DB43/T 2314-2022 特种设备焊接残余应力盲孔法测试方法.pdf

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DB43/T 2314-2022 特种设备焊接残余应力盲孔法测试方法.pdf

ICS25.160.40 CCS A12

DB43/T2314—2022

GB 39707-2020 医疗废物处理处置污染控制标准.pdfTestmethodforweldingresidualstressofspecialequipment by blind hole method

湖南省市场监督管理局 发布

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前言· 范围. 规范性引用文件: 术语与符号: 工件准备· 应变花与仪器· 5.1应变花几何形状, 5.2标准应变花 5.3安装及使用, 5.4仪器, 试验和测量, 6. 1 试验技术. 6.2应力测量, 计算方法 7.1计算步骤及过程· 孔边塑性变形的修正, 8. 11 修正原理, 8.2钻孔加工塑性应变修正法 8.3钻孔应力集中塑性应变修正法

前言· 范围. 规范性引用文件: 术语与符号: 工件准备· 应变花与仪器· 5.1应变花几何形状, 5.2标准应变花 5.3安装及使用, 5.4仪器, 试验和测量, 6. 1 试验技术. 6.2应力测量, 计算方法 7.1计算步骤及过程· 孔边塑性变形的修正, 8. 11 修正原理, 8.2钻孔加工塑性应变修正法 8.3钻孔应力集中塑性应变修正法

9.1测试报告 附录A(资料性) 钻孔偏心的修正, 参考文献

9.1测试报告 附录A(资料性) 钻孔偏心的修正, 参考文献

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本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任, 本文件由湖南省市场监督管理局提出。 本文件由湖南省特种设备标准化技术委员会归口, 本文件起草单位:湘潭大学、湖南省特种设备检验检测研究院、岳阳市公路桥梁基建总公司、湘潭 新力机械有限公司。 本文件主要起草人:马雯波、罗更生、余启钧、刘丽红、吴丹红、邹石桥、李昱洋、吴新伟、黄河 李检保、邵支农、林稳、许福、陈俊、杨才千、张衡、向丽、曾凡小、袁朝阳、罗奇志、王观次、 郭跃飞。

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备焊接残余应力盲孔法测试方法

本文件规定了在特种设备金属材料焊接件近表面测定特种设备焊接残余应力(高残余应力)的测试 步骤及计算方法。 本文件适用于可消耗或小浅孔不影响使用的特种设备焊缝处进行平面应力梯度较小的焊接残余应 力测定。

下列文件申的内容通过文申的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其申,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。 SL499钻孔应变法测量残余应力的标准测试方法 CB3395残余应力测试方法钻孔应变释放法

术语与定义Termsanddefinitions 下述术语和定义适用于本文件。 3.1. 1 特种设备焊接残余应力Residualstressinweldingofspecialequipment 特种设备在焊接过程中产生的局部残余应力。 3. 1.2 特种设备焊接高残余应力Weldinghighresidualstress 持种设备在焊接过程中产生大于焊接部位材料1/2 强度的局部残余

应力标定常数Stresscalibrationcons

立力标定吊安 关联特种设备焊接残余应力和释放应变的比例系数。在钻孔应变法中,与电阻应变计几何尺寸、粘 贴位置、孔的形状和大小有关。

释放应变Releasestrain

圣放应变Releasestrair

对具有焊接残余应力场的特种设备结构件钻孔,其钻孔前后应变的变化量

钻孔 Drill hole

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5.1.1应变花应包含3只或3对应变计,应变计的编码应遵循顺时针(CW)编码规则 5.1.2应变计应阵列于圆形图样上,与应变花中心等距离。 5.1.3应变计应分别对应于3个坐标方向,如图2所示,“1”为基准方向,“2”为与基准方向成45° 或135°夹角的方向,“3”为基准方向的垂直方向。方向“2”在方向“1”和方向“3”的角平分线上 5.1.4图2中应变计1的方向定义为测试方向的x轴,y轴为x轴逆时针旋转90°。 5.1.5应变花测量圆的中心应能清晰可辨

图2典型3单元顺时针编码规则应变花几何尺寸

5.2.1国内通用标准应变花如图1所示,其对应尺寸见表1。 5.2.2图1中A型应变花有几种不同的几何尺寸,为通用类型。 5.2.3图1中B型应变花的应变计都位于同一侧,适用于障碍物附近的测试。 5.2.4图1中C型应变花为特殊用途应变花,适用于应变灵敏度和热稳定性要求较高的测试

.1应变花应粘贴于离测试工件边沿至少1.5D的位置,或由多种材料组成的工件的材料分界线 2使用B型应变花在障碍物附近进行测试,应变花中心距障碍物应不小于0.5D,且各应变计 章碍物切线的法线上。

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5.3.3操作应变计(粘贴、焊引线、防护涂层)时应严格按照出厂说明书操作,并在钻孔过程中保护 好应变计。 5.3.4应变计应保证永久性连接,应确认其安装稳定性。接地绝缘电阻应不小于20000。 5.3.5应变计安装完毕后应进行检查,

a直径为mm,括号中数据为英寸。 b应变花直径为图2中定义的尺寸

电阻应变仪的精度应不低于: 性和重复性应高于土1×10。连接每只应变计的导 线应尽可能短,且A型和B型应变花应采用三线温度补偿电路,C型应变花应采用半桥电路,输出结果 以指定的&1,和&表示,操作步骤见 SL 499。

6.1.1不确定的钻孔测试技术操作规程易导致不精确的测试结果,详细钻孔步骤见SL499。 6.1.2在条件达到的情况下,应对盲孔法与其他技术进行验证,进行不确定性分析,以确定和量化其 测量不确定度。 6.1.3小尺寸的应变花可测量近表面的残余应力值,

6.2.1将粘贴好电阻应变花的特种设备工件安装在试验机上,并将测量导线接至应变仪上调零。然后 进行钻孔,待孔的直径和深度达到要求时,记录其应变读数。 6.2.2使用钻孔方法,在不产生明显的加工应力状况下,整个孔深范围内测定的残余应力偏差应不超 过土10%。

6.2.3保证测试环境稳定、读数精准、应变计

月6单元的C型应变花,用于重要测量和低传导至

7.1 计算步骤及过程

详细计算步骤见CB3395,计算过程中对偏心孔残余应力的修正见附录A

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,1,1付神汉备 方法中,通常将焊接高残余应力导致的塑性变形视为弹性变形,导致测量数据精度较低。因此钻削加工 和钻孔应力集中引起的塑性应变和的确定是提高测量精度的关键, 在所测量的总应变ε中,包含如公式(1)所示的三部分应变:

8.2钻孔加工塑性应变修正法

对无应力试样按本文件方法钻孔测定&,然后从测量的总应变ε中将其减去

8.3钻孔应力集中塑性应变修正法

8.3.1应变释放系数分级计算法

=B(+)+A(+)/4AB.

在弹性范围内,应变释放系数A、B均为常数。而当孔边材料屈服时,塑性应变的数值随应力力

0=/2(+8)+%+[28+(8)/28+(%)

从公式(4)和公式(5)可以看出,测量误差的大小决定比值m

公式(6)中的分子项是实测时的释放应变量,分母项为标定时的释放应变量。 当m=1时,实测的和标定时的塑性应变相等,在运算中塑性应变可以基本消除,计算的应力值即 为残余应力的真实值。 当m>1时,实测应变中的塑性应变大于、中的塑性应变,计算应力值大于真实应力值,测量结 果有一定的误差。

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当m<1时,实测应变中的塑性应变小于A、B中的塑性应变,计算应力小于真实应力,测量结果 具有一定的负偏差。 对于m>1和m<1的情况,为便于使用,可将应变释放系数A、B按应力水平分为若干等级使用, 以降低实测中塑性应变的影响,提高测量精度。 8.3.1.2A、B系数分级计算方法。根据标定时的应力档次及塑性变形量的大小,将A、B系数分四级 A、B分级数值及其使用条件见表2。 8.3.1.2.1对实测应变&x、6,先用公式(2)、公式(3)及表2中与孔径相对应的第一级A、B计算, 得出残余应力初算值。 8.3.1.2.2根据初算值在表1中对应的数值范围,换用与之相对应的A、B重新进行计算,第二次计 算的结果,即为经过修正的残余应力值。 8.3.1.2.3残余应力初算值0x、y,其中任一个超过第一级A、B应用范围时,应换用与初算值相应 的A、B值进行第二次计算,如果两个数值同时超过,则应根据绝对值最大值选用与之相对应的A、B 值进行第二次计算,所得结果即为修正后的实际应力值。 8.3.1.2.4A、B分级计算法,一般应进行两次计算,当测量应变中不含塑性应变时,初算值即为真实 应力值则可不进行第二次计算。

中国南方电网公司电动汽车充电设施典型设计方案(中国南方电网有限责任公司2016年5月).pdf表2A、B系数分级荐用值及其使用条件

测试报告应包括以下内容: a)测试特种设备的描述; b) 材料机械性能; 应变花的型号,几何形状及粘贴位置; d) 钻孔方法及孔径、孔深; e) 释放应变值; f) 应变释放系数A、B值; g) 应力计算结果; h)误差分析。

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附录A (资料性) 钻孔偏心的修正

A.1为了保证测量精度,要求应变花测量中心与钻孔中心完全重合。当钻孔中心与应变花中心的不重 合度误差在土(0.004~0.05)D,且不可重复测量时,可按本方法进行修正其近似值。 A.2当测量残余应力采用直角应变花时,若钻孔有偏心,如图A.1所示,孔心与应变花心偏离为e, 则以孔心O为原点的坐标系X、Y,以花心O"的坐标系为X'、Y"。此时XXX路基土方填筑试验段施工方案,孔心与应变花中心的距离由 R、R,、R,变成R、R、R,并与花心到应变花中心的连线形成αi、α,、α,角。同时应变释放系数 A值、B值也因距离的变化而变成A、B,A、B,,A、B,。

图A.1钻孔偏心的坐标系

A.3按中心钻孔法测量各应变花的释放应变,&和3 A.4用刻度显微镜(最小读数为0.01mm)测量孔心到应变花中心距离在X轴、Y轴方向上的分量x 直、y值。 A.5按公式(A.1)~公式(A.3)计算孔心到3个应变花中心的距离R、R、R:

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