Приложение А (рекомендуемое). Измерение механических напряжений в режиме безнулевой акустической тензометрии

Приложение А
(рекомендуемое)

Измерение механических напряжений в режиме безнулевой акустической тензометрии

А.1 Принципиальную возможность измерения напряжений в режиме безнулевой акустической тензометрии, когда по каким-либо причинам невыполнимы акустические измерения до возникновения искомых напряжений, определяют для труб конкретной спецификации на основе имеющихся баз данных или экспериментально.

А.2 В режиме безнулевой акустической тензометрии измеряют задержки импульсов упругих волн, соответствующие текущему напряженному состоянию материала. При этом выбирают базовые значения временных задержек сдвиговых и продольной волн так, чтобы число эхо-импульсов было для них одинаковым. Если по каким-либо причинам это невозможно, в расчетных алгоритмах учитывают соответствующий коэффициент пересчета.

А.3 При отсутствии необходимых баз данных начальные значения акустических параметров, соответствующие ненапряженному состоянию материала трубы данной спецификации, определяют экспериментально (на ненагруженных частях трубы, аналогичных трубах, образцах - представителях материала трубы или непосредственно в точке измерений другими акустическими или иными способами). Адекватность труб или образцов-представителей ненагруженному состоянию материала в точке измерений должна быть подтверждена ссылками на исполнительные документы, сертификаты или другие документы.

А.4 Основными сведениями для принятия решения о принципиальной возможности оценки напряженного состояния материала труб конкретной спецификации в режиме безнулевой акустической тензометрии являются: технология изготовления (бесшовные, одношовные, двухшовные), класс прочности и (или) марка стали, завод-изготовитель. Их находят в технических документах на трубы или иными способами.

А.5 Дополнительные сведения об акустических свойствах материала труб получают экспериментально. Для этого выбирают не менее пяти контрольных точек, равномерно расположенных по периметру трубы, и столько же точек по длине трубы. В этих точках определяют величины , , с требуемой точностью. Желательно проводить измерения на ненагруженных частях трубопровода или аналогичных ненагруженных трубах. Допускается проводить измерения непосредственно на действующем трубопроводе при условии, что достоверно известны значения действующих напряжений в точках измерений.

А.6 Предварительная оценка принципиальной возможности измерения напряжений в режиме безнулевой акустической тензометрии основана на сравнении параметров акустической анизотропии в указанных контрольных точках. Вычисляют величины - разброс значений параметра анизотропии по периметру трубы и - разброс значений параметра анизотропии по ее длине.

А.6.1 Если выполняются неравенства

%, %, (А.1)

то допускается возможность измерения напряжений в режиме безнулевой акустической тензометрии, при этом ошибку определения напряжений оценивают по формулам:

- для одноосного напряженного состояния

, (А.2)

- для двухосного напряженного состояния

, , (А.3)

где , - разброс величин , .

Рекомендуется применять режим безнулевой акустической тензометрии в том случае, если соответствующие ошибки не превышают 30% предела текучести.

А.6.2 Если %, то ошибка определения напряжений может достигать значения предела текучести материала трубопровода и превышать его. В этом случае либо принимают решение о нецелесообразности осуществления безнулевой акустической тензометрии для труб такой спецификации, либо о применении дополнительных акустических или иных способов определения собственной акустической анизотропии материала в точке измерений.

А.6.3 Если %, но %, то возможность измерения напряжений в режиме безнулевой акустической тензометрии обусловлена привязкой начальных акустических параметров к точкам, расположенным на одинаковом расстоянии от сварного шва (для прямошовных труб), или применением дополнительных акустических или иных способов определения собственной акустической анизотропии материала в точке измерений.

В этом случае проводят измерения по А.5 не менее чем на двух трубах с увеличением не менее чем в 2 раза числа точек измерений по периметру трубы.

А.7 Результаты исследования принципиальной возможности измерения напряжений в режиме безнулевой акустической тензометрии с указанием расположения точеки змерений должны быть оформлены в виде заключения.

А.8 Вычисление значений напряжений в режиме безнулевой акустической тензометрии проводят по 10.1 и 10.2 с учетом 10.3, при этом в качестве значений задержек , , используют значения задержек , , , полученные в соответствии с А.5.