Application of Acoustic Emission to Monitor the Course of Plastic Strain in Mechanical Stress Relieved Welded Joints

• Autorzy: Sędek P. , Gotkowski P. , Brózda J.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie zjawiska emisji akustycznej do monitorowania przebiegu odkształcania plastycznego przy mechanicznym odprężaniu połączeń spawanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes the process of reduction of welding residual stresses by the application of a pressure test at which acoustic emission (AE) pulses are recorded to monitor the plasticization of the material, which guarantees the proper reduction of stresses after unloading of the vessel. Specimens with deposited welds were tensile loaded, strains were measured and AE pulses recorded. Tests have also been performed on pressure vessels with remelted zones on their shells with simultaneous recording of pressure, hoop strain and AE signals. The results confirmed that the RMS value of AE can be used for monitoring of the mechanical stress relieving process, as it sharply increases when reaching by the vessel material the 0.5 % plasticization.

PL

W artykule opisano proces redukcji naprężeń spawalniczych występujących w zbiornikach poprzez wykorzystanie próby ciśnieniowej. Zastosowano emisje akustyczną do monitorowania stanu plastycznego materiału jako czynnika warunkującego stopień redukcji naprężeń spawalniczych. Wstępne badania przeprowadzono na płaskich elementach spawanych, które obciążano różnymi siłami rozciągającymi i jednocześnie rejestrowano przebieg odkształceń i występującą emisję akustyczną. Badania weryfikowano na rzeczywistych zbiornikach, w których naprężenia technologiczne wywołano przez odpowiednie przetopienie ścianki. Naprężenia wywołano przez powolne zwiększanie ciśnienia wewnątrz zbiorników. Rejestrowano: przebieg ciśnienia., odkształcenia przy pomocy tensometrów oporowych oraz mierzono zmiany emisji akustycznej. Stwierdzono, że najskuteczniej przebieg odkształcania plastycznego mierzy się poprzez wyznaczenie wartości skutecznej impulsów emisji akustycznej (RMS). Stwierdzono wyraźne zmiany przebiegu RMS podczas osiągnięcia granicy plastyczności stali w ściankach zbiornika. (odkształcenie plastyczne 0.5%), przez co pomiary RMS można zastosować do monitorowania procesu odprężania mechanicznego.

Słowa kluczowe

EN

residual stresses; mechanical stress relief; stress measurement; acoustic emission

PL

naprężenia spawalnicze; mechaniczne odprężania połączeń; emisja akustyczna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 2
• Strony: 553--562
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sędek P.

autor

Gotkowski P.

autor

Brózda J.

• INSTITUTE OF WELDING, 44-100 GLIWICE, 16-18 BŁ. CZESŁAWA STR., POLAND

Bibliografia

• [1] D. Radaj, Heat effects of welding. Temporary field, residual stress, distortion. Berlin: Springer, (1992).
• [2] P. Sędek, Determination possibilities of welding residual stresses reduction in 14HNMBCu (S690) steel constructions by mechanical methods. Prace Instytutu Spawalnictwa 1, (1977) (in Polish).
• [3] P. Sędek, Hydraulic prestressing of pressure vessels as a trial of stress relieve annealing. Dozór Techniczny 5, (1985) (in Polish).
• [4] R. W. Nichols, The use of overstressing technique to reduce the risk of subsequent brittle fracture. IIW Doc. No X-409-67E.
• [5] N. N., Advisability of resorting to heat and or mechanical treatments applicable to pressure vessels following forming and welding. Document of International Institute of Welding, Doc. IIW No XI - 313-75.
• [6] P. Sędek, P. Gotkowski, J. Brózda, Application of numerical methods to mechanical prestressing of pressure vessels following forming and welding. Proceedings of the Fifth International Conference „Computer Technology in Welding”, Paris, France 15-16 June, 1994, Cambridge: The Welding Institute; (1994).
• [7] W. Przybyło, J. Krok, P. Sędek, P. Gotkowski, Global and local analysis of pressure vessels in the elastic plastic range. Proceedings of the International Conference on Lightweight Structures in Civil Engineering. Warsaw 25-29 Sept. (1995).
• [8] J. Adamczyk, Theoretical physical metallurgy, part 3. Mechanical properties. Monographic materials. Wydawnictwo Politechniki Slaskiej, Gliwice (1989) (in Polish).
• [9] L. A. Dobrzański, Bases of material science and physical metallurgy. Engineering materials and basis of materials design. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa (2002), (in Polish).
• [10] R. K. Miller, P. Mc Intire, NDT Handbook, Second Edition Vol. 5, Acoustic Emission Testing, ASNT, (1987).
• [11] I. Malecki, J. Ranachowski, Acoustic emission. Sources, methods, applications.Wyd. Biuro Pascal, Warszawa, (1994), (in Polish).
• [12] P. Sędek, Research on the application of acoustic emission for the localization of stress concentration regions during mechanical stress relieving of pressure vessels. Research project No 7T08C 024 16 financed by the State Committee for Scientific Research in Poland (KBN). Instytut Spawalnictwa, Gliwice, (2002) (in Polish).