Page 207 - 新时期化工设备管理与安全

第七章 化工设备安全检测技术

检测需求。
检测效率。化工设备焊缝数量较多，需要检测方法具有较快的检测速度以
满足现场检测要求。此外，现场条件下被测表面的预处理也应视作检测时间的一

部分。
设备成本。检测方法应具有相对较低的设备成本，包括一次性成本和后期使
用、维护及耗材的开销，以保证检测方法可被推广应用。
（二）残余应力无损检测方法

由于残余应力属于内部应力，在不破坏工件的前提下直接测量较为困难，因
此通常通过测量与其相关的材料物性或晶体结构参数，以间接方式实现残余应力
的无损检测。现有方法主要包括压痕应变法、X 射线衍射法、中子衍射法、磁方
法和超声波法等。

1. 压痕应变法
压痕应变法在工件表面压入球型压痕产生材料流变从而引起受力材料的松弛
变形，在其诱导和材料残余应力的作用下，压痕产生的弹塑性区和周围应力应变
场也会产生变化。通过测量两种行为叠加产生的应变量，可求解得到残余应力的

大小。为获取求解过程中所需的材料力学参数，压痕应变法需采用与待测工件材
料相同的试板进行标定实验，以保证检测结果的准确性。可靠性方面，压痕应变
法的影响因素较少，在标定完善的情况下具有较好的测量精度，但由于采用计算
求解，其对被测区域材料的一致性要求较高：对于材料均匀的母材区域，该方法

具有较好的检测效果；而对于材料成分复杂的焊缝区域，其检测结果会受到一定
影响。易用性方面，压痕应变法设备体积较小，具有较好的便携性，操作简单，
但需要垂直固定压痕设备，由人员操作对压痕进行导向，对被测点周围及上方空
间具有一定要求，对垂直、倒置的检测部位操作较为困难。效率方面，压痕应变

法需完成工件表面打磨、粘贴应变片、对中压痕等操作流程，检测效率一般。成
本方面，压痕应变法设备价格较低，具有良好的可推广性。
2. X 射线衍射法
对于具有晶体结构的金属材料，残余应力将导致其晶面间距发生变化。X 射

线衍射法则通过测量材料的晶面间距实现残余应力的检测。X 射线照射材料表面
时，当射线波长、入射角度、衍射晶格间距和衍射角符合布拉格定律时，在衍射
角方向可接收到射线的最大衍射峰值，据此可以计算得到检测点的晶面间距。根

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