水輪機(jī)的蝸殼座試壓泵打壓測(cè)試過(guò)程分析
水輪機(jī)的蝸殼座環(huán)安裝完畢后，需要在工地進(jìn)行充水用電動(dòng)試壓泵進(jìn)行打壓試驗(yàn)。試壓泵打壓試驗(yàn)的目的主要是為了檢驗(yàn)焊縫的質(zhì)量和蝸殼座環(huán)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及消除焊接殘余應(yīng)力。因此有必要在打壓過(guò)程中對(duì)蝸殼、座環(huán)等的高應(yīng)力部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確定結(jié)構(gòu)的真實(shí)應(yīng)力水平，通過(guò)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)還可以與有限元法計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。在水輪機(jī)蝸殼座環(huán)在試壓泵打壓試驗(yàn)的實(shí)際工程應(yīng)用中，通常采用應(yīng)變片法進(jìn)行測(cè)試，該法具有使用方便、操作簡(jiǎn)單、相對(duì)穩(wěn)定、靈敏度高、測(cè)量結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)。本文主要介紹了采用應(yīng)變片法測(cè)量某電站水輪機(jī)蝸殼座環(huán)試壓泵打壓試驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)力，并闡述了應(yīng)變片在密閉容器水中的防護(hù)措施以及引線引出的密封問(wèn)題。
試驗(yàn)原理
應(yīng)變片法測(cè)試系統(tǒng)的原理框圖如圖l所示。
應(yīng)變片的測(cè)量值經(jīng)轉(zhuǎn)換箱進(jìn)入到YJD．27型
應(yīng)變儀后，讀出應(yīng)變值，再根據(jù)換算公式得到應(yīng)力值。在應(yīng)變的測(cè)量中會(huì)遇到一個(gè)問(wèn)題，那就是電站現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)變的影響。為解決這個(gè)問(wèn)題，我們應(yīng)用了溫度補(bǔ)償法，將溫度補(bǔ)償片聯(lián)人橋路的相鄰邊，使得溫度引起的被測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)變和補(bǔ)償片的應(yīng)變相同，這樣溫度引起的輸出電壓為零，從而避免了環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)變的影響。
水壓試壓泵打壓試驗(yàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)原理框圖
試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置
通常蝸殼座環(huán)進(jìn)口段的應(yīng)力是最大的，因此，我們把測(cè)點(diǎn)布置在進(jìn)口段的l#固定導(dǎo)葉和一x斷面的蝸殼上，共布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)。1、2、3、4為1#固定導(dǎo)葉上的測(cè)點(diǎn)，這4個(gè)測(cè)點(diǎn)均在水中。在一x的斷面上，距焊縫200mm處按下列方式布有4個(gè)測(cè)點(diǎn)。即5、6點(diǎn)為過(guò)渡段上的測(cè)點(diǎn)，與一x斷面對(duì)稱布置，間距40mm；7、8點(diǎn)為蝸殼上的測(cè)點(diǎn)，間距90。布置。這4個(gè)測(cè)點(diǎn)裸露在空氣中。測(cè)點(diǎn)的具體布置位置見圖2。
由于固定導(dǎo)葉上的4個(gè)測(cè)點(diǎn)處于水中，因此需要做特殊的防護(hù)處理，并使其引線從密封裝置引出，以防止打壓泵打壓時(shí)水順著引線流出，這是試驗(yàn)取得成功的關(guān)鍵步驟。為此，在水中我們采用環(huán)氧樹脂加凡士林覆蓋的方法來(lái)防護(hù)應(yīng)變片，以保證其絕緣性能，如圖3所示。為了解決信號(hào)線從蝸殼內(nèi)部向外引出時(shí)的封水問(wèn)題，采用了特制的密封裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖
蝸殼座環(huán)水壓試壓泵打壓試驗(yàn)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖
引線引出密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
試驗(yàn)結(jié)果與分析打壓試驗(yàn)時(shí)，蝸殼充水后將各點(diǎn)調(diào)為零，按下列順序升壓
0.0—1.0—2.0 Mpa，然后撤壓至1.0MPa；
1.0—2.0—3.0Mpa，然后撤壓至2.0MPa；
2.0-3.0—4.0Mpa保壓1.5小時(shí)后撤壓。按順序升壓時(shí)，每一壓力下要保持10min記錄各點(diǎn)的應(yīng)力。
表1列出了試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。
