一种电站锅炉高温部件应力测试方法与装置

本发明属于应力检测，具体地说是一种无需将检测件焊接在电站锅炉管道上的应力测试装置。

背景技术：

1、在我国双碳和新型电力系统构建的背景下，煤电机组多采用节能降耗和宽负荷快速灵活调峰等关键技术，高参数、大容量的煤电机组参与电网的深度调峰逐渐成为常态；然而，在新的电网形势下，在比最低设计负荷更低的超低负荷下运行时，锅炉极易诱发如过（再）热器工质侧氧化皮剥落、低负荷下煤粉燃烧稳定性差、水动力安全、厚壁部件蠕变疲劳损伤、低温受热面腐蚀泄漏等一系列问题。

2、机组频繁调峰时运行工况多变，锅炉厚壁承压部件需要承受温度和压力波动引起的蠕变和疲劳载荷，对构件的可靠性提出了更高的要求。如果能清楚知道高温管道的应力应变分布规律，然后在相应位置安装应力应变监测装置，实时监测高温压力管道的表面应变状态，提供高温压力管道的动态、实时、在线的失效监测数据，进而对高温压力管道的实时寿命进行预测，就可以降低事故的发生；因此，开展超超临界机组锅炉承压管道应力应变监测，有着广泛的实际需求和重要的应用价值。

3、高温承压部件应力应变监测的方法有多种，例如：激光干涉测量法、ccd相机成像测量法等；激光干涉测量法通常使用双曲线干涉仪或激光干涉仪等设备，通过光束的反射和干涉来测量出物体内部每个小区域的光程差，从而得出其应力分布情况；这种方法具有精度高、非接触式、实时性等优点，但缺点是要求光源与被测物体垂直度高，监测时的抗干扰能力较差；ccd相机成像测量法可通过光波变化得到应变变化信息，缺点是价格昂贵，目前只能对一点拍照，无法实时进行动态监测。

4、光纤光栅测量法作为一种新型的应变测量方法，是通过光纤光栅传感器，利用光源的光波感应应变状况，并将信息通过信号解调系统实时地反映出来；这种方法的优点是成本低、测量误差小、测量精度高、抗电磁干扰好，但缺点是光纤一般通过与待检测管道材质相同的贴片作为基底焊接在电站锅炉管道表面，才能对管道进行检测，导致管道检测完成后，难以将基底从电站锅炉管道表面取下，不便于二次检测。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种电站锅炉高温部件应力测试方法与装置，以解决现有技术中光纤一般通过与待检测管道材质相同的贴片作为基底焊接在电站锅炉管道表面，才能对管道进行检测的问题。

2、一种电站锅炉高温部件应力测试方法与装置，包括调节组件和测试组件，其中，所述调节组件包括多块承载块，所述承载块上竖直开设有容纳槽，所述容纳槽两端均对称设置有限位块，所述容纳槽内设置有弹性件、第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和第二连接杆一端均固定连接有限位板，所述第一连接杆、第二连接杆和限位板上均开设有弧形孔，所述弹性件一端延伸至弧形孔内并与第一连接杆固定连接，所述弹性件另一端延伸至弧形孔内并与第二连接杆固定连接，所述第一连接杆、第二连接杆上均固定连接有第一限位轨道，所述第一限位轨道两侧均设置有第二限位轨道，所述第二限位轨道与承载块固定连接，所述承载块两侧均竖直开设有滑槽；通过拉出第一连接杆和第二连接杆，使得第一限位轨道跟随第一连接杆和第二连接杆移动，从而达到延长第二限位轨道作用，使得测试组件可检测的范围增大，提升装置的适用性。

3、所述测试组件包括对称设置于所述承载块底部的双头电机，所述双头电机两侧均设置有承载板，所述双头电机两侧的输出端均固定连接有旋转轴，所述旋转轴水平贯穿承载板并与承载板通过轴承连接，所述旋转轴上设置有第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述第一从动齿轮和第二从动齿轮分别位于承载板两侧，所述第二从动齿轮与第二限位轨道啮合，双头电机带动旋转轴进行旋转，从而带动第一从动齿轮和第二从动齿轮同时进行旋转，使得测试组件沿着第一限位轨道和第二限位轨道移动，从而对管道表面不同的点进行检测。

4、优选的，所述第一连接杆上固定连接有齿条，所述第二连接杆上竖直开设有容纳孔，且所述第二连接杆上竖直开设有卡槽；第二连接杆上竖直开设的容纳孔对齿条进行容纳，从而便于连接第一连接杆和第二连接杆。

5、优选的，所述容纳孔内设置有第一限位轴和限位齿轮，所述第一限位轴一端延伸至卡槽内，所述第一限位轴与第一连接杆通过轴承连接，所述第一限位轴与限位齿轮固定连接，限位齿轮与齿条啮合，从而固定齿条，进而固定连接第一连接杆和第二连接杆，保障装置在检测时不会发生断裂。

6、优选的，所述第一限位轴固定连接有棘轮，所述棘轮一侧设置有卡块，所述卡块与棘轮啮合，卡块对棘轮进行限位，便于齿条进入容纳孔与限位齿轮啮合的同时，通过限位齿轮将齿条固定在容纳孔内，保障第一连接杆和第二连接杆稳定连接。

7、优选的，所述卡块上竖直贯穿设置有第二限位轴，所述第二限位轴与卡块通过扭簧连接，且所述第二限位轴与第一连接杆固定连接，所述棘轮、卡块和第二限位轴均位于卡槽内。

8、优选的，所述旋转轴一端中空设置，所述旋转轴一侧设置有第三连接杆，所述第三连接杆一端延伸至旋转轴内，所述第三连接杆另一端通过轴承连接有转轮，所述转轮位于滑槽内，通过第三连接杆与转轮对测试组件进行限位，保障测试组件沿着第二限位轨道进行移动。

9、优选的，所述承载板底部固定连接有按压板，所述按压板底部设置有多根电动伸缩杆，所述电动伸缩杆底部设置有基底，所述基底上设置有垫片，所述基底顶部对称竖直开设有埋线槽，顶部竖直开设的所述埋线槽位于垫片两侧。

10、优选的，所述基底一侧对称设置有盖板，所述盖板与基底通过合页连接，所述埋线槽内设置有光纤，所述光纤两端均延伸出埋线槽。

11、一种电站锅炉高温部件应力测试方法，其步骤如下：s1：启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动基底下降，解除与按压板贴合；s2：将光纤放置于埋线槽内和垫片上方，在光纤两端施加拉力，使光纤保持紧绷状态；s3：将高温粘结剂均匀涂覆在槽内光纤上，翻转盖板，使得盖板对埋线槽覆盖；s4：启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动基底上升，盖板与按压板贴合；s5：按压板对盖板进行挤压，等待高温粘结剂凝固，使光纤与基底紧密结合，不发生滑动；s6：将多块承载块放置于待检测管道四周，依次将第一连接杆上的齿条伸入第二连接杆上开设的卡槽内，将装置固定于待检测管道上；s7：再次启动电动伸缩杆，电动伸缩杆推动基底与待检测管道贴合。

12、优选的，所述垫片为双向拉仲聚丙烯薄膜材料，所述高温粘结剂为高温硅酸铝保温棉粘结剂。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、1、本发明通过调节第一连接杆和第二连接杆延伸出容纳槽的长度，使得装置能根据电站锅炉管道口径进行调节，从而提升装置的适用范围，弹性件可根据电站锅炉管道的口径对第一连接杆和第二连接杆施加拉力，从而确保基底与电站锅炉管道表面贴合，使得装置无需将基底焊接在电站锅炉管道表面，便可对电站锅炉管道进行检测。

15、2、本发明通过将高温粘结剂均匀涂覆在槽内光纤上，翻转盖板，使得盖板对埋线槽覆盖，启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动基底上升，盖板与按压板贴合，确保使光纤与基底紧密结合，不发生滑动。

16、3、本发明通过解除卡块和棘轮的啮合，第一连接杆和第二连接杆在弹性件的作用下，自动缩回容纳槽内，便于测试人员拆卸，在测试人员将承载块从电站锅炉管道表面取下的过程中，基底跟随承载块脱离电站锅炉管道表面，便于对电站锅炉管道进行二次检测。

17、4、本发明通过调整粘接点的距离、垫片的宽度和数量，从而实现在不同温度下应变测量。