快速测量应变强化容器轴向变形量的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及容器变形量的测量技术，特别涉及一种快速测量应变强化容器轴向变 形量的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 应变强化技术具体是通过对成型后奥氏体不锈钢低温容器内容器进行超压处理， 并在强化压力下保持压力一段时间，使容器充分变形来实现容器的应变强化的。
[0003] 目前，筒体的轴向变形常通过使用皮尺测量标距长度或贴应变片的方法来测量， 这给实际的生产带来了不便：对于前者，需要人工读数，随着筒节数目的增多以及测量间隔 时间的减少，误差产生的概率以及人力成本均会增加，同时当筒体在强化过程中出现鼓胀 变形时，用皮尺测得的标距长度并非真实值，存在系统测量误差，此外人工读数时需靠近承 受超过设计压力的容器，存在一定的安全风险；对于后者，虽然应变片测量精度可以保证， 但应变片安装精度要求非常高，安装过程费时费力，而且应变片只能测出测点处的应变，无 法体现容器的整体轴向变形。当容器产生大变形时，应变片无法克服易脱落的难题，而且应 变片不可重复使用，故增加了测量成本，故使用该方法测量的效率较低，不适合用于应变强 化容器的实际生产。
[0004] 对于目前现有的测量技术与方法，若采用人工读数的方式进行测量，则无法实现 应变强化容器的轴向变形量的自动化测量，且存在极大的系统测量误差与相当的安全隐 患；若采用应变片测量，则由于应变片无法重复使用，且安装调试过程极其繁琐，导致使用 成本高而测量效率低，这些都限制了应变强化工艺的自动化程度的提高。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种全新的快速测量 应变强化容器轴向变形量的系统及方法。
[0006] 为解决技术问题，本发明的解决方案是：
[0007] 提供一种快速测量应变强化容器轴向变形量的系统，包括用于等效和采集待测压 力容器轴向长度的钢丝绳；还包括：在容器的同侧装有两块工装板，均垂直于待测容器的 轴向且相互平行、等高；其中第一工装板上平行装有两个拉绳位移传感器；所述钢丝绳有 两条，平行于待测容器的轴向且等高，分别装在两个拉绳位移传感器与第二工装板之间。
[0008] 本发明中，所述第一工装板是开孔工装板，沿同一水平直线方向设有多个工装孔， 用于固定两个拉绳位移传感器。
[0009] 本发明中，所述第二工装板是开槽工装板，设有垂直于待测容器的轴向的水平的 开口直槽，用于固定两条钢丝绳的端部，并实现调节钢丝绳之间的距离和钢丝绳与容器之 间的距离。
[0010] 本发明中，所述钢丝绳是由自紧连接头实现固定的，具体为：钢丝绳的两端均接在 自紧连接头上，其中一端的自紧连接头与螺栓相连，螺栓穿过开槽工装板的开口直槽后由 螺母实现紧固，螺母与开槽工装板之间设防松垫片；另一端的自紧连接头通过双头螺柱与 第三个自紧连接头相连，该第三个自紧连接头接至拉绳位移传感器上的拉绳，拉绳上穿有 橡胶缓冲垫。
[0011] 本发明中，所述自紧连接头具有腔体、爪瓣和螺旋盖帽三个部件；其中：腔体呈管 状，其中心开有轴向贯通的孔，用于穿过钢丝绳或拉绳；腔体一端设有内螺纹，用于连接螺 栓或双头螺柱；腔体内螺纹端还开有垂直于腔体轴向的通孔，用于引出过长的钢丝绳或拉 绳；腔体另一端设有外螺纹，腔体外螺纹端的内部还设有用于安装爪瓣的沉孔；爪瓣至少 有两个，爪瓣内侧设麻花纹，用于增加与钢丝绳或拉绳之间的摩擦力；螺旋盖帽为柱锥形壳 体，柱形端设内螺纹，用于与腔体外螺纹端连接并紧固爪瓣；螺旋盖帽外侧设麻花纹。
[0012] 本发明中，所述与螺栓连接的螺母有两个，外侧的螺母用于实现微调。
[0013] 本发明还进一步提供了快速测量应变强化容器轴向变形量的方法，包括以下步 骤：
[0014] (1)在容器的同侧安装两块工装板，工装板垂直于待测容器的轴向且相互平行、等 高；其中第一工装板上平行安装两个拉绳位移传感器；
[0015] (2)在两个拉绳位移传感器与第二工装板之间分别安装一条钢丝绳，并使两条钢 丝绳平行于待测容器的轴向且等高；使钢丝绳达到绷紧状态后，记录内侧钢丝绳与容器距 离为a，两条钢丝绳之间的距离为b ;
[0016] (3)对容器进行充水或加压处理使其按测量要求进行膨胀，用位移传感器记录内 侦I外侧两条钢丝绳的端部位移数据分别为Δ?ρ Al2，计算得到待测容器轴向的变形量 八1〇为：
【主权项】
1. 快速测量应变强化容器轴向变形量的系统，包括用于等效和采集待测压力容器轴向 长度的钢丝绳；其特征在于，还包括：在容器的同侧装有两块工装板，均垂直于待测容器的 轴向且相互平行、等高；其中第一工装板上平行装有两个拉绳位移传感器；所述钢丝绳有 两条，平行于待测容器的轴向且等高，分别装在两个拉绳位移传感器与第二工装板之间。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一工装板是开孔工装板，沿同一水 平直线方向设有多个工装孔，用于固定两个拉绳位移传感器。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二工装板是开槽工装板，设有垂直 于待测容器的轴向的水平的开口直槽，用于固定两条钢丝绳的端部，并实现调节钢丝绳之 间的距离和钢丝绳与容器之间的距离。
4. 根据权利要求1至3任意一项中所述的系统，其特征在于，所述钢丝绳是由自紧连接 头实现固定的，具体为：钢丝绳的两端均接在自紧连接头上，其中一端的自紧连接头与螺栓 相连，螺栓穿过开槽工装板的开口直槽后由螺母实现紧固，螺母与开槽工装板之间设防松 垫片；另一端的自紧连接头通过双头螺柱与第三个自紧连接头相连，该第三个自紧连接头 接至拉绳位移传感器上的拉绳，拉绳上穿有橡胶缓冲垫。
5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述自紧连接头具有腔体、爪瓣和螺旋盖 帽三个部件；其中： 腔体呈管状，其中心开有轴向贯通的孔，用于穿过钢丝绳或拉绳；腔体一端设有内螺 纹，用于连接螺栓或双头螺柱；腔体内螺纹端还开有垂直于腔体轴向的通孔，用于引出过长 的钢丝绳或拉绳；腔体另一端设有外螺纹，腔体外螺纹端的内部还设有用于安装爪瓣的沉 孔； 爪瓣至少有两个，爪瓣内侧设麻花纹，用于增加与钢丝绳或拉绳之间的摩擦力； 螺旋盖帽为柱锥形壳体，柱形端设内螺纹，用于与腔体外螺纹端连接并紧固爪瓣；螺旋 盖帽外侧设麻花纹。
6. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述与螺栓连接的螺母有两个。
7. -种快速测量应变强化容器轴向变形量的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 在容器的同侧安装两块工装板，工装板垂直于待测容器的轴向且相互平行、等高； 其中第一工装板上平行安装两个拉绳位移传感器； (2) 在两个拉绳位移传感器与第二工装板之间分别安装一条钢丝绳，并使两条钢丝绳 平行于待测容器的轴向且等高；使钢丝绳达到绷紧状态后，记录内侧钢丝绳与容器距离为 a，两条钢丝绳之间的距离为b ; (3) 对容器进行充水或加压处理使其按测量要求进行膨胀，用位移传感器记录内侧、外 侧两条钢丝绳的端部位移数据分别为
Λ I,、Λ I2，计算得到待测容器轴向的变形量AlciS:
【专利摘要】本发明涉及容器变形量的测量技术，旨在提供一种快速测量应变强化容器轴向变形量的系统及方法。该系统包括：在容器的同侧装有两块工装板，均垂直于待测容器的轴向且相互平行、等高；其中第一工装板上平行装有两个拉绳位移传感器；两条钢丝绳平行于待测容器的轴向且等高，分别装在两个拉绳位移传感器与第二工装板之间。本发明实现了应变强化容器筒体轴向变化量的快速自动化精确测量，提高了生产效率，具有精度高、效率高的特点；避免了由于人工读数需要靠近容器所带来的安全隐患；测量系统为机械结构，可重复使用，节约资源；安装、操作简便，使用成本低，且便于搬运，节省人力物力；改变钢丝绳长度或更换相应零件可实现对不同测试对象的测量。
【IPC分类】G01B5-30
【公开号】CN104677252
【申请号】CN201510092119
【发明人】郑津洋, 叶建军, 陆群杰, 施建峰, 姜超, 张潇, 缪存坚
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月2日