管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備的測(cè)試技術(shù)，特別是涉及到電力設(shè)備中安全裝置的沖擊測(cè)試技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]核電站高能管道包括在正常工況下最高運(yùn)行溫度超過(guò)100 °C或最高運(yùn)行壓力超過(guò)2MPa的管道系統(tǒng)。高能管道在運(yùn)行期間壓力脈動(dòng)或過(guò)高壓力的出現(xiàn)，使管道材料機(jī)械性能降低，從而可能引起管道破裂。管道突然破裂時(shí)，泄露的高壓流體會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生很大的橫向力，在噴射力的作用下，破裂的管道會(huì)產(chǎn)生很高的橫向速度，并使管道繞著管道上的一個(gè)局部變形區(qū)作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，破裂的管道會(huì)打到其他管道、設(shè)備或儀表上，造成這些器件的破壞，加劇事故的嚴(yán)重性，造成連鎖式的危害。為了減輕管道破裂產(chǎn)生的后果，需要對(duì)管道破裂后的甩動(dòng)規(guī)律進(jìn)行認(rèn)真分析，并設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)措施，盡量減少可能的破壞。
[0003]現(xiàn)有核電廠設(shè)計(jì)建造過(guò)程中均設(shè)置了管道防甩裝置，其中利用U型管道防甩裝置環(huán)抱住高能管道，在管道破裂時(shí)利用U型管道防甩裝置材料的塑性變形來(lái)吸收能量，是一種普遍使用的方法。U型管道防甩裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中U型桿固定在剛性支座上，彎曲部分環(huán)繞抱住高壓管道并留有可調(diào)節(jié)的間隙，高壓管道甩動(dòng)時(shí)，利用U型桿的塑性變形來(lái)吸收能量，根據(jù)需要可以設(shè)計(jì)多組U型桿。
[0004]由于核電廠對(duì)安全要求極為嚴(yán)格，U型管道防甩裝置之前全部需要進(jìn)口，國(guó)內(nèi)對(duì)其設(shè)計(jì)加工和測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)有限，并且也沒有對(duì)于管道防甩裝置沖擊測(cè)試的相關(guān)法規(guī)，因此在這方面的現(xiàn)有技術(shù)還比較少。
[0005]通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)調(diào)研，有研宄機(jī)構(gòu)對(duì)U型管道防甩裝置進(jìn)行過(guò)沖擊試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)采用落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)完成，例如一種落錘試驗(yàn)機(jī)如專利200910061645.5所示，由擋鐵、吊鉤、鋼絲繩、抓鉤裝置、鋼軌夾持裝置組成，能夠通過(guò)吊鉤上的抓鉤裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊錘的抓取和釋放，可以通過(guò)調(diào)整沖擊錘的高度調(diào)整輸入能量。對(duì)較高能量的試驗(yàn)還需要借助爆炸使錘頭獲得一個(gè)較高的初速度。由于涉及爆炸，試驗(yàn)中不容易對(duì)輸入能量實(shí)現(xiàn)精確控制，并且落錘試驗(yàn)中不易采集獲得準(zhǔn)確、穩(wěn)定的力信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)方法及設(shè)備，所述管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)方法及設(shè)備能夠進(jìn)行高速、高能量撞擊試驗(yàn)，輸入能量大小可以精確控制，并且可以方便地獲得準(zhǔn)確穩(wěn)定的應(yīng)變、加速度、高速攝像、變形量等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠全面、客觀地評(píng)價(jià)管道防甩裝置的性能，并能對(duì)管道防甩裝置的設(shè)計(jì)提供有力支撐，可廣泛用于U型管道防甩裝置和其他類似的工程結(jié)構(gòu)件的動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如下。
[0008]一種管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)設(shè)備，所述管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)設(shè)備包括U型桿安裝部件、牽引系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)，其中，
[0009]U型桿安裝部件用于安裝U型桿試件；
[0010]牽引系統(tǒng)包括試驗(yàn)臺(tái)車、滑車及其控制驅(qū)動(dòng)部件，試驗(yàn)臺(tái)車前端連接有沖擊頭，用于對(duì)U型桿試件進(jìn)行水平?jīng)_擊；
[0011]測(cè)試系統(tǒng)包括高速相機(jī)采集系統(tǒng)、應(yīng)變采集系統(tǒng)、電測(cè)量系統(tǒng)和試驗(yàn)速度測(cè)量系統(tǒng)，分別測(cè)量U型桿試件在水平?jīng)_擊過(guò)程中的形變、關(guān)鍵部位的應(yīng)變、試驗(yàn)臺(tái)車的加速度和碰撞速度信息。
[0012]所述U型桿安裝部件包括固定壁障和U型桿安裝框架，其中，
[0013]固定壁障和U型桿安裝框架固定在一起；
[0014]固定壁障連接部位有槽；
[0015]U型桿安裝框架具有銷座；
[0016]U型桿試件的兩端有孔，所述兩端插入U(xiǎn)型桿安裝框架的銷座，通過(guò)圓柱銷插入U(xiǎn)型桿安裝框架的銷座孔和U型桿試件兩端的孔，將所述U型桿試件可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述銷座中。
[0017]所述應(yīng)變采集系統(tǒng)包括應(yīng)變片、應(yīng)變采集橋盒、超動(dòng)態(tài)應(yīng)變采集儀和應(yīng)變采集電腦，其中應(yīng)變片粘貼在U型桿試件的關(guān)鍵部位，應(yīng)變采集橋盒與應(yīng)變片相連接，并連接至超動(dòng)態(tài)應(yīng)變采集儀，超動(dòng)態(tài)應(yīng)變采集儀將U型桿試件關(guān)鍵部位的應(yīng)變信息發(fā)送至應(yīng)變采集電腦。
[0018]所述U型桿試件關(guān)鍵部位包括U型桿試件的頂部、起弧點(diǎn)、根部區(qū)域。
[0019]所述電測(cè)量系統(tǒng)包括加速度傳感器、加速度數(shù)據(jù)采集器和加速度采集電腦，其中，
[0020]加速度傳感器固定于牽引系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)車上，加速度傳感器通過(guò)線纜連接至加速度數(shù)據(jù)采集器；
[0021]加速度數(shù)據(jù)采集器固定于牽引系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)車上，收集并存儲(chǔ)試驗(yàn)臺(tái)車的加速度信息；
[0022]加速度采集電腦用于讀取加速度數(shù)據(jù)采集器中存儲(chǔ)的試驗(yàn)臺(tái)車加速度信息。
[0023]所述牽引系統(tǒng)的控制驅(qū)動(dòng)部件包括遠(yuǎn)程控制電腦、控制柜、電機(jī)、鋼索和鋼索釋放裝置，其中，
[0024]試驗(yàn)臺(tái)車與滑車通過(guò)螺栓連接；
[0025]滑車可卡緊鋼索，通過(guò)鋼索運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)車；
[0026]鋼索釋放裝置用于松開滑車與鋼索，避免水平?jīng)_擊對(duì)牽引系統(tǒng)的損害；
[0027]電機(jī)用于根據(jù)遠(yuǎn)程控制電腦和控制柜的控制帶動(dòng)鋼索運(yùn)動(dòng)。
[0028]所述鋼索釋放裝置固定于預(yù)定位置，相應(yīng)地，所述滑車包括鋼索卡緊臂與鋼索卡緊凸輪，其中所述鋼索卡緊臂通過(guò)花鍵固定至鋼索卡緊凸輪，用于當(dāng)滑車運(yùn)動(dòng)至預(yù)定位置時(shí)，鋼索卡緊臂被所述鋼索釋放裝置阻擋而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鋼索卡緊凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述鋼索卡緊凸輪用于卡緊鋼索，并隨著鋼索卡緊臂轉(zhuǎn)動(dòng)放松鋼索。
[0029]一種管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)方法，所述方法包括:
[0030]AJf U型桿試件安裝于U型桿安裝部件；
[0031]B、將鋼索卡緊至滑車，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)鋼索運(yùn)動(dòng)，控制試驗(yàn)臺(tái)車抵達(dá)預(yù)定位置時(shí)達(dá)到預(yù)定速度；
[0032]C、試驗(yàn)臺(tái)車抵達(dá)預(yù)定位置時(shí)，滑車松開鋼索，試驗(yàn)臺(tái)車?yán)^續(xù)移動(dòng)，沖擊頭與U型桿試件發(fā)生水平?jīng)_擊；
[0033]D、通過(guò)高速相機(jī)采集系統(tǒng)、應(yīng)變采集系統(tǒng)、電測(cè)量系統(tǒng)和試驗(yàn)速度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量U型桿試件在水平?jīng)_擊過(guò)程中的形變、關(guān)鍵部位的應(yīng)變、試驗(yàn)臺(tái)車的加速度和碰撞速度信息。
[0034]通過(guò)采用本發(fā)明的管道防甩裝置沖擊試驗(yàn)方法和設(shè)備，能夠獲得以下有益技術(shù)效果:
[0035]一、本發(fā)明的管道防甩裝置沖擊試驗(yàn)方法和設(shè)備能夠方便地調(diào)節(jié)沖擊速度和沖擊質(zhì)量，從而準(zhǔn)確地控制沖擊能量；
[0036]二、不僅可以用于檢測(cè)U型管道防甩裝置的抗沖擊性能，而且適用于檢測(cè)其他類似功能結(jié)構(gòu)件的抗沖擊性能；
[0037]三、對(duì)被試結(jié)構(gòu)件的材料沒有限制、操作簡(jiǎn)便；
[0038]四、通過(guò)電測(cè)量系統(tǒng)、應(yīng)變采集系統(tǒng)、高速相機(jī)采集系統(tǒng)和試驗(yàn)速度測(cè)量系統(tǒng)，能夠獲取加速度、關(guān)鍵位置應(yīng)變、U型桿試件變形隨時(shí)間的變化和碰撞速度等信息，測(cè)量精度尚O
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為U型管道防甩裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中U型管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中U型管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)設(shè)備的滑車結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖4為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中U型管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)設(shè)備的U型桿試件安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖5為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中U型管道防甩裝置水平?jīng)_擊試驗(yàn)設(shè)備的測(cè)試系統(tǒng)組成方框示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
[0045]首先介紹說(shuō)明書附圖中各附圖標(biāo)記所代表的部件名稱。
[0046]1、固定壁障，
[0047]2、高速相機(jī)采集電腦，
[0048]3、尚速相機(jī)，
[0049]4、U型桿安裝框架，
[0050]5、U型桿試件，
[0051]6、應(yīng)變片，
[0052]7、應(yīng)變采集電腦，
[0053]8、超動(dòng)態(tài)應(yīng)變采集儀，
[0054]9、應(yīng)變采集橋盒，
[0055]10、試驗(yàn)臺(tái)車，
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