微應(yīng)變變化規(guī)律

1、水冷壁高溫應(yīng)力測定項目階段數(shù)據(jù)分析¾¾遼寧石油化工大學(xué)高溫應(yīng)力測定項目組高溫應(yīng)力測試技術(shù)，是在壓力容器或受熱設(shè)備在升溫、升壓過程中，對溫度與應(yīng)力變化的動態(tài)檢測和數(shù)據(jù)采集，以便從中了解到設(shè)備在不同溫度和壓力下的應(yīng)力變化情況，同時可以提供該設(shè)備在正常運(yùn)行時，出現(xiàn)最大應(yīng)力時所對應(yīng)的溫度和負(fù)荷。 自2006年4月22日起遼寧石油化工大學(xué)高溫應(yīng)力測定項目組成員進(jìn)入綏中電廠后，本項目現(xiàn)場測試工作正式開始。由于工期比預(yù)計時間提前，項目組成員加班加點，于2006年4月26日晚1號機(jī)組首次點火前完成了貼片、布線、引線點焊及現(xiàn)場儀器安裝等測試準(zhǔn)備工作，保證了現(xiàn)場測試的順利進(jìn)行。 本次應(yīng)力測定測

2、量點的選擇如圖1所示。由于鰭片開裂主要發(fā)生在水冷壁四角的角焊縫及其附近，運(yùn)行期間的應(yīng)力最大值點最有可能在這些位置出現(xiàn)，因此測量點的選擇集中在這些位置。圖1中以17米處為例，將水冷壁的四個角按逆時針標(biāo)記為1-4號位置，每個位置選擇一處角焊縫和一處對接焊縫分別沿縱向（與焊縫平行）和橫向（與焊縫垂直）點焊高溫應(yīng)變片。37米處的測量點位置選擇與17米處類似。電梯1 4 2 3角焊縫水冷壁對接焊縫圖1. 17米處應(yīng)力測試點位置示意圖2006年4月26日晚1號機(jī)組首次點火后即開始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，到目前為止已連續(xù)采集超過十天，取得了一些初步的測試結(jié)果。具有代表性的測試點應(yīng)變分布如圖2和圖3所示，圖中給出的是微

3、應(yīng)變隨時間變化的曲線，微應(yīng)變變化規(guī)律與被測點應(yīng)力變化規(guī)律基本一致，因此這一曲線可以反映出被測點的應(yīng)力變化趨勢。圖2為5月1日晚1號機(jī)組開始點火后24小時內(nèi)17米處3號位置角焊縫及對接焊縫的微應(yīng)變-時間曲線。圖中顯示在點火后的升溫階段應(yīng)變幅的變化較大，并且有很大的波動，但總的趨勢是隨時間的延長和溫度的升高應(yīng)變量不斷增大。當(dāng)溫度達(dá)到300oC以上后，總應(yīng)變量開始趨于穩(wěn)定。對比角焊縫和對接焊縫的變形情況發(fā)現(xiàn)，角焊縫的應(yīng)變量大于對接焊縫，表明角焊縫承受的載荷大于對接焊縫。同時同一類焊縫的橫向和縱向應(yīng)變量水平基本相當(dāng)，說明焊縫受力狀態(tài)為承受剪應(yīng)力。整個升溫過程結(jié)束后角焊縫處總的應(yīng)變累積達(dá)到1500me左

4、右，相當(dāng)于0.15%的應(yīng)變量，表明在角焊縫處存在比較大的局部變形，也就是說在此處已達(dá)到較高的應(yīng)力水平。圖3為5月2日晚1號機(jī)組運(yùn)行達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)后3號位置角焊縫及對接焊縫的微應(yīng)變-時間曲線?？梢钥闯鲈谙喈?dāng)長的時間內(nèi)總應(yīng)變量的平均值基本保持不變，即在穩(wěn)定運(yùn)行階段水冷壁測試點處的平均應(yīng)力水平?jīng)]有出現(xiàn)大的變化。但是應(yīng)變量則存在明顯的瞬時波動，波動幅度約為±100me，相當(dāng)于±0.01%的應(yīng)變幅，波動周期大約為10分鐘。這說明即使在穩(wěn)定運(yùn)行階段水冷壁角焊縫處仍然承受著交變載荷，因而必然存在疲勞過程。雖然疲勞應(yīng)變幅不大，但考慮到角焊縫處總的應(yīng)變量比較大，交變載荷是在大應(yīng)變量基礎(chǔ)之上的。同時水冷壁溫度較高，17米處為360oC左右，而37米處則在400oC以上，因此應(yīng)當(dāng)考慮疲勞-蠕變的交互作用，這就對焊縫的強(qiáng)度提出了較高的要求。如果焊接質(zhì)量不好，存在原始焊接缺陷，則焊縫在此狀態(tài)下極易發(fā)生開裂。 圖2和圖3給出的是17米處3號位置的情況，對其它位置的數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，其它位置的應(yīng)變分布規(guī)律與此基本相同，只是在總的應(yīng)變量上有少量的變化。圖2. 17米處3號位置角焊縫和對接焊縫點火后24小時內(nèi)橫向及縱向應(yīng)變隨時間變化曲線。（橫向：垂直焊縫