熱風管拉桿應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測分析

對結(jié)構(gòu)件進行動態(tài)、靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測，是了解結(jié)構(gòu)件受力變形狀況的一種有效監(jiān)測手段。通過應(yīng)變測試，工程師可以了解被測件的實際應(yīng)變大小及分布情況，進而分析設(shè)備構(gòu)件的故障原因、壽命長短和強度儲備等。本文對熱風管拉桿進行了應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測試驗，以便掌握熱風管系統(tǒng)在運行期間的受力情況及變形狀態(tài)，為研究處理異常情況提供了重要依據(jù)，避免意外事故發(fā)生。同時，也為今后的熱風管結(jié)構(gòu)維護提供檢測數(shù)據(jù)和實際參考。

應(yīng)變測試原理

電阻應(yīng)變測試的工作原理，即應(yīng)變片金屬絲在受到應(yīng)力作用時，其電阻隨著所發(fā)生機械變形的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化。在實際應(yīng)用中，將電阻應(yīng)變片粘貼在被測機械零件的表面，當被測機械零件受作用力產(chǎn)生應(yīng)變時，粘貼在其上的應(yīng)變片也隨之發(fā)生相同的機械變形，引起應(yīng)變片電阻發(fā)生相應(yīng)的變化。這時，電阻應(yīng)變片便將力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻的變化量輸出。

測點選擇與布置

高爐熱風管拉桿為直徑100mm的受拉構(gòu)件，其材料為35鋼，兩端為螺紋與外徑 220mm，內(nèi)徑100mm的連接節(jié)相連接。連接螺紋段長度為180mm；考慮到拉桿在熱風管外凸處受擠壓發(fā)生了嚴重的變形和位移，其中靠近熱風爐側(cè)的兩根拉桿已經(jīng)變形，而且此處由于熱風管內(nèi)有部分保溫耐火材料出現(xiàn)故障，雖然已采取降溫措施，但熱風管周圍溫度較高，在熱風管工況轉(zhuǎn)換時溫度變化較大，故拉桿在該處由于受擠壓變形及環(huán)境溫度變化所受載荷較其他位置為大，因此布置測點于此處。

根據(jù)受力分析和現(xiàn)場考察，選擇熱風管外凸位置附近的10個位置作為拉桿應(yīng)變測點。其中9個測點位于熱風管外凸位置東西兩側(cè)，1個測點位于熱風管外凸最嚴重處，被測拉桿在該處與熱風管外凸部分相接觸。

監(jiān)測方案與實施

做好測點的溫度補償及防潮措施。本系統(tǒng)采用一工作片，一溫度補償片的半橋連接方式。連接好后，每個工作橋臂實測阻值在119.4-120.8之間。應(yīng)變片貼片后采用耐高溫的環(huán)氧樹脂包裹，并用0.2mm的不銹鋼薄板進行圍閉。上述防護措施，使絕大部分測點經(jīng)受住了日曬雨淋和熱風管熱輻射的考驗。

測試儀器采用南京聚航科技有限公司的JHDY動態(tài)應(yīng)變測量分析系統(tǒng)，儀器采用全數(shù)字電路，每通道獨立AD、獨立MCU，所有通道同步采樣，采樣頻率軟件設(shè)置，不隨通道數(shù)遞減。采用硬件隔離技術(shù)，系統(tǒng)具有較強的現(xiàn)場抗干擾能力。

準備工作，盡量減少現(xiàn)場工作量，提高工作效率和檢測質(zhì)量。由于現(xiàn)場貼片等工作只能在熱風爐休風時進行，時間較短，而現(xiàn)場測試施工環(huán)境非常惡劣。與目前常采用的現(xiàn)場布線、貼片、焊接、調(diào)試的方法不同，本次測量之前，幾乎所有的準備工作，如布線、焊片等，都已提前完成。盡量減少現(xiàn)場工作量，提高工作效率和檢測質(zhì)量。同時，由于現(xiàn)場為高溫、高濕環(huán)境，現(xiàn)場貼片環(huán)境嚴酷。為此，本次測試采用AB膠作為粘結(jié)劑，粘結(jié)后對應(yīng)變片及其引出線使用環(huán)氧樹脂作保護性固封。

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