焊管残余应力测试的3种方法 (焊管残余应力计算公式)

残余应力是指金属构件在加工完成后,内部仍然存在的一种应力状态。它对焊管的疲劳、腐蚀和断裂等性能有着显著的影响。因此,准确测量和评价焊管的残余应力至关重要。

目前,在焊管的生产和研究中,主要采用以下三种方法进行残余应力测试:

1. 盲孔法

盲孔法是一种常用的残余应力测试方法。其基本原理是在焊管上钻一个小孔,小孔周围释放的应力会产生相反的位移和应变。通过测量这些位移和应变,可以推算出残余应力。

盲孔法具有以下优点:

  • 理论基础扎实
  • 操作相对简单
  • 重复性好
  • 可以反映表层几毫米深度范围的残余应力

盲孔法也有一些缺点,例如:

  • 钻孔会对焊管产生损伤
  • 测试点附近的局部应力分布可能不均匀

2. 切块法

切块法与盲孔法类似,但它将所测点周围的局部区域从焊管上切割下来,然后测量切割前后应变的变化,进而推算出残余应力。切块法具有以下优点:

  • 测试结果重复性好、稳定
  • 受环境因素影响小
  • 可以反映整个厚度上应力平均释放的结果

切块法的缺点主要在于测试过程较为复杂。

3. 切环法

切环法是另一种用于测量焊管残余应力的方法。其原理是将焊管段沿轴向切开,然后测量切口两边位置变化产生的应变,进而推算出残余应力。切环法具有以下优点:

  • 可以反映整个管段长度和厚度截面上的平均残余应力
  • 广泛应用于实际生产中现场监控残余应力

切环法的缺点主要在于测试精度较低,只能粗略估计焊管的残余应力水平。

选择哪种残余应力测试方法取决于具体的测试目的和要求。盲孔法适合于表层残余应力的测量;切块法适合于整个厚度上应力平均释放的结果;切环法适用于现场快速监控残余应力。

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