至今，在用于适合模拟目的的试样里，应力应变条件是借助于多个液压圆柱体而产生的，这些圆柱体只在某些特定位置与试件连接，因而使试件产生不均匀形变。为了均匀地加力，设计了试件（１），用电阻加热器（１０）加热其外部位（８），同时，对插有膨胀的空心管塞（５）的内部位（７）进行冷却。通过对加热后的外部位与冷却后的内部位之间产生的热膨胀的约束，便可在内部位产生拉伸应力条件，通过控制加热可以使这种应力条件与预定的有关加载条件精确一致。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出了一种模拟构件之间连接件工作要求的方法，即采用一个圆盘状试件，它的内部中心区域贯穿许多空心圆柱体，这些圆柱体用套管或空心管塞与圆盘厚度部分连接，这样，当在试件的外部施加作用力时就会在它的内部形成相应于上述工作要求的应力条件。过去与此类似的一种方法是用在圆周上等距离地分布并与圆周表面相接触的六个液压圆柱体来产生可需的应力条件，这要采用昂贵的技术设备，除此之外，这种方法还有很大的缺点，即由于作用力不是均匀地施加到圆周上而是仅仅施加到六个不连续的点上，因而使试件的形变不均匀。本专利技术的目的是提出前述的这种方法，可用简单的方式对试件周围均匀地施加作用力。根据本专利技术，通过均匀地传送入热量使圆盘试件的外部位加热，同时冷却试件内部位可以达到这个目的。通过对圆盘中加热的外部位和冷却的内部位之间热膨胀的约束，从而在穿孔的内部位产生了拉伸应力条件。这一方法的其它优点将在以下进一步说明。实施上述方法的装置的特征是将电阻加热器和热绝缘层装在试件的外部位，而内部位和外部位之间以作为冷却通道的空心圆柱体来隔开。用这种方法能可靠地保证外部的热量不传入保持在低温度下的内部位。将电阻加热器安装在外部圆周表面上便可以均匀地供入热量。空心管塞或套管在它与空心圆柱体连接处的内部圆周表面上装有应变计以便测定切向应变。这样做是因为根据已知的应力应变关系，可以把在空心管塞或套管内部所测定的切向应变值准确地转换成空心圆柱体与圆盘之间接触区或空心圆柱体与空心管塞或套管之间接触区的相应应变。为了确保在不同模拟操作中应变值的可重复性，在所有空心管塞内的应变计应该始终处于相同的位置。下面结合实施例具体说明对蒸气锅炉中管板工作要求的模拟过程。附图说明图1是沿图2中Ⅰ-Ⅰ线作的试件剖面图，图2是沿图1中箭头Ⅱ方向的试件视图。在具体的实施例中，上述方法和装置用来模拟在操作、测试时和可能的故障条件下，膨胀接头的工作要求，这些接头是在修理蒸气锅炉时在管板部位制作的。在这些地方，通常是藉膨胀的空心管塞堵住损坏的蒸气发生管，或者靠膨胀的套管跨越损坏的地方。套管或空心管塞与蒸气锅炉管道的连接，除了借助于膨胀、收缩或其它弹性应力外，也可以通过焊接、钎焊、粘接等等方法来实现。在套管或空心管塞与蒸气锅炉管道之间的连接必须经受住例如300℃以上的温度、228巴初级边(Primary-side)压力和106巴的次级边(Secondary-Side)压力面不发生渗漏。在蒸气锅炉工作期间，这种压力差会在管板下侧，即在空心管塞或套管的膨胀部位产生压缩或拉伸应力。因为对刚膨胀时的空心管塞或套管或蒸气锅炉管道而言，由膨胀所产生的压缩应力，根据经验刚好低于材料的屈服点，所以在管板中出现的压缩应力，和在管塞中伴随的压缩应力的增加，就会使管塞壁产生塑性形变，在卸载后，可使膨胀接头发生逆向塑性变形而损坏，因而也减小了总的应力。用下面描述的方法和相应的装置模拟受力情况能确保连接件在实际工作中的可靠性。试件1由中心穿了19个孔3的圆盘2构成，在每个孔中空心圆柱体4、4a的长度超出圆盘的厚度，其尺绱笤嘉 0毫米。在7个内层空心圆柱体4中都分别插入空心管塞5，并在预先确定的膨胀范围6内膨胀。孔3的几何分布、空心圆柱体4、4a和空心管塞5的尺寸，以及采用的膨胀技术都符合被模拟蒸气锅炉中管板内膨胀管道接头的要求，其中空心圆柱体4、4a与蒸气锅炉的管道是对等的。7个安装有空心管塞5的空心圆柱体4构成试件1的内部位7，没有装入空心管塞的外层空心圆柱体4a，将内部位7与试件1的外部位8隔开。电阻加热器10安装在圆盘2的圆周面9上，其直径约为300毫米，电阻加热器和外部位的其它部分装有绝缘层11以防止热量散失。根据本专利技术的方法，当内部位7由流入外层空心圆柱体4a(沿箭头12的方向)的冷水加以冷却的同时，加热外部位8。但空心圆柱体4a并不一定用作冷却通道，因为当不用它们时，冷却水可以经过能直接旋进孔3中的接头(图中未示出)引入。由于环绕着绝缘层11的经过加热的外部位8和圆盘2的经过冷却的内部位7之间的热膨胀是受到限制的，因而在穿孔的内部位7可产生拉伸应力，调整加热状况可以使这一应力条件与预定的承载条件精确相符。根据被模拟的内部位7的应力条件，在内部位7和外部位8之间的温差可高达约300℃，其发展情况由安放在试件1中沿径向分布的许多温度测试头13监控。试件1内部位7暂时出现的拉伸应力条件可使其中的孔3弹性扩张，从而能正确地模拟管板下面的空心管塞5产生的如前所述永久塑性逆向损坏。因为内部位7中孔的几何形状与蒸气锅炉里的实际管板一致，可以各小孔之间的部分的应力和应变分布，特别是在孔边缘上的应力和应变的增大情况都必然与实际情况准确相符。为了监测内部位7的应变条件，在每个空心管塞5内，在膨胀区域6的中部沿圆周方向上粘接了应变计14，相对于邻近的一个孔而言，应变计的方位角位置(AzimuthalPosition)的选择，应考虑到侧量值的可重复性。在这些便于粘接应变计的位置测得的切向应变，可以根据已知应力应变关系正确地转换成接触部位的相应应变。当模拟装置达到并保持相应于工作要求的预定值后，就可以进行认可膨胀管道连接件的合格性所必要的各种测试，诸如通过氦泄漏实验而达到的抗渗漏测试或对空心管塞进行液压测试。为了简化叙述，除了冷却水流的连接件外，这些测试所需各种连接结构和设备未在图中示出。权利要求1.模拟构件之间连接件工作要求的方法采用加工成圆盘(2)的试件(1)，圆盘中心部位的穿孔插入许多空心圆柱体(4)，这些圆柱体用套管或空心管塞(5)与圆盘厚度方向的部分接触，通过对试件(1)的外部位(8)上施加力，在其内部位(7)中便产生相应于工作要求的应力，其特征在于，对圆盘外部位(8)进行均匀加热，同时冷却内部位(7)。2.根据权利要求1的方法特征在于，可以通过控制加热和/或冷却，调节内部位(7)内的应力条件。3.根据权利要求1或2的方法特征在于，对在空心管塞(5)或套管和空心圆柱体(4)之间连接处产生的切向应变进行监测。4.根据权利要求1或2的方法特征在于，圆盘(2)中的温度可以在许多位置测定。5.为实现根据权利要求1的用于模拟构件之间连接件工作要求的方法的装置，采用加工成圆盘(2)的试件(1)，其中心内部位(7)有许多空心圆柱体(4)穿过，这些空心圆柱体以套管或空心管塞(5)与圆盘厚度方向上的部分相接触，通过对试件(1)的外部位(8)施加作用力，便可在内部位(7)中产生相应于工作要求的应力条件，其特征在于，在这种装置中，电阻加热器(10)和热绝缘层(11)附在试样(1)的外部位(8)，而其内部位(7)由作为冷却通道的空心圆柱体(4a)与外部位(8)分隔开。6.根据权利要求5的装置特征在于，电阻加热器(10)安装在外部位(8)的圆周表面(9)上。7.根据权利要求5或6的装置特征在于，在空心管塞(5)或套管与空心圆柱体(4)接触处的内圆周面上装有应变计(14)。8.根据权利要求7的装置特征在于，在每一次模拟操作中，应变计(14)相对于圆盘(2)内孔的几何形状来说处于相同的位置。全文摘要至今，在用于适合模拟目的的试样里，应力应变条件是借助于多个液压圆柱体而产生的，这些圆柱体只在某些特定位置与试件连接，因而使试件产生不本文档来自技高网...
【技术保护点】
模拟构件之间连接件工作要求的方法采用加工成圆盘（２）的试件（１），圆盘中心部位的穿孔插入许多空心圆柱体（４），这些圆柱体用套管或空心管塞（５）与圆盘厚度方向的部分接触，通过对试件（１）的外部位（８）上施加力，在其内部位（７）中便产生相应于工作要求的应力，其特征在于，对圆盘外部位（８）进行均匀加热，同时冷却内部位（７）。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔达姆，
申请(专利权)人：勃朗勃威力拉克塔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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