Приборы для определения остаточных напряжений

Приборы для определения остаточных напряжений

измеритель механических (остаточных, технологических) напряжений

Сканер механических напряжений STRESSVISION ® предназначен для измерения, визуализации и оценки поля механических (остаточных, технологических) напряжений объектов контроля, изготовленных из широкого спектра сталей и сплавов (конструкционных, трубных, судовых и пр.).

Компания “Феррологика” выпускает несколько моделей АПК STRESSVISION. Каждая модель обладает индивидуальными характеристиками и назначением. Предлагаем ознакомиться с модельным рядом АПК STRESSVISION и выбрать наиболее подходящую модель для решения ваших задач.

Сканер механических напряжений
STRESSVISION LAB

Специальная модель прибора для технических ВУЗов

Сканер механических напряжений
STRESSVISION Expert

АПК с полуавтоматической интерпретацией результатов измерений — экспертной системой оценки НДС

Технологический сканер напряжений
STRESSVISION Delta

Экспертный АПК для оценки НДС, визуализации изменения НДС во времени

Индикатор механических напряжений
STRESSVISION Advanced

Экспортный вариант базовой модели прибора STRESSVISION ®

Сканер механических напряжений
STRESSVISION Sigma

Модель прибора обладающая повышенной точностью и воспроизводимостью результатов измерений

Технологический сканер напряжений
STRESSVISION Antistress

Прибор позиционируется как современное решение для оценки качества технологических операций снятия остаточных напряжений.

STRESSVISION ® решает комплекс задач:

• Визуализация (отображение) напряженно-деформированного состояния объекта контроля по результатам натурных измерений с представлением числовых значений (у.е. или МПа*);
• Измерение механических (остаточных, технологических) напряжений;
• Контроль качества снятия остаточных напряжений (после термообработки, НВО, УЗО, ТВЧ);
• Выявление опасных и зарождающихся дефектов (создающих концентрацию механических напряжений) на глубине до 20 мм;
• Мониторинг напряженного состояния объекта контроля.

Типовые элементы и объекты контроля:

• Сварные соединения и основной металл конструкций;
• Стальные рамы и каркасы;
• Сварные стыки балок, колонн, рельс;
• Строительные и мостовые конструкции;
• Трубопроводы (технологические, магистральные), компрессорные станции, пылеуловители;
• Сосуды высокого давления, резервуары, цистерны;
• Подъемно-транспортное оборудование;
• Корпуса судов, гребные винты;
• Металл в состоянии поставки.

Источник

Приборы для определения остаточных напряжений

Область применения ИН-5101А

1. Измерение напряжений, возникающих при изготовлении, монтаже и эксплуатации крупногабаритных изделий и конструкций, в том числе:
   • акустическая тензометрия двухосных напряжений при гидравлических и других испытаниях закрытых емкостей;
   • оперативная оценка изменения напряженного состояния многосекционных конструкций, трубопроводных систем при монтажных и сварочных работах;
   • измерение двухосных напряжений, действующих в ответственных узлах и элементах конструкций, для их своевременного ремонта или замены;
   • определение величин опасных остаточных напряжений в конструкциях, длительно эксплуатируемых в условиях высоких нагрузок и неблагоприятных внутренних и внешних воздействий;
   • выявление мест возможного разрушения напряженных элементов конструкций из-за превышения действующими напряжениями допустимых величин;
   • измерение остаточных технологических напряжений.
2. Измерение величин двухосных напряжений в контрольных точках крупногабаритных конструкций для экспериментальной проверки расчетов НДС методом конечных элементов:
   • количественная оценка изменения напряженного состояния длительно эксплуатируемых объектов при проведении плановых обследований для оценки их остаточного ресурса;
   • определение величин эквивалентных напряжений в точках контроля для проверки прочностных расчетов многосекционных конструкций;
   • измерение двухосных напряжений, возникающих в деталях и узлах новых конструкций при их монтаже и строительстве, для проверки соответствия НДС объекта проектному.
3. Дополнительные задачи, решаемые прибором при его использовании:
   • прецизионная толщинометрия элементов конструкций с помощью продольных и сдвиговых волн;
   • проверка работоспособности ультразвуковых толщиномеров и дефектоскопов (указанная возможность основана на высокой точности измерения временных интервалов прибором ИН-5101А);
   • определение величины собственной акустической анизотропии материала, связанной с технологией его изготовления и влияющей на анизотропию его механических и прочностных характеристик;
   • контроль качества листового проката и труб (неоднородность структуры и механических свойств материала, наличие внутренних дефектов);
   • выявление несплошности, трещиноватости, расслоения материала в области контроля;
   • обнаружение структурных изменений и пластической деформации материала за время между ультразвуковыми измерениями.

Отличительные особенности ИН-5101А

• Определение по знаку и величине двухосных напряжений в конструкционных материалах.
• Методики выполнения измерений на трубопроводах; в конструкционных элементах магистральных трубопроводов; элементах оборудования АЭС, патрубках механотехнологического нефтяного оборудования, внесены в Федеральный реестр МВИ.
• Возможность «привязки» к определенной точке профиля импульса при измерении временных интервалов.
• Высокая точность измерения временных интервалов (погрешность прибора не более 0,2 нс на временной базе до 300 мкс, погрешность с учетом установки датчиков- не более 5 нс).
• Возможность установки коэффициента усиления для каждого канала и для каждого эхо-импульса.
• Безопасность в эксплуатации по сравнению с приборами, основанными на других физических принципах (например, рентгеновскими).
• Оригинальная конструкция трехкомпонентного пьзопреобразователя (ПЭП) (3 совмещенных ПЭП в одном корпусе: один — продольных волн, два — сдвиговых волн взаимно перпендикулярной поляризации).
• Взрывозащищенное исполнение

Контролируемые объекты:

Прибор выпускается в трех исполнениях:

• 00 – стандартное исполнение;
• 01 – исполнение с расширенным диапазоном установки длительности зондирующего импульса;
• 02 – взрывозащищенное исполнение с расширенным диапазоном установки длительности зондирующего импульса.

Прибор ИН-5101А (исполнение 02) имеет маркировку взрывозащиты 2ExnАIIT4 Х в соответствии с ГОСТ Р 52350.0, ГОСТ Р 52350.15 и может устанавливаться во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок.

Технические характеристики измерителя механических напряжений ИН-5101А

Диапазон измерения механических напряжений для конструкционных сталей со значением от 300 до 600 МПа	от -0,8 до +0,8 ( — предел текучести материала)
Допускаемая приведенная погрешность прибора при измерении механических напряжений, %	±10
Контролируемое оборудование	магистральные трубопроводы, агрегаты АЭС, сосуды под давлением, несущие строительные конструкции и т.п.
Диаметр, мм	от 300
Толщина контролируемого материала*, мм	5 – 150
Материалы **	-стали 09Г1ФБ, Х70, 09Г2С, 17Г1С/17ГС, 22К, Ст3, нержавеющая сталь (оценка);
	-дюралюминий Д16, Д16Т, Д16ATV (или аналогичные);
	-алюминиевые сплавы АМг, В95, 1420 (или аналогичные);
	-титановые сплавы ВТ9, ВТ23 (или аналогичные).
Режимы измерения	1. «Акустическая тензометрия» — контроль динамики изменения механических напряжений относительно начального состояния. Режим обеспечивает контроль и регистрацию динамики изменений механических напряжений в процессе эксплуатации или при испытании объектов. Датчики на объекте могут быть установлены как постоянно в течение всего периода контроля, так и временно — только на момент измерения.
	2. «Разностная акустическая тензометрия» — измерение механических напряжений, возникающих в точке контроля в результате технологических воздействий, с использованием «условно-нулевой» точки. Измеряемые механические напряжения соответствуют разности напряжений, действующих в точке контроля и «условно-нулевой точке».
	3. «Безнулевая акустическая тензометрия» — определение абсолютных значений напряжений. Режим реализуется с использованием акустических характеристик материалов, хранящихся в базе данных прибора ИН-5101А или получаемых пользователем на образцах.
Датчик	пьезоэлектрический совмещенный преобразователь 3 компонентный для возбуждения двух сдвиговых и продольной волн
Диапазон измерения временных интервалов (задержек отраженного сигнала между первым и вторым отраженными импульсами) прибора, мкс	от 1,6 до 16
Диапазон установки длительности зондирующего импульса, нс для исполнения 00 для исполнения 01	80 – 320 90 – 650
Абсолютное значение задаваемой амплитуды зондирующего импульса, В, не менее	12
Питание прибора осуществляется от внутренних аккумуляторных батарей (5 шт. типа АА по 1,2 В), напряжением, В	от 5,5 до 7,0
Время непрерывной работы прибора при питании от аккумуляторных батарей, часов, не менее	3,0
Диапазон рабочих температур первичных преобразователей, о С	-10. + 55
Взрывозащита	маркировка 2ExnАIIT4Х
Габаритные размеры, мм, не более	410х390х200
Масса, кг	6,5

* — применение на материалах большей толщины требует экспериментальной проверки.

** — по мере накопления базы данных номенклатура обследуемых объектов будет расширяться/

Сертификаты и свидетельства
Свидетельство Росстандарта об утверждении типа средств измерений.
Сертификат соответствия маркировке взрывозащиты 2ExnАIIT4Х.
Свидетельство об аттестации МВИ «Трубы стальные для трубопроводов. Методика выполнения измерений механических напряжений методом акустоупругости».
Свидетельство об аттестации МВИ «Элементы оборудования АЭС. Методика выполнения измерения механических напряжений, возникающих в результате технологических воздействий, методом акустоупругости».
Свидетельство об аттестации МВИ «Методика измерений механических напряжений в конструкционных элементах магистральных газопроводов методом акустоупругости».
Свидетельство об аттестации МВИ «Методика измерений механических напряжений патрубков механотехнологического оборудования, применяемого на объектах организаций системы «Транснефть» методом акустоупругости «.

Источник

Установка УДИОН-2 для определения технологических остаточных напряжений

Внедрение: 2011 г.

Мы ранее публиковали статью про установку УДИОН‑2 для определения технологических остаточных напряжений. В настоящее время мы находим в интернете больше данных и примеров применения этой установки, поэтому мы возвращаемся к данной теме.

Установка УДИОН‑2 предназначена для определения остаточных напряжений разрушающим механическим методом (Биргера-Давиденкова) в различных материалах (стали, титановые и алюминиевые сплавы) [1]. Установка разработана ИРНИТУ. Для измерения используются элементарные образцы (кольца и полоски), вырезаемые из исследуемых деталей. Метод основан на измерении деформаций изгиба и закручивания образцов в режиме реального времени с помощью тензодатчиков при удалении поверхностных слоев материала химическим травлением. Для регистрации и записи измеренной деформации в виде деформационных кривых используется крейтовая система LTR‑EU‑2‑5 с предустановленными тензометрическими модулями LTR212. Установка оснащена термостатом для поддержания постоянной температуры электролита при химическом травлении. УДИОН‑2 позволяет определять одновременно три компоненты остаточных напряжений в исследуемой плоскости образца: две нормальных (σ_x и σ_z) и одну касательную τ_zx с распределением их по глубине материала.

Метрологическая схема установки позволяет одновременно исследовать до 4 элементарных образцов. Получаемые распределения нормальных и касательных остаточных напряжений позволяют рассчитать главные остаточные напряжения и их ориентацию в поверхностном слое материала.

Для 8‑ми используемых измерительных каналов использовались полумостовые тензометрические датчики. Тип применяемых тензорезисторов КФ5П1‑20‑400‑А‑12.

Установку УДИОН‑2 использует лаборатория исследования технологических остаточных напряжений и деформаций ИрНИТУ [5]. Лабораторией успешно реализованы проекты в соответствии с постановлением правительства РФ № 218:

• «Разработка и внедрение комплекса высокоэффективных технологий проектирования, конструкторско-технологической подготовки и изготовления самолета МС21» для ОАО «НПК «Иркут»;
• «Автоматизация и повышение эффективности процессов изготовления и подготовки производства изделий авиатехники нового поколения на базе ОАО «Корпорация «Иркут» с научным сопровождением ИрГТУ».

Программный продукт «Автоматизированная система определения остаточных напряжений в образцах на установке для измерения остаточных напряжений» получил свидетельство Роспатента РФ [4]. Правообладателями программы для ЭВМ являются НИ ИрГТУ и ОАО «Корпорация «Иркут». Над ее подготовкой работала группа ученых института авиамашиностроения и транспорта ИрГТУ под руководством профессора Юрия Замащикова. Автоматизированная система создана в рамках реализации проекта по разработке прогрессивных технологий в авиастроении (Постановление Правительства РФ № 218 – кооперация вузов и предприятий). Научная работа проводилась в лаборатории исследования технологических остаточных напряжений и деформаций по одной из тематик этого масштабного проекта – «Повышение эффективности технологии изготовления силовых авиационных деталей на основе учета влияния остаточных напряжений». По словам одного из авторов программного продукта, аспиранта Павла Смолькова, автоматизированная система работает в комплексе с установкой УДИОН‑2, предназначенной для определения остаточных напряжений механическим методом в авиационных деталях. Установка спроектирована и изготовлена на Иркутском авиационном заводе при непосредственном участии ученых ИрГТУ и в настоящее время установлена на территории завода.

Источник