способ контроля степени нагружения конструкции из аустенитной и аустенитно-ферритной стали

Формула изобретения

Способ контроля степени нагружения конструкции из аустенитной и аустенитно-ферритной стали, заключающийся в одновременном воздействии на эталонный образец нагрузкой и магнитным полем, установлении зависимости между напряжением и магнитной характеристикой, воздействии на испытуемую конструкцию нагрузкой и магнитным полем, определении величины магнитной характеристики и по зависимости, полученной для эталонного образца, определении напряжений, по которым судят о степени нагружения конструкции, отличающийся тем, что в качестве магнитной характеристики используют локальную намагниченность, для эталонного образца строят ряд зависимостей при разных уровнях нагружения выше предела текучести и при разгрузке, дополнительно строят огибающую максимальных напряжений, на полученных зависимостях выделяют участки упругого нагружения и разгрузки, конструкцию нагружают в упругой области, зависимость между напряжением и локальной намагниченностью устанавливают для нее в этой области, из ряда зависимостей для образца выбирают зависимость с углом наклона участка разгрузки, равным углу наклона зависимости для конструкции, а напряжение, по которому судят о степени нагружения конструкции, определяют по точке пересечения указанного участка разгрузки с огибающей максимальных напряжений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области диагностики нагруженности конструкций из аустенитной и аустенотно-ферритной стали.

Известен способ контроля остаточных напряжений или деформаций металлических деталей, основанный на сравнении диаграмм деформирования эталонной и контролируемой деталей, при котором с помощью тензорезисторов, экстензометров, оптически активных покрытий и другими методами измеряют деформацию в контролируемых зонах [1]

Недостатком этого способа является невозможность установления наличия или отсутствия предшествующего нагружения металла в контролируемой зоне конструкции выше предела текучести.

Наиболее близким, принятым за прототип, можно считать способ определения ресурсных характеристик материалов, по которому предварительно проводят испытание эталонного образца, регистрируют напряжение и изменение коэрцитивной силы, устанавливают зависимость между изменением коэрцитивной силы и напряжением, затем при испытании объекта регистрируют изменение коэрцитивной силы и по указанной зависимости определяют напряжение в материале объекта [2]

Недостатком этого способа также является невозможность установления наличия или отсутствия предшествующего нагружения металла в контролируемой зоне конструкции выше предела текучести.

Предлагается способ контроля степени нагружения конструкции из аустенитной и аустенитно-ферритной стали, основанный на нагружении эталонного образца и воздействии на него магнитным полем, установлении зависимости между напряжением и магнитной характеристикой, нагружении испытуемой конструкции при воздействии на нее магнитного поля, определении значения магнитной характеристики и определении по зависимости, полученной для эталонного образца, напряжения, по которому судят о степени нагружения конструкции, в котором в качестве магнитной характеристики используют локальную намагниченность, при этом для эталонного образца строят ряд зависимостей при разных уровнях нагружения выше предела текучести и при разгрузке, строят огибающую максимальных напряжений, на полученных зависимостях выделяют участки упругого нагружения и разгрузки, после этого конструкцию нагружают в упругой области, определяют зависимость между напряжением и локальной намагниченностью, из ряда зависимостей для образца выбирают зависимость с углом наклона участка разгрузки, равным углу наклона зависимости для конструкции, причем напряжение, по которому судят о степени нагружения конструкции, определяют по точке пересечения указанного участка разгрузки с огибающей максимальных напряжений.

Предложенный способ позволяет выявлять предшествующий уровень эксплуатационного нагружения конструкции относительно предела текучести материала в контролируемой зоне.

Способ осуществляют следующим образом.

Из металла, адекватного металлу контролируемой зоны конструкции, изготавливают эталонный образец. Нагружают его на растяжение или сжатие, в зависимости от условий нагружения металла в контролируемой зоне конструкции, путем ступенчатого увеличения максимальной нагрузки и последующей разгрузки, при этом максимальную нагрузку изменяют в диапазоне от ноля до значений выше предела текучести. В процессе нагружения эталонного образца осуществляют локальное намагничивание металла и измеряют локальную намагниченность. На основе измерений нагрузки и намагниченности строят ряд зависимостей "нагрузка-локальная намагниченность". Затем строят огибающую максимальных напряжений. На полученных зависимостях выделяют участки упругого нагружения и разгрузки. Конструкцию нагружают в упругой области и устанавливают для нее в этой области зависимость между напряжением и локальной намагниченностью. Из ряда зависимостей для образца выбирают зависимость с углом наклона участка разгрузки, равным углу наклона зависимости для конструкции. Далее по точке пересечения указанного участка разгрузки с огибающей максимальных напряжений определяют напряжение, по которому судят о степени нагружения конструкции.

Использование описанного способа позволяет контролировать наиболее напряженные зоны конструкций из аустенитной и аустенитно-ферритной стали по критерию наличия или отсутствия перегрузки выше предела текучести металла, что дает возможность осуществлять периодический неразрушающий контроль за режимом эксплуатации оборудования.