一种小内径管道内壁残余应力的测量方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
一种小内径管道内壁残余应力的测量方法
技术领域
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]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:
(I)、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 I;
(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￡2计算获得应变片切割过程释放的应变ε3;
(6)、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。
[0007]优选地，在(I)中:所述的应变片沿管道的轴向或周向进行粘贴。
[0008]优选地，在(3)中:对管道切割时，切割路线与应变片平行。
[0009]优选地，在(5)中:ε3=ε2-ε1ο
[0010]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。
[0011 ]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。
[0012]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。
[0013]优选地，通过ε3的有限元方法或理论计算来进行04的修正。
[0014]优选地，在(2)、( 4)中采用应变仪测量应变片的初始值、应变值。
[0015]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】
[0016]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ει;
(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ε2;
(5)、通过初始值ε?、应变值￡2计算获得应变片切割过程释放的应力ε3，其中:ε3=ε2-ε?;
(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04;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ε3，根据管道内径结合有限元方法来进行计算，与O4进行叠加获得管道内壁实际残余应力05，或者当管道管径较大时，可以直接采用:05=ε3*Ε，其中E是材料的弹性模量。
[0017]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=-37Χ10—6周向 ε3=ε2-ε1=-103Χ10—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:o4=137MPa 周向:o4=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*Ε，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:o5=163MPa 周向:o5=263MPa。
[0018]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。
【主权项】
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: (I)、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 I ； (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)、在管道切割后测量应变片粘贴处管道的残余应力04; (7 )、通过应变ε3对残余应力O4进行修正，获得管道内壁实际残余应力O5。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_ε1ο5.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。
【文档编号】G01L5/00GK106017757SQ201610410607
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】鲁立, 张斌, 梁振新, 王淦刚, 王宏印, 吴义党, 成鹏, 赵建仓
【申请人】苏州热工研究院有限公司, 中国广核集团有限公司, 中国广核电力股份有限公司, 中广核工程有限公司