管道焊接接头焊缝金属中残余应力（变型）制造技术

在管道的关注区域上，使用超声波脉冲回波技术来测量沿着和穿过管道轴线极化的纵波和横波的传播时间，并且使用测量结果来确定焊接接头的应力状态的特征。使用计算模型，预先计算平衡截面的位置，其中主金属中的平衡周向应力呈现最小值，以及平衡系数值，其等于焊缝金属中最大残余周向膜拉伸应力与主金属中最小残余周向膜压缩应力的比值。在形成焊接接头之前，在平衡段测量纵波和横波的传播时间的初始值，纵波和横波沿管道轴线和穿过管道轴线极化。焊接接头形成后，在相同的点测量相同类型波的传播时间的工作值。根据测量结果，计算每个截面的纵向和周向薄膜应力值以及弯矩值，并与平衡系数一起用于计算焊缝金属中残余纵向和周向局部应力的最大值。和周向局部应力的最大值。和周向局部应力的最大值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管道焊接接头焊缝金属中残余应力（变型）
[0001]专利技术群属于结构材料的无损检测领域，能适用于在焊接接头中残余纵向和环线焊接应力的测定，并且在按残余应力水平因素评价管道焊接接头质量时能适用，以及能在为了管道强度预测确定初始参数时使用。
[0002]所指的是基于弹性去应力的原理上的探测孔机械方式测定焊缝金属中应力的方法。所知道的方法包括按照变形反应用数码斑纹干涉学手段测量的结果，评价双轴表面应力的程序。变形反应，按照在焊缝表面上非穿孔的打钻结果测定。和所申请专利技术的特质特征相匹配在焊缝金属中直接测定残余应力的办法。
[0003]所知方法的缺点是，为了将其实现，必须破坏试验件，就是说，该方式是一种破坏性摊上方法。
[0004]所指的是缺点，因为在生产检验中不允许采用破坏性方法。
[0005]对所申请专利技术全体本质特征最邻近的一群特征，属于所知的管道焊接残余应力的超声波测定方法。
[0006]最为临近的技术解决方案，有专利技术专利【2】所知。所指的方法(首板)包括用回波式超声波方法测量顺着管道轴线纵向与横向极化的纵波与横波的传播时间(延迟)，按在控制点计算应力状态参数的数值。该方法允许将在焊接接头临近的管道阶段上纵向和环线残余应力的差数数值，确定为比例系数乘于测量点上泊松系数之间关系系数的乘积。和所申请专利技术的特质特征相匹配在焊缝主要金属中用超声波法在焊接接头主要金属中测定残余膜应力的办法。
[0007]但在用作原型的所知的方法中，应力状态的参数只有在主要金属临近焊接接头的区域中确定，而且应力状态的可测定的唯一参数是环线和纵向膜应力的差数。
[0008]所指出缺点的通过所知方法取得的结果，一个方面上，不能用于焊接接头质量与强度计算的评价，因为为此必须利用纵向和环线应力的独立数值，不是其差数。另一个方面上，在主要金属临近焊接接头的，进行测量的区域中的残余应力，比在金属焊缝【3】中的显著更小，同时为了强度计算，需要采用残余应力的就是最大数值。
[0009]所知的方法不允许取得在焊缝金属中的残余应力值—焊接接头中纵向和环线残余应力值最大数值。
[0010]这个限制，是因为所知的方法包括校准操作，该操作只能在没有残余应力的地区中进行。由于弹性波的传播速度既是依赖于金属当中的应力，也是依赖于金属的结构参数，只有在金属结构和测量点金属相同的位置才能进行校正。由于焊缝金属结构和主要金属结构相区别，所以在主要金属上校正的结果不能用于评价焊缝金属上的应力。同时，在焊缝金属中不可能进行校正，因为在其中不能分配保证没有残余膜应力的区域。从而在焊缝金属中不可能直接采用所知的方法检测应力。
[0011]此外，所知的方法不允许从应力状态所检测参数中分出纵向和环向膜应力的独立数值。
[0012]所申请专利技术群针对的任务是，在安装、维修和操作冲程中，通过应力状态无损检测的结果评价管道焊接接头的实际状态。
[0013]所申请一群专利技术的技术结果是，确保独立测定纵向和环线残余应力的办法。同时，在管道焊缝金属中，在达到最大数值的位置上测定应力。
[0014]按照第一方案专利技术的技术结果确保借助的是，在管道焊接接头金属中残余应力测定方法中，即是在被检验管道阶段上用回波式超声波探伤法测量顺着管道轴线纵向和横向所极化纵波和横波的传播时间，按照所申请的解决方案，为一个具体的管道种类通过计算模拟法，预先确定主要金属中均衡环线应力达到最小数值的均衡截面，以及均衡系数的数值，焊缝金属中最大残余张紧环线膜应力最大数值对主要金属中残余伸缩环线膜应力最小值比例等于的系数数值，进一步在焊接接头制造开始之前，在均衡界面中进行在管道轴线纵横极化的纵波和横波传播时间的初始时间值，在焊接接头制造完成以后，在相同的测量点上进行同一类波传播之间工作数值的测量，根据测量结果，采用双轴应力状态下声弹性公式：
[0015][0016][0017]式中t
01
,t
02
,t
03
—是指初始，且t1,t2,t3—是指对管道形成线和纵向波横向向极化的横波的传播时间，相应的，К1和К2—是指声弹性关系的系数，对每个测量截面测定纵向与环线膜应力的，以及弯曲力矩的数值，用其在膜应力均衡原理的基础上，考虑到均衡系数，确定在焊缝金属中局部纵向与环线残余应力的最大数值。
[0018]按照第二方案专利技术的技术结果确保借助的是，在用声学各向同性金属制成的管道焊接接头金属中残余应力测定方法中，即是在被检验管道阶段上用回波式超声波探伤法测量体积波的传播时间，按照所申请的解决方案，为一个具体的管道种类通过计算模拟法，预先确定主要金属中均衡环线应力达到最小数值的均衡截面，以及均衡系数的数值，焊缝金属中最大张紧环线膜应力最大数值对主要金属中伸缩环线膜应力最小值比例等于的系数数值，并且测量主要金属所自备声学各向同性的数字，在焊接接头制造开始之后，在均衡界面中进行顺着管道轴线纵横极化的横波传播时间的时间的工作值，按照测量结果，根据测量结果，用纵向和环线膜应力差数声弹性公式，为每个测量点确定所指出差数的数值：
[0019][0020]式中a0—是指主要金属的自备声学各向同性，D—声学弹性关系系数，用在额外界面上纵向应力测定结果，进行纵向和环线膜应力用的分离，进一步对每个测量截面测定纵向与环线膜应力的，以及弯曲力矩的数值，用其在膜应力均衡原理的基础上，考虑到均衡系数，确定在焊缝金属中局部纵向与环线残余应力的最大数值。
[0021]所申请的一群专利技术用图像资料说明，其中在第1号图形所示的是应力计算分配曲线，在第2、3号图形所示的是测量点分布简图，在第4号图形所示的是测量点在截面位置简图，在第5、6号图形，用图像形式显示在样品热加工之前和之后的在测量点测定纵向和环线应力的结果(按测量截面取中的)。
[0022]包括在管道纵横所计划纵波和横波传播时间测量操作的方法，以及在主要金属中焊接接头应力状态参数的测定，按照专利技术，额外包括以下的操作：在临近焊缝金属的一定区
域中进行测量。这些区域相应于环线残余压缩膜应力的最小值，均衡在焊缝金属中的环线张紧残余膜应力的最大值。就在膜应力的情况下存在的均衡效果，确保在焊缝金属以及在焊缝临近区域中环线残余膜应力之间的相互单值的相应。这允许在其之间的比值—均衡系数，适用于在焊缝金属中，根据焊缝临近区域中的测量结果确定最大残余应力。
[0023]测量在位于所指出区域中的横截面进行。这些截面的位置，以及均衡系数的数值，根据提前研究或计算的结果确定。根据弹性波在焊缝制造之前和之后用声弹性法测定传播时间的测量结果，取得在测量截面上的纵向和环线沐英哩值。
[0024]在焊缝金属中纵向和环线局部残余应力的最大值，在均衡原理的基础上，用均衡系数，根据在测量截面上取得的应力值确定。
[0025]在用声学各向同性材料制管道上进行测量有关的各别情况下，在焊接接头制造之前弹性波传播时间的测量被排除，从而能够不仅在安装过程中，而且在正在处于使用中的管道上进行残余应力的评价。纵向和环线膜应力在测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在管道焊接接头金属中残余应力测定方法，在被检验管道阶段上用回波式超声波探伤法测量顺着管道轴线纵向和横向所极化纵波和横波的传播时间，其特征是，为一个具体的管道种类通过计算模拟法，预先确定主要金属中均衡环线应力达到最小数值的均衡截面，以及均衡系数的数值，焊缝金属中最大残余张紧环线膜应力最大数值对主要金属中残余伸缩环线膜应力最小值比例等于的系数数值，进一步在焊接接头制造开始之前，在均衡界面中进行在管道轴线纵横极化的纵波和横波传播时间的初始时间值，在焊接接头制造完成以后，在相同的测量点上进行同一类波传播之间工作数值的测量，根据测量结果，采用双轴应力状态下声弹性公式：双轴应力状态下声弹性公式：式中t
01
,t
02
,t
03
—是指初始，且t1,t2,t3—是指对管道形成线和纵向波横向向极化的横波的传播时间，相应的，К1和К2—是指声弹性关系的系数，对每个测量截面测定纵向与环线膜应力的，以及弯曲力矩的数值，用其在膜应力均衡原理的基础上，考虑到...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：因科特斯责任有限公司全俄罗斯核电站运行研究所股份公司科学与创新核工业科学发展私营公司，
类型：发明
国别省市：