化工容器水壓應(yīng)變測試實驗

化工容器在工作中一般要承受壓力載荷作用，在設(shè)計制造及交付使用的過程中，需要進行內(nèi)壓承載強度和結(jié)構(gòu)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(yīng)變電測系統(tǒng)，可以檢測應(yīng)變數(shù)值，并對測試結(jié)果進行分析，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供試驗數(shù)據(jù)。本文基于電測法溫度補償測量的基本原理。采用應(yīng)變測試設(shè)備，以某化工容器為測試對象，分析電測法結(jié)果對容器設(shè)計的指導(dǎo)作用。

某化工容器在工作中需要承載應(yīng)力為1MPa的內(nèi)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(nèi)壓下的應(yīng)變分布，為設(shè)計改進提供指導(dǎo)實驗數(shù)據(jù)。

測點布置

采用電測法對容器相應(yīng)部位進行應(yīng)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(shè)置了42個測點。

加載與測試設(shè)備

加載與測試設(shè)備主要包括，移動式水泵；電阻應(yīng)變片，阻值為120±0.2Ω，靈敏度系數(shù)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(yīng)變儀采用聚航科技的JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀。

應(yīng)變測試步驟

容器表面打磨-粘貼應(yīng)變片-連接測試線纜-測試線路復(fù)查-水泵與容器連接-試驗加載-1MPa穩(wěn)壓-應(yīng)變數(shù)據(jù)采集

應(yīng)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(yīng)部位粘貼應(yīng)變片，并將其通過測試導(dǎo)線連接在電阻應(yīng)變儀對應(yīng)編號的接線柱上，將溫度補償試件連接在電阻應(yīng)變儀溫度補償接線柱上。啟動連接應(yīng)變儀的計算機應(yīng)變采集軟件，準(zhǔn)備試驗。一切準(zhǔn)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(shù)，當(dāng)壓力接近1MPa時，進行穩(wěn)壓，并在計算機上采集應(yīng)變數(shù)據(jù)，連續(xù)采集5次，以平均值作為*后測試結(jié)果。

測試結(jié)果分析

測試中發(fā)現(xiàn)封頭部位的應(yīng)變較大，前封頭部位在測點27的應(yīng)變*大，數(shù)值6200με。后封頭*大值出現(xiàn)在測點31，數(shù)值為7200με及封頭與堵蓋連接部位。以試驗結(jié)果為指導(dǎo)，在設(shè)計改進中對相應(yīng)部位進行結(jié)構(gòu)補強。結(jié)構(gòu)改進測試后，應(yīng)變得到明顯改善，測點27附近應(yīng)變降為5300με，測點31應(yīng)變降為5800με，符合設(shè)計指標(biāo)的要求。

以應(yīng)變電測基本原理為基礎(chǔ)，在某化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計中，測試水壓載荷下的應(yīng)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(yīng)變分布狀況，可為結(jié)構(gòu)改進提供可靠的試驗依據(jù)。