郑 阳,沈功田,谭继东,张宗健

(中国特种设备检测研究院国家质量监督检验检疫总局无损检测与评价重点实验室,北京 100029)

铁磁性材料广泛应用于铁路交通、桥梁建筑、航空航天和特种设备等行业的设施与装备。这些设施与装备关键承载部件在服役过程中,其应力状态对使用安全性和寿命有重要影响。

应力主要有制造导致的残余应力和服役过程中承受外载荷而产生的应力两类,其测量是工程检测的重要内容之一。一方面,零部件制造过程中常因锻压、切削、焊接等加工过程导致材料内部产生残余应力[1]。残余应力的存在易使零部件发生变形而影响装配精度及整机性能[2],易导致其在服役过程中加速腐蚀及蠕变,严重时将使部件出现裂纹等[3-4],常需对其进行检测,以确定残余应力消除水平。另一方面,设备服役过程中,承压部件所受实际外载荷常为关注的重点,如管道、压力容器等承压设备是按照特定的压力进行设计[5],在设备运转过程中需要对部件的实际应力情况进行检测,判断其是否符合设计的许用应力值。此外,在部件安装及使用过程中,还存在由装配应力、地基不均匀沉降、结构损失等原因而导致的局部过载[6],局部过载容易引发结构失效,及早发现过载部位,可避免由失效导致的安全事故及带来的巨大经济损失。因此材料应力检测与评估在工程实际中有巨大需求。

常用的应力检测与评估方法有应变片法、钻孔法、超声法、X射线衍射法、磁巴克豪森(MBN Magnetic Barkhausen Noise)法等[7-8]。……