化工容器在工作中一般要承受壓力載荷作用,在設計制造及交付使用的過程中,需要進行內壓承載強度和結構合理性評估。通用的方法就是采用水壓試驗,試驗時,利用水壓應變電測系統,可以檢測應變數值,并對測試結果進行分析,為結構優化提供試驗數據。本文基于電測法溫度補償測量的基本原理。采用應變測試設備,以某化工容器為測試對象,分析電測法結果對容器設計的指導作用。
某化工容器在工作中需要承載應力為1MPa的內壓載荷,在研制階段,對試驗容器進行水壓試驗,測定容器在1MPa內壓下的應變分布,為設計改進提供指導實驗數據。
測點布置
采用電測法對容器相應部位進行應變測試,水壓試驗壓強為1MPa。分別在容器的桶段和前后封頭設置了42個測點。
加載與測試設備
加載與測試設備主要包括,移動式水泵;電阻應變片,阻值為120±0.2Ω,靈敏度系數為224±1%;溫度補償試件;與試驗容器材料相同的同批取樣試件;電阻應變儀采用聚航科技的JHYC靜態應變儀。
應變測試步驟
容器表面打磨-粘貼應變片-連接測試線纜-測試線路復查-水泵與容器連接-試驗加載-1MPa穩壓-應變數據采集
應變測試采用對臂測量接橋方式,并考慮溫度補償。采用壓力量程為5MPa的移動式水泵,水泵壓力出水口通過管路與容器后封頭堵蓋連接部位相連。在容器對應部位粘貼應變片,并將其通過測試導線連接在電阻應變儀對應編號的接線柱上,將溫度補償試件連接在電阻應變儀溫度補償接線柱上。啟動連接應變儀的計算機應變采集軟件,準備試驗。一切準備好后,啟動水泵,開始對容器加載,并注意觀察壓力表的讀數,當壓力接近1MPa時,進行穩壓,并在計算機上采集應變數據,連續采集5次,以平均值作為最后測試結果。
測試結果分析
測試中發現封頭部位的應變較大,前封頭部位在測點27的應變*大,數值6200με。后封頭*大值出現在測點31,數值為7200με及封頭與堵蓋連接部位。以試驗結果為指導,在設計改進中對相應部位進行結構補強。結構改進測試后,應變得到明顯改善,測點27附近應變降為5300με,測點31應變降為5800με,符合設計指標的要求。
以應變電測基本原理為基礎,在某化工容器結構設計中,測試水壓載荷下的應變,并考慮采用溫度補償測試法,獲取容器承載作用時主要部位外表面的應變分布狀況,可為結構改進提供可靠的試驗依據。