Page 135 - 无损检测2024年第十一期

万昔超，等：

抽水蓄能电站压力钢管的无损检测与评估分析

图 3 压力钢管腐蚀量 - 频数分布图

表1 4号压力钢管腐蚀量和腐蚀速率的平均值
上平段钢管 下平段钢管 厂房明管段钢管 尾水支管 总体
检测数据数量/个 42 186 32 106 366
平均腐蚀量/mm 0.34 0.33 0.37 0.31 0.33
标准差/mm 0.12 0.12 0.13 0.11 0.12
−1
平均腐蚀速率/（mm · a ） 0.023 0.022 0.025 0.021 0.022

测。静应力检测是检测在静水压力作用下钢管的应 意如图4所示。
力，检测时，作用于钢管的静水头为144. 58 m（上库 2.3 检测数据处理
水位171. 38 m，尾水水位26. 80 m，机组安装高程为 三向测点应力与应变的关系式为
−10. 00 m）。动应力检测是检测在静水压力、机组
弃负荷产生水锤压力时钢管的应力 ，机组弃负荷 σ θ = E 2 (ε A +µε C )； （1）
[6]
工况分为3种：① 机组弃50%额定负荷；② 机组弃 1-µ
75%额定负荷；③ 机组弃100%额定负荷。 σ = E ( +µε )； （2）
ε
2.1 检测方法 x 1-µ 2 C A
应力检测采用应变电测法，该方法是通过粘贴 E
τ = (2 - ε - ε )； （3）
ε
在钢管管壁上的电阻应变片获取电信号，再利用屏 θ x 2(1+ ) µ B A C
蔽导线传递给检测系统，从而实现远距离测量。采
用中航电测BE120-3CA型应变片，为了消除温差对 = τ E ( -ε )ε 2 +  2  -ε ( +ε C  )ε  2 （4）
µ
max 2(1+ ) A C B A
测量精度的影响，每个测点均布置了温度补偿片。
静应力检测和动应力检测分别采用静态应变测试系 式中： σ ，σ 分别为三向测点的环向应力、轴向应
x
θ
统（DH3816N）、动态应变测试系统（DH3822）及笔 力（θ、x方向分别与ε 、ε 方向一致）；τ 为三向测
θx
C
A
记本微机等仪器设备。 点的剪应力； τ max 为三向测点的最大剪应力；E为钢
5
2.2 测点布置 材的弹性模量，E=2. 06×10 MPa；μ 为钢材的泊
松比， μ=0. 30；ε 为单向测点的应变；ε ，ε ，ε 分
钢管静、动应力检测时选取A−A、B−B、C−C A B C
别为三向测点沿环向、与轴向成45 方向、轴向的应
o
3 个典型断面，各断面内径为 4. 1 m，钢板厚度为
40 mm，每个断面布置4个测点，测点均为三向应变 变值。
根据《水电站压力钢管设计规范》，测点的等效
片。4号机组厂房明管段压力钢管应力测点布置示
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2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测