin eri osia eriksensä.Fig. 10 shows the different parts of the film cassette according to Fig. 9 separately.

Röntgenmenetelmässä käytetään atomitasojen välistä etäisyyttä d mittapituutena (kuvio 1). Aaltopituuden λ omaavat röntgensäteet heijastuvat atomitasoista osuessaan tasoihin kulmassa Θ, joka saadaan Braggin laista (1) 2 d sin θ = λ kuten kuvio 2 esittää.In the X-ray method, the distance d between atomic planes is used as the measuring length (Fig. 1). X-rays having a wavelength λ are reflected from atomic planes when they hit planes at an angle Θ obtained from Bragg's law (1) 2 d sin θ = λ as shown in Fig. 2.

Tarkastelkaamme nyt kuvion 1 esittämää tapausta, jossa atomitasoja vastaan kohtisuora normaalijännitys suurentaa atomitasojen välin arvosta d^ arvoon do.Let us now consider the case shown in Fig. 1, where a normal stress perpendicular to the atomic planes increases the interval between the atomic planes from d ^ to do.

Braggin lain avulla voidaan molemmat etäisyydet dQ ja d^ laskea käyttämällä ao. Braggin kulmaa Θ, joka mitataan röntgensädedifraktion avulla, ja täten saadaan normaali muodonmuutos lasketuksi kaavasta d - d (2) e = -2_£ xx d oUsing Bragg's law, both distances dQ and d ^ can be calculated using the Bragg angle Θ, which is measured by X-ray diffraction, and thus the normal deformation can be calculated from the formula d - d (2) e = -2_ £ xx d o

Vastaava jännitys o , joka aiheuttaa muodonmuutoksen e , on nyt määritettävissäThe corresponding stress o causing the deformation e can now be determined

XX XXXX XX

Hooken lain (3) o * E e ,Hooke law (3) o * E e,

XX XXXX XX

avulla, missä E on kimmomoduli.where E is the modulus of elasticity.

5 612485,61248

Yleisemmin röntgenmenetelmä tuottaa normaalijännityskomponentin vali tussa suunnassa x, kun vähintään kaksi xz-tasossa olevaa muodonmuutosta e(*f ) mitataan (kuvio 3). Yleisestä Hooken laista saadaan E e( *2) - e( Ψχ) ^ °xx 1 + v .2 . 2 ψ sm ^^-sin Ψ missä v on Poissonin suhdeluku.More generally, the X-ray method produces a normal stress component in the selected direction x when at least two deformations e (* f) in the xz plane are measured (Figure 3). The general Hooke's law gives E e (* 2) - e (Ψχ) ^ ° xx 1 + v .2. 2 ψ sm ^^ - sin Ψ where v is the Poisson's ratio.

Yleisen kimmo-opin mukaisesti on koko jännitystila määritelty, kun tunnetaan kolme erisuuntaista j ännityskomponenttia.According to the general Kimmo doctrine, the whole stress state is defined when three stress components in different directions are known.

Ennestään tunnetuissa tavallisissa kameramenetelmissä mitataan vertikaalisiaVerticals are measured in previously known standard camera methods

Debye-säteitä S , kuvio 4. Kahdella eri kallistuskulmalla mitatuista säteistä vert jännitys ratkaistaan seuraavasti E cos22e S( ψ )-S( Ψ ) (5) σ(φ ) = -----γ- 1+v 2Dtg6 sin ^Debye rays S, Fig. 4. From the rays measured at two different inclination angles, the vert stress is solved as follows E cos22e S (ψ) -S (Ψ) (5) σ (φ) = ----- γ- 1 + v 2Dtg6 sin ^

Yhtälöstä nähdään, että mitatun jännityksen tarkkuus on sitä parempi, mitä - suurempi on kulma 2Θ - suurempi on kallistuskulmien ^^ ja Ψ^ ero.It can be seen from the equation that the accuracy of the measured stress is better the - the larger the angle 2Θ - the greater the difference between the tilt angles ^^ and Ψ ^.

Kaupallisesti saatavilla olevista teräksen tutkimiseen soveltuvista röntgenput-kista kromiputki antaa austeniittisten terästen heijastukset korkeimmalle 2Θ-alueelle: (i) Cr-K a -säteily: ^®220 s ^-^8° (vahva heijastus) (ii) Cr-K 8 -säteily: ^®3io ö 150° (heikko heijastus) Nämä ovat liian pieniä kulmia, jotta tarkkuus muodostuisi hyväksi. Lisäksi näiden heijastusten rekisteröinti vaatii, että kasetti viedään niin lähelle näytettä (tai sitten kasetin kokoa on vastaavasti suurennettava), että sitä ei voida enää kallistaa riittävän paljon, jotta saavutettaisiin hyvään tarkkuuteen tarvittava kulmaero Asiaa pahentaa vielä se, että ennestään tunnetuissa kamera- menetelmissä eri kallistuksilla rekisteröidyt viivat tulevat erimuotoisiksi johtuen erilaisista fokusointi- ja absorptio-olosuhteista, mikä edelleen laskee saa- 6 61248 vutettavaa tarkkuutta. Täten austeniittisten terästen jännitystilan määrittäminen tavallisilla kameramenetelmillä käytännössä riittävällä tarkkuudella on osoittautunut mahdottomaksi.Of the commercially available X-ray tubes suitable for steel examination, the chromium tube gives the reflections of austenitic steels in the highest 2Θ range: (i) Cr-K a radiation: ^ ®220 s ^ - ^ 8 ° (strong reflection) (ii) Cr-K 8 - radiation: ^ ®3io ö 150 ° (low reflection) These are too small angles for good accuracy. In addition, the registration of these reflections requires that the cassette be brought so close to the sample (or the cassette size must be increased accordingly) that it can no longer be tilted sufficiently to achieve the angular difference required for good accuracy. the registered lines become different due to different focusing and absorption conditions, which further reduces the 6 61248 accuracy achievable. Thus, the determination of the stress state of austenitic steels by conventional camera methods with practically sufficient accuracy has proved impossible.

Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisemmin keksinnön perustana olevaa parannettua kameramenetelmää, jota esillä olevassa keksinnössä on tarkoitus aiemmin ilmoitettujen päämäärien saavuttamiseksi kehittää edelleen.The following describes in more detail the improved camera method on which the invention is based, which the present invention is intended to further develop in order to achieve the previously stated objects.

Intensiteettejä kameralla rekisteröitäessä mitataan kuvautuneiden Debye-renkaiden akselinsuuntaiset halkaisijat2S esim. fotometroimalla filmi. Näistä halkaisijoista saadaan heijastumiskulman 180° - 2Θ = 2Θ tangentti kaavasta (6) tg 2Θ = , missä D on koekappaleen ja filmin väli. Muodonmuutokset saadaan siten kaavasta (7) e(O = |2|!2| (tg 2Θ ψ -tg20o), minkä sijoittamisella yhtälöön (4) saadaan kameratekniikan työskentely-yhtälö (8) σ xx = ^2 (S ψ 2 " S ψ i) , missä jännityskerroin on (g) v = E cos228 -2-1-T- 2 2D(l+v)tg8 s in ψ2-δ^ηWhen recording intensities with the camera, the axial diameters2S of the imaged Debye rings are measured, e.g., by photometry of the film. From these diameters, the tangent of the reflection angle 180 ° to 2Θ = 2Θ is obtained from formula (6) tg 2Θ =, where D is the distance between the test piece and the film. The deformations are thus obtained from the formula (7) e (O = | 2 |! 2 | (tg 2Θ ψ -tg20o), the placement of which in Equation (4) gives the working equation (8) σ xx = ^ 2 (S ψ 2 "S ψ i), where the stress coefficient is (g) v = E cos228 -2-1-T- 2 2D (l + v) tg8 s in ψ2-δ ^ η

Selostetun parannetun kameratekniikan saavuttama tarkkuus on hyvin vertauskelpoi-nen difraktometrimenetelmien kanssa johtuen siitä, että ihanteellista Schultz-tyyppiä oleva fokussointi vähentää fokussointi- ja absorptiovirheet minimiinsä ja että halkaisijoiden mittaaminen säteiden sijasta pienentää satunnaisvirheitä ja monia laitevirheitä; näitä samoja ominaisuuksia ei tavanomaisilla kameramenetelmillä ole.The accuracy achieved by the described improved camera technique is very comparable to diffractometer methods due to the fact that focusing of the ideal Schultz type reduces focusing and absorption errors to a minimum and that measuring diameters instead of radii reduces random errors and many equipment errors; these same features are not available with conventional camera methods.

7 612487 61248

Esillä olevan keksinnön lähtökohtana olevassa parannetussa kameramenetelmässä mitataan aksiaalihalkaisijoita 2S , kuvio 4. Kun lisäksi keksinnön mukaisesti hei-jastusten säteet rekisteröidään mitattavan halkaisijan A-A suuntaisella sylinte-rimäisellä tai vastaavalla kasetilla (kuvio 5), voidaan austeniittisten terästen heijastukset,esim. (220) ja(310)„ vo »rekisteröidä käyttäen tarpeeksi eri- suuria kallistuskulmia ja niin, että voidaan saavuttaa riittävä jännitys-määrityksen tarkkuus.In the improved camera method based on the present invention, axial diameters 2S are measured, Fig. 4. In addition, according to the invention, the radii of reflections are recorded by a cylindrical or similar cassette parallel to the measured diameter A-A (Fig. 5). (220) and (310) can be registered using sufficiently different heeling angles and so that sufficient stress determination accuracy can be achieved.

Koska kuitenkin 20-kulma on hieman liian pieni, on Debye-halkaisijat mitattava vastaavasti tarkemmin, jotta saavutettaisiin tarkkuus, joka on luonteenomainen ennestään tunnetuille tavallisille kameramenetelmille ferriittisten terästen jännitystilaa määritettäessä. Tämä onkin keksinnön perustana olevassa parannetussa kameramenetelmässä mahdollista, koska siinä eri kallistuksilla otetut kuvat saadaan fokusoiduiksi, absorptiotekijä ei riipu kallistuksesta, useat laitetekni-set tekijät eivät aiheuta virhettä mitattaessa halkaisijoita ja halkaisijaraitta-uksen avulla saadun 20-kulman satunnaisvirheet ovat pienemmät kuin vertikaali-säteitä mitattaessa.However, since the 20-angle is slightly too small, the Debye diameters must be measured correspondingly more accurately in order to achieve the accuracy characteristic of conventional camera methods known in the art for determining the stress state of ferritic steels. This is possible in the improved camera method on which the invention is based, because images taken at different inclinations are focused, the absorption factor does not depend on the inclination, several technical factors do not cause an error when measuring diameters, and 20-angle random errors are smaller than vertical-radial. .

Täten keksinnön mukaisella parannetulla kameraroenetelmällä, jossa käytetään erityistä austeniittisten terästen tutkimiseen soveltuvaa filmikasettia, on mahdollista mitata austeniittisten terästen jännitystiloja tarkkuudella, joka on tyypillinen tutkittaessa ferriittisten terästen jännitystiloja tavallisilla tunnetuilla kameramenetelmillä, joilla austeniittisten terästen jännitystilojen määrittäminen käytännössä riittävällä tarkkuudella on aiemmin ollut mahdotonta.Thus, with the improved camera method of the invention using a special film cassette suitable for examining austenitic steels, it is possible to measure the stress states of austenitic steels with the accuracy typical of examining ferritic steel stress conditions.

Seuraavassa selostetaan etenkin kuvioihin 6,7,8,9 ja 10 viitaten keksinnön mukaista menetelmää toteuttavan kameralaitteen ja siinä käytetyn erikoisen filmikasetin rakenne ja toiminta menetelmän suorituksessa.In the following, the structure and operation of the camera device implementing the method according to the invention and the special film cassette used therein in the execution of the method will be described in particular with reference to Figs.

Kuvioissa 6,7 ja 8 esitetty laite käsittää röntgenputken 10, joka on sovitettu käännettäväksi kuvioissa vaakasuuntaisen kiertoakselin A-A ympäri. Akseli A-A vastaa kuviossa 4 Ψ -akselia, joka on kohtisuorassa mitattavan jännityksen a vaikutussuuntaan nähden. Kuvion 6 mukaisesti akseli A-A kulkee käsillä olevan näytteen 15 tutkittavan kohdan P kautta tai sen läheisyydessä. Laitteen kääntämiseksi akselin A-A ympäri laitteen jalustaan kuuluu pyöreäpoikkipintainen kierto-akseli 11, jonka ympärillä on kiristettävä ja lukittava rengas 16, joka on kiinnitetty röntgenputken 10 runkorakenteisiin.The device shown in Figures 6, 7 and 8 comprises an X-ray tube 10 adapted to be rotated about a horizontal axis of rotation A-A in the figures. The axis A-A in Fig. 4 corresponds to the Ψ axis, which is perpendicular to the direction of action of the stress a to be measured. According to Figure 6, the axis A-A passes through or in the vicinity of the test point P of the present sample 15. To pivot the device about the axis A-A, the base of the device comprises a circular cross-sectional axis of rotation 11, around which a ring 16 is fastened and locked, which is fixed to the frame structures of the X-ray tube 10.

Itse kameralaite käsittää jalustan 12, johon on kiinnitetty röntgenfilmikasetti 13, joka on toteutukseltaan uusi ja erikoinen. Röntgensäteiden kollimaattori 14 8 61248 kohdistuu kasetin 13 keskeltä näytteen 15 tutkittavaa aluetta P kohti. Lisäksi kuvion 6 mukaisesti laitteeseen kuuluu sinänsä tunnettu kameran oskillointilaite 17, jonka yksityiskohtaisempi rakenne selviää kuviosta 7. Kameran oskillointilaite 17 käsittää synkronimoottorin 18, jonka käyttämälle akselille on kiinnitetty epä-kesko 19, joka liikuttaa vipua 20 edestakaisin. Kun kameraa oskilloidaan valotuk-sen aikana, saadaan filmille tasaisempi ja tarkempi mustuma. Kameralaitteeseen kuuluu myös sinänsä tunnetut jäähdytyslaitteet 21. Keksinnön puitteissa kamera-laitteen tuenta akselin A-A ympäri käännettäväksi voidaan toteuttaa monella muullakin tavalla kuin kuviossa 6 esitetyllä akselilla 11 ja renkaalla 16. Kamera-laite voidaan tukea esim. ylhäältäpäin, jolloin kiertoakselin A-A ympäri kääntyminen järjestetään mahdolliseksi käyttämällä ympyrän kaaren, jonka keskipiste on akselilla A-A, muotoisella tukiuralla varustettua osaa, jota käyttäen röntgenputki 10 muine laitteineen on lukittavissa eri asentoihin.The camera device itself comprises a tripod 12 to which an X-ray film cassette 13 is attached, which is new and special in design. The X-ray collimator 14 8 61248 is directed from the center of the cassette 13 towards the test area P of the sample 15. In addition, according to Fig. 6, the device comprises a camera oscillating device 17 known per se, the more detailed structure of which can be seen in Fig. 7. The camera oscillating device 17 comprises a synchronous motor 18 with a non-Kesko 19 mounted on its shaft. Oscillating the camera during exposure results in a smoother and more accurate blackening of the film. The camera device also includes cooling devices 21 known per se. Within the scope of the invention, the support of the camera device for pivoting about the axis AA can be realized in many other ways than the shaft 11 and the ring 16 shown in Fig. 6. The camera device can be supported e.g. from above. a portion having a support groove in the shape of an arc of a circle centered on the axis AA, by means of which the X-ray tube 10 with its other devices can be locked in different positions.

Kuviossa 7 keksinnön mukainen filmikasetti 13 on kallitusakseliin A-A nähden kohtisuorassa suunnassa katsottuna ympyrän kaaren muotoinen kulman a ollessa n. 140° ja säteen R n. 70 mm. Kasetin leveys kuvion 7 tasoon nähden kohtisuorassa suunnassa on n. 40 mm.In Fig. 7, the film cassette 13 according to the invention, viewed in a direction perpendicular to the tilt axis A-A, is arcuate in the shape of a circle with an angle α of about 140 ° and a radius R of about 70 mm. The width of the cassette in a direction perpendicular to the plane of Fig. 7 is about 40 mm.

Kuvioista 1 ja 10 selviää keksinnön mukaisen filmikasetin rakenne. Filmikasetti 13 käsittää peitelevyn 22, filmin pitimen 23 ja runko-osan 24. Nämä osat kiinnitetään toisiinsa kiinnitysruuvilla 25. Kuvioon 9 on filmiä merkitty viitenumerolla 26 ja filmin suojusta viitenumerolla 27. Peitelevy 22 on kasetin muotoinen kaareva kappale, jossa on kiinnitysulokkeet 28, joiden avulla peitelevy on valinnaisesti kiinnitettävissä kasetin jommalle kummalle reunalle siten, että vain tietty puolisko filmistä kerralla "valottuu". Kiinnitysruuvissa 25 on kierre, joka kiinnittyy runko-osassa olevan reiän 30 kierteeseen. Ruuvi 25 menee filmin pitimessä 23 olevan reiän 31 läpi. Filmin pitimen poikkileikkaukseltaan L-muotoi-set reunaosat 32 puristavat filmin 26 suojuksineen 27 tarkoin määrättyyn asemaan ja muotoon runko-osan 24 sylinterimäistä sisäpintaa vasten.Figures 1 and 10 show the structure of a film cassette according to the invention. The film cassette 13 comprises a cover plate 22, a film holder 23 and a body portion 24. These parts are fixed to each other by a fixing screw 25. In Fig. 9, the film is indicated by reference numeral 26 and the film cover by reference numeral 27. The cover plate 22 is a cassette-shaped curved body with fixing projections 28 the cover plate is optionally attachable to either side of the cassette so that only a certain half of the film is "exposed" at a time. The fixing screw 25 has a thread which engages the thread of the hole 30 in the body part. The screw 25 passes through a hole 31 in the film holder 23. The L-shaped edge portions 32 of the film holder press the film 26 with its covers 27 into a well-defined position and shape against the cylindrical inner surface of the body portion 24.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella.The following are claims within the scope of which the various details of the invention may vary within the scope of the inventive idea.

Claims (9)

1. Pa röntgendiffraktion sig grundande kameraförfarande för mätning av spänningstillständet i austenitiska stal eller liknande, vid vilket för- farande en röntgenfilmkassett (13) lutas kring en sadan pi ytan av det prov (15) som skall undersökas glende axel (A-A) som stär väsentligen vinkelrätt i förhallande tili riktningen av de spänningar (σ ) som skall registreras och vid vilket förfarande horisontaldiametrar (2S ) eller liknande av s.k. ax Debye-ringar registreras pi röntgenfilmen (26) vid tvS eller flera lutnings- vinklar (Ψ), kännetecknat därav, att registreringen av Debye- ringarnas nämnda diametrar (2S ) vid olika lutningsvinklar (Ψ) utförs med dX filmkassetten och den inne i denna uppstödda filmen, vilken kassett sedd 1 en i förhallande tili nämnda lutningsaxel (A-A) vinkelrät riktning (B-B) är bagformig pi sadant sätt, att kassettens och filmene ändomriden ligger tillräckligt närä lutningsaxeln (A-A) med tanke pi mätningen av spän-ningstillstandet i austenitiska stal och att vid förfarandet används en aidan i riktningen av nämnda lutningsaxel (A-A) lingsträckt och tillräckligt smal bagformig filmkassett att en med tanke pa genomförandet av förfarandet tillräckligt stor kassettlutningsvinkel (Ψ) är möjlig.1. On x-ray diffraction, basic camera method is used to measure the stress state of austenitic steel or the like, wherein an X-ray film cassette (13) is inclined around such a surface of the sample (15) to be examined the shaft axis (AA) which substantially disturbs perpendicular to the direction of the stresses (σ) to be recorded and in which method horizontal diameters (2S) or the like of so-called ax Debyeings are recorded in the X-ray film (26) at TVS or several inclination angles (Ψ), characterized in that the recording of the mentioned diameters (2S) at different inclination angles (Ψ) is carried out with the dX film cassette and the one inside it. the supported film, the cassette seen in a perpendicular to said inclination axis (AA) perpendicular (BB) is bag shaped in such a way that the end regions of the cassette and film are sufficiently close to the inclination axis (AA) given the measurement of the stress state in austenitic state and that the method utilizes a side in the direction of said inclination shaft (AA) elongated and sufficiently narrow bag-shaped film cassette that a sufficient cassette inclination angle (Ψ) is possible for the purpose of carrying out the process. 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att filmkassettens (13) och den av denna uppstödda filmens (26) krökning har anordnats sa att den är väsentligen cirkelbagformig (radien R).Method according to claim 1, characterized in that the curvature of the film cassette (13) and the curvature of the film (26) supported by it is arranged so that it is essentially circular (radius R). 3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att en genom filmkassettens (13) och den inne i denna belägna röntgenfilmene (26) krökningsmedelpunkt lagd axialrilctad axel (B-B) har anordnats att skära nämnda lutningsaxel (A-A) i ytomradet av provet som skall undersökas.Method according to Claim 1, characterized in that an axially aligned axis (BB) arranged through the film cassette (13) and the curvature point (BB) of the curvature of the film (26) is arranged to cut said inclination axis (AA) in the surface area of the sample to be examined. . 4. Kameraanordning för genomförande av förfarandet enligt patentkravet 1, 2 eller 3, vilken anordning innefattar ett röntgenrör (10), ett i samband med detta fäst kamerastativ (12) och en filmkassett (13) inne i vilken en röntgenfilm (26) placeras, kännetecknad därav, att röntgen-röret (10) med övriga anordningar är svängbart anordnat kring ifragavarande lutningsaxel (A-A), vilken axel (A-A) gir genom det ställe (P) som skall undersökas pa provet (15) som skall undersökas och att kamerans kassett (13) är krökt, lämpligen cirkelbigformig sedd i en i förhallande tili axeln (A-A) vinkelrät riktning (fig. 7).A camera device for carrying out the method according to claim 1, 2 or 3, comprising a X-ray tube (10), a camera frame (12) attached thereto (12) and a film cassette (13) within which an X-ray film (26) is placed, characterized in that the x-ray tube (10) with other devices is pivotally arranged about the inclined axis (AA), which axis (AA) passes through the place (P) to be examined on the sample (15) to be examined and that the camera cassette (13) is curved, preferably circularly bifurcated in a direction perpendicular to the axis (AA) perpendicular (Fig. 7).
FI801823A 1980-06-06 1980-06-06 PAO ROENTGENDIFRAKTION SIG GRUNDADE KAMERAFOERFARANDE FOER MAETNING AV SPAENNINGSTILLSTAONDET I METALLER I SYNNERHET AUSTENITISKA STAOL SAMT KAMERAANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET FI61248C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI801823A FI61248C (en) 1980-06-06 1980-06-06 PAO ROENTGENDIFRAKTION SIG GRUNDADE KAMERAFOERFARANDE FOER MAETNING AV SPAENNINGSTILLSTAONDET I METALLER I SYNNERHET AUSTENITISKA STAOL SAMT KAMERAANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI801823 1980-06-06
FI801823A FI61248C (en) 1980-06-06 1980-06-06 PAO ROENTGENDIFRAKTION SIG GRUNDADE KAMERAFOERFARANDE FOER MAETNING AV SPAENNINGSTILLSTAONDET I METALLER I SYNNERHET AUSTENITISKA STAOL SAMT KAMERAANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI801823A FI801823A (en) 1981-12-07
FI61248B FI61248B (en) 1982-02-26
FI61248C true FI61248C (en) 1982-06-10

Family

ID=8513546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI801823A FI61248C (en) 1980-06-06 1980-06-06 PAO ROENTGENDIFRAKTION SIG GRUNDADE KAMERAFOERFARANDE FOER MAETNING AV SPAENNINGSTILLSTAONDET I METALLER I SYNNERHET AUSTENITISKA STAOL SAMT KAMERAANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI61248C (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI67956C (en) * 1983-09-22 1985-06-10 Mexpert Oy ROO GENDER FACTORY WITHOUT FUNCTIONAL ORGANIZATION FOR MAINTENANCE OF SPA

Also Published As

Publication number Publication date
FI801823A (en) 1981-12-07
FI61248B (en) 1982-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2564186B1 (en) Method and apparatus for using an area x-ray detector as a point detector in an x-ray diffractometer
US7583788B2 (en) Measuring device for the shortwavelength x ray diffraction and a method thereof
JP3928656B2 (en) Energy dispersive X-ray diffraction / spectrometer
JPH11502025A (en) Apparatus for simultaneous X-ray diffraction and X-ray fluorescence measurement
EP1886125B1 (en) Two-dimensional small angle x-ray scattering camera
US20140307854A1 (en) X-ray diffraction method of mapping grain structures in a crystalline material sample, and an x-ray diffraction apparatus
CA1244151A (en) Method for evaluating residual fatigue life of mechanical parts
US9222900B2 (en) X-ray diffraction method of mapping grain structures in a crystalline material sample, and an X-ray diffraction apparatus
EP2775296B1 (en) An X-ray diffraction method of mapping grain structures in a crystalline material sample, and an X-ray diffraction apparatus
FI61248C (en) PAO ROENTGENDIFRAKTION SIG GRUNDADE KAMERAFOERFARANDE FOER MAETNING AV SPAENNINGSTILLSTAONDET I METALLER I SYNNERHET AUSTENITISKA STAOL SAMT KAMERAANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET
JP5403728B2 (en) Neutron diffractometer
JPH11258186A (en) Method and apparatus for measurement of stress by x-rays
FI67956B (en) ROO GENDER FACTORY WITHOUT FUNCTIONAL ORGANIZATION FOR MAINTENANCE OF SPA
CA1222075A (en) X-ray examination apparatus having a double focusing crystal
SU890991A3 (en) Device for measuring slope angle of part surface
JP3593412B2 (en) X-ray analyzer and attachment for X-ray fluorescence analysis
JP2022534626A (en) Theta-theta sample positioning stage adapted for sample mapping using a reflectometer, spectrophotometer or ellipsometer system
US2898470A (en) Apparatus for measuring the internal stresses in materials
SE453331B (en) Austenitic steel stress measurement
Hiratsuka et al. Development of measuring system for stress by means of image plate for laboratory X-ray experiment
JPS6118129B2 (en)
US6487270B1 (en) Apparatus for X-ray analysis with a simplified detector motion
EA000345B1 (en) Method for determining the deformation mode of large articles made of crystalline materials and portable x-ray diffractometer for realising thereof
FI75053C (en) ROENTGENDIFFRAKTIONSFOERFARANDE OCH -ANORDNING FOER MAETNING AV SPAENNINGAR.
JP2007017431A (en) Eccentricity amount measuring method

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: OUTOKUMPU OY