Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов

 

Сущность изобретения: максимальную величину остаточных напряжений, действующих в направлении, совпадающем с направлением измеряемого магнитного .поля определяют по измеренной максимальной величине напряженности магнитного поля. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (1() (ss)s G 01 1 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР г (ГОСПАТЕНТ СССР)

ollvIcAHME изовретени (. Q чО

М ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4852590/10 (22) 19,07,90 (46) 07,12,92. Бюл, М 45 (75) Ан.Ал,Дубов и Ал,Ан Дубов (56) Авторское свидетельство СССР

М 176113, кл, G 01 1/12, 1965.

Вонсовский С.В. Магнетизм, M.: Наука, 1964, с, 174.

Авторское свидетельство СССР

N 1727004, кл. G 01 1 1/12. 1991, Изобретение относится к способам контроля напряженно — деформированного состояния ферромагнетиков по остаточной намагниченности металла и может быть использовано в различных отраслях: в энергетике для контроля трубопроводных систем, в нефтяной и газовой промышленности для контроля газо- и нефтепроводов, в железнодорожном транспорте для контроля рельс в любых конструкциях из ферромагнитных материалов.

Известны способы измерения напряжений в деталях машин, основанные на использовании явления магнитоупругой анизотропии, возникающей под действием приложенных нагрузок и деформаций (1 и

2).

Из анализа известных способов (1 и 2) вытекают два обязательных условия их применения. Во-первых, в них используются намагничивающие устройства, и, во — вторых, они применяются при условии, что места концентрации механических напряжений в контролируемой детали зара(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Сущность изобретения: максимальную величину остаточных напряжений, действующих в направлении, совпадающем с направлением измеряемого магнитного .поля определяют по измеренной максимальной величине напряженности магнитного поля, 2 ил. нее известны. Очевидно, что использование магнитных способов измерений механических напряжений, например, в трубах поверхностей нагрева энергетических котлов при таких условиях невозможно, Специально намагнитить трубную систему, общая протяжность которой на современном котле достигает 500 км, задача нереальная, Измерение механических напряжений путем тензометрирования, например, по способу (2) с помощью магнитострикцианныхдатчиков, наклеиваемых на контролируемую поверхность, или путем нанесения на поверхность предварительно протарированного ферромагнитного покрытия по способу (1), для протяженных трубопроводов и других конструкций, находящихся в эксплуатации, практически невозможно. Для этого необходимо знать заранее место концентрации механических напряжений, что не представляется возможным из-за влияния на их образование различных конструктивных и эксплуатационных факторов, Магнитные способы (1 и 2) не позволяют

1779954 териала как при упругой, так и при пластической деформации.

Изобретение поясняется при рассмотрении прилагаемого чертежа, где представлена схема, иллюстрирующая способ 5 определения остаточных напряжений в зоне комбинированного стыка (стыка из разных марок сталей и разных типоразмеров труб) на трубопроводе, где на фиг. 1 — способ определения концентрации остаточных 10 напряженлй в направлении, перпендикулярном к контролируемой образующей трубы, при котором изменяется величина Hp, на фиг. 2 — способ определения концентрации остаточных напря>кений в направлении 15 вдоль образующей трубы, при котором измеряется величина Нр .

При этом следует отметить, что трубы 1 и 3 с коMáèhированным стыкам находятся в конструкции остановленного на ремонт 20 котла.

Предлагаемый способ определения остаточных напряжений, например, в зоне комбинированного стыка двух котельных труб 1 и 3 (фиг. 1) осуществляется следую- 25 щим образом, Сначала измеряют величину напряженности магнитного паля рассеяния Hp около

Y комбинированного стыка со стороны трубы

1 (изготовленной из ферромагнитного мате- 30 риала) путем перемещения датчика 2 вдоль периметра наружного диаметра в направлении 4 с расположением измерительной KGтушки К перг1ендикулярно к касательной линии т в каждой точке контроля (фиг. 1). 35

При этом способе измерения максимальная величина Hp (max) характеризует направY ление действия максимальных остаточных напряжений от крутящего и изгибающего моментов в точке контроля А на наружном 40 диаметре трубы 1 около сварного соединения. Затем измеряют величину напряженности магнитного поля рассеяния Нp около комбинированного стыка со стороны трубы

1 путем пере>лещения датчика 2 вдоль пери- 45 метра наружного диаметра в направлении 4 с горизонтальным располо>кением измерительной катушки К (ась X фиг, 2). При этом способе измерения максимальная величина

Hp (max) характеризует направление дейX ствия максимальных остаточных напряжений, действующих вдоль оси X в точке контроля Б на наружном диаметре трубы 1 около сварного соединения. Знак измеренх нои величины Hp в силу магнитомеханического эффекта совпадает со знаком механических напряжений, действующих вдоль оси Х, а точки, где величины Hp = О, х характеризуют месторасположение точек изменения знака механических напряжений на наружном диаметре трубы 1.

По измеренным величинам Hp (max) и

Hp (m») судят а напряженно — деформироX ванном состоянии трубы 1 около комбинированного стыка с трубой 3. В направлении действия максимальных остаточных напряжений при выполнении измерений можно использовать эффект намагничивания трубы 1 и комбинированного стыка в процессе эксплуатации под действием внешних магнитных полей и рабочих нагрузок. Измерение величин Hp u Hp производят с

v x помощью любого известного полемера (феррозонд, датчик Холла).

Формула изобретения

Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, заключающийся в измерении напряженности магнитного поля, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет определения максимальной ьеличины остаточных напряжений, действующих в направлении, совпадающем с направлением измеряемого магнитного поля, измеряют максимальную величину напряженности магнитного поля, по которой определяют максимальную величину остаточных напряжений, действующих в HBправлении, совпадающем с направлением измеряемого магнитного поля.

1779954

/p /лау) Составитель А,Дубов

Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4430 Tl1pa)i(Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5