DLT 2220-2021 电站金属材料力学性能仪器化压痕法检测技术规程.pdf
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2.1试件表面与压头接触区域不应有影响检测的氧化物、润滑剂等异物 2.2试件厚度不应小于压痕深度的10倍及压痕直径的3倍的较大值。
.3.1检测过程中环境温度宜为10℃~35℃,应相对稳定,温度波动幅度不超过士10℃。 7.3.2避免或减少冲击、振动和电磁于扰等对检测结果不利的因素。
件应被牢固支撑,测试面法线与加载方向夹角不
压痕位置与试件边缘或相邻压痕之间应保持足够的距离,见表2。
气象标准DL/T22202021
每次检测时都应设置载荷与压痕深度曲线的零点,零点设置的不确定度不宜超过最大 的1%。
试验循环采用控制压痕深度的方法。最大的压入比为0.6,压痕深度增加和减少速率均不天 于5μm/s,压痕深度保持时间不小于0.5s,载荷卸载率为50%70%,载荷的加载和卸载次数均不小 于15次,试验曲线如图3所示。一般单个检测区域内,进行3次~5次检测。检测点之间距离满足8.2 的要求。
图3压痕法测定的拉伸性能试验曲线
按照附录A对试验数据进行处理。电站常用金属材料力学性能见附录B,小于或等于M30的高 栓连接副的机械性能和硬度见附录C。
a)检测管道、集箱、容器等部件的母材和焊缝时,可根据管件或筒节的规格大小在环向、轴向上 等分设置检测点。测试焊接接头热影响区时,应进行抛光、腐蚀以区分不同区域。
c)检测紧固件时,应选择光杆部位。 d)检测轴类部件时,应选择端部,且在圆周方向等分设置检测点。
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检测区域表面应打磨见金属光泽,使用不低于600目砂纸处理,必要时抛光
a)夹具与检测设备固定应满足8.1的要求。 b)管道、集箱、容器等部件检测时一般选用链条固定,见附录D。当外径较大(≥500mm) 时,也可选用曲面磁铁。检测设备底座与部件无法完全接触时,可使用垫铁。 c)铸锻件检测一般选用曲面磁铁固定;条件满足时,也可使用链条固定。 d)水冷壁检测时可选用曲面磁铁固定。过热器、再热器等受热面管宜选用专用夹具,如V形夹 具,见附录D。 e)紧固件检测时宜选用V形夹具,紧固件直径过小不满足夹具要求时,可使用垫片。 f)轴类部件、塔架可选用链条或曲面磁铁固定,
按照8.4进行检测。
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A.1确定接触半径a和接触面积
附录A (规范性) 压痕力学性能计算方法
附录A (规范性) 压痕力学性能计算方法
采用卸载曲线计算接触深度,即
h。 一未考虑堆积/沉降影响的接触深度; hmax 一最大压深: 弹性压深,采用公式(A.3)计算弹性压深。
.............
h是卸载曲线的切线与深度轴的交点(见图A.1),の是压头形状系数,考虑了卸载时接触面积的
在计算接触半径和接触面积时,考虑材料堆积/沉降的修正办法,即
c2 a*2 4+n 4 ± 1
式中: —材料的应变硬化指数; R—压头半径; 4 接触面积的半径; a —未经修正的接触半径。
A.2确定表征应力和表征应变
根据公式(A.6)计算表征应变ε.:
tan一接触边缘的剪切应变; 一与材料无关的常数,推荐α=0.14。 在完全塑性变形的情况下,根据公式(A.7)计算表征应力α.:
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一塑性约束因子,与塑性区的扩展程度有关,即与材料屈服应变及应变硬化指数有关。 通过大量的工作,塑性约束因子已确定,建议甲=3。
A.3确定材料弹塑性曲线
根据A.2所得的表征应力和表征应变的点, 按照公式(A.8)拟合得到材料的弹塑性曲线。如 的应变硬化指数n与初值不同,则用所得的n值重复第一步至第三步的计算直至两者相同为止。
y 材料的屈服强度: 一材料屈服时对应的应变
A.4确定材料弹性模量
s 弹性接触刚度,也就是卸载曲线最初的斜 F 一施加在压头上的载荷; h 一压头压入的深度; 压头与材料接触面的投影面积; E. 折算的弹性模量; E、V和E、V 分别为材料和压头的弹性模量与泊松比。
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A.5确定材料屈服强度和抗拉强度
在材料弹塑性曲线确定之后,在应变0.2%处以弹性模量E为斜率作一条直线,该直线与材料的 曲线的交点确定了材料的屈服强度。
e自然对数的底,e=2.71828。 由于采用了多次循环加载卸载,测点的应力应变水平已经接近或超过抗拉强度,因此表征应力应 变法可准确测得抗拉强度值。根据这些应力应变点拟合可准确得到应变硬化指数n的数值。
电站常用金属材料力学性能见表B.1。
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附录B (资料性) 电站常用金属材料力学性能
表B.1电站常用金属材料力学性能
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小于或等于M30的高强度螺栓连接副的机械性能和硬度
表C.1螺栓的机械性能
表C2螺栓、螺母、垫圈的硬度规定
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附录D (资料性) 仪器化压痕法现场检测夹具及固定方法
链条单元可相互拆卸、安装,根据测试件尺寸调整链条整体长度。先把底座放在测试件上,并保 证检测位置基本位于底座中心,用螺栓将链条支架安装到底座两侧,与拉紧装置连接,并锁紧,防止 设备在测试过程中晃动。之后把主设备安装在底座上,通过试运行来确定测试位置。如果测试位置不 符合要求,可以通过可调节型底座进行调整,或重新进行附件连接步骤。链条夹具及连接方式示意如 图D.1所示。
连条夹具及连接方式示意
先把V形块底座放在水平面上,并保证V形块底座不晃动,将测试件放在V形块底座上,用螺栓 将V形块支架安装到燕尾滑块底座两侧,与V形块底座相连接,并锁紧环境标准,防止设备在测试过程中晃 动。之后把主设备安装在燕尾滑块底座上,通过试运行来确定测试位置。如果测试位置不符合要 求,可以通过燕尾滑块底座进行调整,或重新进行附件连接步骤。V形夹具及连接方式示意如图D.2 所示。
图D.2V形夹具及连接方式示意图
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先把U形块底座放在水平面上,并保证U形块底座不晃动,根据测试件尺寸选择U形尺寸,将测 试件放在U形块底座上,用螺栓将U形块支架安装到燕尾滑块底座两侧,与U形块底座相连接,并锁 紧,防止设备在测试过程中晃动。之后把主设备安装在燕尾滑块底座上,通过试运行来确定测试位 置。如果测试位置不符合要求,可以通过燕尾滑块底座进行调整,或重新进行附件连接步骤。U形夹 具及连接方式示意如图D.3所示。
图D.3U形夹具及连接方式示意图
产品质量标准DL/T22202021
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