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汽轮机高压内缸水压试验时红套环应变测试研究

分类:应力应变测试    关键词:应变测试

某厂家生产汽轮机高压内缸,其结构设计为无水平中分面法兰,上下缸为半圆筒形结构,不用螺栓把合,而是用7个红套环箍紧。对于首台机组,高压内缸需要进行水压试验,确保试验压力下无泄漏。水压试验时红套环会承受较大的力,需要采用电测法测试出水压试验过程中红套环的应力变化情况。

电测法是以电阻应变计为传感元件,将其粘贴在被测构件的测点处,使其随同构件变形将构件测点处的应变转换为电阻应变计的电阻变化,便可确定测点处的应变,然后按胡克定律计算得起应力。

测试对象

高压内缸红套环,材料为镍铬钼钒超纯净合金钢,弹性模量E=216CPa,主要测试红套环安装完成后,进行水压试验时部分红套环的应力情况。

仪器情况

仪器采用HYC静态应变仪,电阻应变计为JH双向温度自补偿应变计,敏感栅尺寸4.1*1.9mm,基地尺寸9.5*9.5mm,阻值120Ω。

测点选择

测点数量为72个(#1-72点),测点上均粘贴双向应变计。测点选择在2、4、6号红套环,沿圆周均布于4个方向的相同位置,每个方向布置3个测点,其中外环1个,粘贴方向为圆周方向和轴向;单一侧面2个,粘贴方向为圆周方向和径向。

试验过程

先选择测点粘贴位置,然后粘贴应变计、链接引线、调试仪器等工作,再进行水压试验,同时对红套环在不同水压下的应变进行采集。

水压试验中等待水压稳定后进行应变采集,每种水压状态采集数据2次,试验共采集了26次应变数据。

测试结果

测试数据处理过程:首先将同一过程和同一水压的2次采集数据进行平均,再将升降过程相同压力下的数据进行平均,对每个红套环圆周均布的4个位置的数据进行平均,最后得出相应位置不同试验压力下的应变值。在通过计算将其转变为对应的应力值。从分析数据看出,数据重复性好,线性度高。测试结果如下:

1. 工作压力下,径向应力变化值小于20MPa,周向应力变化值小于35MPa,轴向应力变化值小于15MPa。

2. 极限压力下,径向应力变化值小于30MPa,周向应力变化值小于50MPa,轴向应力变化值小于15MPa。

汽轮机高压缸水压试验过程中红套环应变测试结果表明,水压试验过程中红套环的应力变化值较小,应变测试是检测红套环结构设计的重要手段,为红套环结构的安全评估提供了有力的试验依据。



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