Применение метода акустоупругости для определения напряжений в анизотропных трубных сталях

Аннотация

Коэффициенты упругоакустической связи (КУАС) являются связующим звеном между акустическими параметрами и механическими напряжениями при их определении методом акустоупругости. Величины КУАС конструкционного материала можно вычислить, если с достаточной точностью известны его константы упругости второго и третьего порядков, или определить экспериментально при известном напряженном состоянии материала. К сожалению, вычислительный вариант мало осуществим практически, поскольку не все модули нелинейной упругости даже основных конструкционных материалов известны с достаточной точностью. Здесь представлены результаты экспериментального определения значений КУАС трех типов низколегированных конструкционных сталей с различными значениями собственной акустической анизотропии, определяемой анизотропией упругих свойств материала. В процессе механических испытаний образцы, вырезанные из прямошовных труб класса прочности К60, применяемых при монтаже линейной части магистральных газопроводов, подвергали одноосному растяжению при ступенчатых значениях нагрузки. В экспериментах использован акустический стенд (на базе серийного прибора И2-26) и автоматизированный прибор ИН-5101А, разработанный ООО Инженерная фирма “ИНКОТЕС”, реализующие у.з. эхометод неразрушающего контроля. Результаты акустомеханических испытаний показали, что при расчете двухосных напряжений по данным прецизионных у.з. измерений в трубных сталях со значением собственной акустической анизотропии более 3 % следует использовать расчетные алгоритмы, учитывающие разницу величин КУАС для напряжений, действующих вдоль и поперек направления проката трубной стали, то есть вдоль и поперек продольной оси трубы.