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采用应变仪对管壳式压力容器进行水压试验

分类:应力应变测试    关键词:应变仪

压力容器进行水压试验,可通过目测表面的液体渗漏情况判断其密封性。也可通过监听容器在水压载荷下声音响应信号找出有缺陷部位,更重要的是检验容器结构上关键受力部件的强度。

在一定程度上,通过水压试验会暴露制造过程中产生的缺陷,压力容器上存在一些阀门、联箱、锅炉管子等结构不连续的部位,尤其是焊接接两端如不能够平整过渡,那么应力集中现象会比较明显,设备检修后一般都要进行打压试验。大型锅炉及大面积更换受热面管的锅炉,都应按照规程进行1.25倍工作压力下的超压试验。

大型容器受力关键部位进行水压下的应力应变同步跟踪测试及有限元分析是保证设备安全施压的重要手段,为容器安全评定提供参考依据。

压力容器及仪器介绍

该容器为Ⅱ类压力容器,壳体厚度为80mm,壳程与管箱壳体材质为Q345R,管板材料为锻钢16Mn锅炉压力容器用钢,内表面腐蚀裕量为2mm。设计使用寿命为15年,壳程容积为90m3,管程容积为10.8m3焊接接头都要求焊后热处理。

该台换热器属于大型设备,可将其分解成三个部分,左侧壳体为封头区域,中间为锥形壳体结构,且呈马蹄形状,最右边是一圆形壳体结构,壳体内部还分布一些刚性支撑构件如支撑板,换热管线等。

本次试验采用聚航科技生产的JHDJ动静态应变仪,能够将被测构件因载荷作用引起的应变量转化为电阻变化率。通过换算得到应变值。电阻应变片选用三栅应变花。

水压试验流程

1. 贴片位置选择

对于换热器壳体,其马蹄形壳体为关键部位,选取其上的焊缝为监测对象,在该段壳体上的焊缝上及热影响区选取贴片位置,所测部位兼顾到焊缝和板材。测试点在水压下的工作应力为水压载荷下的壳体各种应力相叠加的总体表现。

2. 贴片

测点选定后,要进行表面处理,用砂轮机打磨、化学清洗,并进行抛光处理,注意细砂纸打磨方向,纵横交替进行,以最大程度减少由于表面处理带来的附加应力的影响。

应变片用压固性粘合剂粘附在测试结构上,在安装应变片时,要特别小心,因为良好的粘合和电缘性是必需的。应变片被正确安装,绕线,进行了连续电阻测试,并且和测试结构绝缘,又进行了防水处理。就可以使用仪器测试。保证固化时间以达到粘合剂的固化强度。

3. 连线

① 将电阻应变片引线经导线端子锡焊连接后,连接到应变仪的通道内,注意地线及电阻补偿片的正确连接。

② 按照以往的应变片测应力经验,打开应变仪,应变通道上就会显示很大的初值,清零后仍然会有跳动的应变值,有时高,高的时候表现为从很小到100μm的跳动,这是因为应变片灵敏度较高,测量点的温度与补偿点的温度不一致,温差的存在导致的附加应变会叠加到测量结果中。为消除温度的影响,本次试验采用独立的一块母材进行贴片补偿,更重要的原因是水压试验,加载过程为动载荷,补偿块要独立于被测表面,故选用独立的相同材质的补偿块进行温度补偿。

4. 打开应变仪及软件,正式测量前,应变仪预热应至少在半小时以上,并重新测量各个测量点电阻值,由于接入应变仪内的电桥,电阻变为80Ω。

5. 容器注水,注水满后密封。

6. 打压试验开始之前,对系统硬件进行检查,包括线路的连接及应变花阻值的正确性,应变仪预热时间在半个小时以上,检查线路连接是否无误。待检查完毕后,开始打压,记录测量曲线。水压试验开始,软件开始记录数据,保证水压达到规定的数值。

以上就是应变仪在水压试验中的应用,如果您还有其他疑问,可直接咨询南京聚航,我们很愿意为您答疑解惑。


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