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某廠家生產(chǎn)汽輪機高壓內(nèi)缸，其結(jié)構(gòu)設(shè)計為無水平中分面法蘭，上下缸為半圓筒形結(jié)構(gòu)，不用螺栓把合，而是用7個紅套環(huán)箍緊。對于*機組，高壓內(nèi)缸需要進行水壓試驗，確保試驗壓力下無泄漏。水壓試驗時紅套環(huán)會承受較大的力，需要采用電測法測試出水壓試驗過程中紅套環(huán)的應(yīng)力變化情況。

電測法是以電阻應(yīng)變計為傳感元件，將其粘貼在被測構(gòu)件的測點處，使其隨同構(gòu)件變形將構(gòu)件測點處的應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻應(yīng)變計的電阻變化，便可確定測點處的應(yīng)變，然后按胡克定律計算得起應(yīng)力。

測試對象

高壓內(nèi)缸紅套環(huán)，材料為鎳鉻鉬釩超純凈合金鋼，彈性模量E=216CPa，主要測試紅套環(huán)安裝完成后，進行水壓試驗時部分紅套環(huán)的應(yīng)力情況。

儀器情況

儀器采用HYC靜態(tài)應(yīng)變儀，電阻應(yīng)變計為JH雙向溫度自補償應(yīng)變計，敏感柵尺寸4.1*1.9mm，基地尺寸9.5*9.5mm，阻值120Ω。

測點選擇

測點數(shù)量為72個(#1-72點)，測點上均粘貼雙向應(yīng)變計。測點選擇在2、4、6號紅套環(huán)，沿圓周均布于4個方向的相同位置，每個方向布置3個測點，其中外環(huán)1個，粘貼方向為圓周方向和軸向；單一側(cè)面2個，粘貼方向為圓周方向和徑向。

試驗過程

先選擇測點粘貼位置，然后粘貼應(yīng)變計、鏈接引線、調(diào)試儀器等工作，再進行水壓試驗，同時對紅套環(huán)在不同水壓下的應(yīng)變進行采集。

水壓試驗中等待水壓穩(wěn)定后進行應(yīng)變采集，每種水壓狀態(tài)采集數(shù)據(jù)2次，試驗共采集了26次應(yīng)變數(shù)據(jù)。

測試結(jié)果

測試數(shù)據(jù)處理過程：首先將同一過程和同一水壓的2次采集數(shù)據(jù)進行平均，再將升降過程相同壓力下的數(shù)據(jù)進行平均，對每個紅套環(huán)圓周均布的4個位置的數(shù)據(jù)進行平均，后得出相應(yīng)位置不同試驗壓力下的應(yīng)變值。在通過計算將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)的應(yīng)力值。從分析數(shù)據(jù)看出，數(shù)據(jù)重復(fù)性好，線性度高。測試結(jié)果如下：

1. 工作壓力下，徑向應(yīng)力變化值小于20MPa，周向應(yīng)力變化值小于35MPa，軸向應(yīng)力變化值小于15MPa。

2. 極限壓力下，徑向應(yīng)力變化值小于30MPa，周向應(yīng)力變化值小于50MPa，軸向應(yīng)力變化值小于15MPa。

汽輪機高壓缸水壓試驗過程中紅套環(huán)應(yīng)變測試結(jié)果表明，水壓試驗過程中紅套環(huán)的應(yīng)力變化值較小，應(yīng)變測試是檢測紅套環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要手段，為紅套環(huán)結(jié)構(gòu)的安全評估提供了有力的試驗依據(jù)。