微應變變化規(guī)律

1、水冷壁高溫應力測定項目階段數(shù)據(jù)分析¾¾遼寧石油化工大學高溫應力測定項目組高溫應力測試技術(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力變化情況，同時可以提供該設(shè)備在正常運行時，出現(xiàn)最大應力時所對應的溫度和負荷。 自2006年4月22日起遼寧石油化工大學高溫應力測定項目組成員進入綏中電廠后，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備工作，保證了現(xiàn)場測試的順利進行。 本次應力測定測

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，運行期間的應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米處應力測試點位置示意圖2006年4月26日晚1號機組首次點火后即開始進行數(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變分布如圖2和圖3所示，圖中給出的是微

3、應變隨時間變化的曲線，微應變變化規(guī)律與被測點應力變化規(guī)律基本一致，因此這一曲線可以反映出被測點的應力變化趨勢。圖2為5月1日晚1號機組開始點火后24小時內(nèi)17米處3號位置角焊縫及對接焊縫的微應變-時間曲線。圖中顯示在點火后的升溫階段應變幅的變化較大，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變量不斷增大。當溫度達到300oC以上后，總應變量開始趨于穩(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變量水平基本相當，說明焊縫受力狀態(tài)為承受剪應力。整個升溫過程結(jié)束后角焊縫處總的應變累積達到1500me左

4、右，相當于0.15%的應變量，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到較高的應力水平。圖3為5月2日晚1號機組運行達到相對穩(wěn)定狀態(tài)后3號位置角焊縫及對接焊縫的微應變-時間曲線。可以看出在相當長的時間內(nèi)總應變量的平均值基本保持不變，即在穩(wěn)定運行階段水冷壁測試點處的平均應力水平?jīng)]有出現(xiàn)大的變化。但是應變量則存在明顯的瞬時波動，波動幅度約為±100me，相當于±0.01%的應變幅，波動周期大約為10分鐘。這說明即使在穩(wěn)定運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。雖然疲勞應變幅不大，但考慮到角焊縫處總的應變量比較大，交變載荷是在大應變量基礎(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，因此應當考慮疲勞-蠕變的交互作用，這就對焊縫的強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，其它位置的應變分布規(guī)律與此基本相同，只是在總的應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)橫向及縱向應變隨時間變化曲線。（橫向：垂直焊縫