Устройство для снижения величины остаточного механического напряжения металлоконструкции

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для снижения величины остаточного механического напряжения металла и может быть использована для снижения величины остаточного механического напряжения на участках металлоконструкции с повышенным напряженно-деформированным состоянием металла. Устройство для снижения величины остаточного механического напряжения металлоконструкции, содержащее намагничивающий узел, состоящий из расположенных в едином корпусе постоянного магнита и электромагнита переменного тока, и регулируемый источник переменного тока, состоящий из последовательно соединенных автотрансформатора, амперметра и электрической емкости, настроенной на резонанс напряжений, выход которой соединен со входом намагничивающего узла, образующих электрическую цепь последовательного колебательного контура. Предложенное техническое решение расширяет функциональные возможности устройства и повышает эффективность снижения величины остаточного механического напряжения на участках металлоконструкции с повышенным напряженно-деформированным состоянием металла.

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для снижения величины остаточного механического напряжения металла и может быть использована для снижения величины остаточного механического напряжения на участках металлоконструкции с повышенным напряженно-деформированным состоянием (НДС) металла.

Известно устройство для снижения величины остаточного механического напряжения металла, основанное на термической обработке (отпуске металла) металлоконструкции [ВСН 006-89. Ведомственные строительные нормы. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Сварка].

Однако для этого устройства присущ ряд недостатков:

- термообработка металлоконструкции требует больших временных затрат (до нескольких часов) и большого количества энергии;

- в ряде случаев термообработка металлоконструкции не обеспечивает исчезновение концентраторов механических напряжений, наоборот, порождает новые участки с повышенным НДС металла.

Известно устройство для снижения остаточного механического напряжения металлоконструкции путем обработки поверхности металла импульсными ультразвуковыми волнами [Штефан В.В., Тентлер А.В., Подольский В.Е. Управление уровнем концентраторов механических напряжений деформированного состояния в стальных конструкциях. - Контроль. Диагностика, 2003, 7, с. 61-64].

Недостатком данного устройства является необходимость обеспечения надежного контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью металлоконструкции, а также длительное время проведения техпроцесса.

Известно устройство для снижения величины остаточного механического напряжения металлоконструкции, которое содержит емкость с водой, в которой расположен узел электрического разряда, соединенный с источником высоковольтных электрических импульсов [Электроимпульсная обработка металлических конструкций для снятия остаточных напряжений. - http://iipt.in.mk.ua/prod05.htm].

Недостатком данного устройства является ограниченная область применения (только для малогабаритных изделий, размер которых не превышает размера емкости с водой), длительное время проведения техпроцесса, а также принятие специальных мер защиты персонала от поражения высоким электрическим напряжением.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства и повышение эффективности снижения величины остаточного механического напряжения на участках металлоконструкции с повышенным напряженно-деформированным состоянием металла.

Поставленная задача решается устройством для снижения величины остаточного механического напряжения металлоконструкции, содержащим намагничивающий узел, состоящий из расположенных в едином корпусе постоянного магнита и электромагнита переменного тока, и регулируемый источник переменного тока, состоящий из последовательно соединенных автотрансформатора, амперметра и электрической емкости, настроенной на резонанс напряжений, выход которой соединен со входом намагничивающего узла, образующих электрическую цепь последовательного колебательного контура.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена блок-схема устройства для снижения величины остаточного механического напряжения металлоконструкции.

Устройство содержит намагничивающий узел 1, состоящий из постоянного магнита 2 и электромагнита переменного тока 3, расположенных в едином корпусе, и регулируемый источник переменного тока 4, состоящий из последовательно соединенных автотрансформатора 5, амперметра 6 и электрической емкости 7, настроенной на резонанс электрических напряжений, выход которой соединен со входом намагничивающего узла 1, образующих электрическую цепь последовательного колебательного контура.

Устройство работает следующим образом. Намагничивающий узел 1, состоящий из постоянного магнита 2 и электромагнита переменного тока 3, устанавливается на середину области поверхности металлоконструкции с повышенным НДС. Из регулируемого источника переменного тока 4 в обмотку намагничивания электромагнита переменного тока 3 подается электрический ток. Величина электрического тока в электромагните переменного тока 3, предварительно определенная для марки стали, из которой изготовлена металлоконструкция, устанавливается по показаниям амперметра 6 путем изменения величины выходного напряжения автотрансформатора 5. Значение электрической емкости 7 выбирается из условия резонанса напряжений в электрической цепи последовательного колебательного контура, и позволяет компенсировать сдвиг фаз из-за наличия в цепи колебательного контура индуктивного сопротивления обмотки намагничивания электромагнита переменного тока 3. После окончания электромагнитной обработки поверхности металлоконструкции с повышенным НДС, которая занимает несколько минут, регулируемый источник переменного тока 4 отключает электрический ток, питающий электромагнит переменного тока 3, после чего намагничивающий узел 1 убирается с поверхности металлоконструкции.

За счет создания в намагничивающем узле электромагнитного поля определенной конфигурации, определяемой сочетанием постоянного и переменного магнитных полей, происходит более эффективное снижение величины остаточного механического напряжения металла, что требует малого времени обработки металлоконструкции. При этом небольшие габариты намагничивающего узла и его переносной тип позволяют подвергать электромагнитной обработке металлоконструкции разных размеров, что расширяет функциональные возможности заявляемого устройства.

Таким образом предложенное техническое решение расширяет функциональные возможности устройства и повышает эффективность снижения величины остаточного механического напряжения на участках металлоконструкции с повышенным напряженно-деформированным состоянием металла.

Устройство для снижения величины остаточного механического напряжения металлоконструкции, содержащее намагничивающий узел, состоящий из расположенных в едином корпусе постоянного магнита и электромагнита переменного тока, и регулируемый источник переменного тока, состоящий из последовательно соединенных автотрансформатора, амперметра и электрической емкости, настроенной на резонанс напряжений, выход которой соединен со входом намагничивающего узла, образующих электрическую цепь последовательного колебательного контура.

РИСУНКИ