摘 要：為保證電廠工作的大型起重設(shè)備的長時(shí)間工作時(shí)的穩(wěn)定性，需要基于應(yīng)力測試?yán)碚摚Y(jié)合其工作時(shí)的負(fù)載工況，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力承受能力評(píng)價(jià)。本文將對(duì)發(fā)電廠的起重設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)力測試，并通過相應(yīng)的參數(shù)處理將其轉(zhuǎn)化為應(yīng)力。這種應(yīng)力測試對(duì)于后續(xù)的典型載荷計(jì)算和疲勞壽命轉(zhuǎn)換也具有重要意義。

關(guān)鍵詞：起重設(shè)備；應(yīng)力測試；科技；解析

0 引言

起重機(jī)是一種大型貨物輸送設(shè)備，一般都裝有減速器、電機(jī)、制動(dòng)器、鋼絲繩、滑輪等，用于舉升、降落貨物，并令它們沿水平與上下移動(dòng)。主要用于搬運(yùn)重物并運(yùn)送到其他地方。該設(shè)備使用多個(gè)簡單的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從而使其移動(dòng)超出人類正常能力的負(fù)載。起重機(jī)通常用于的貨物裝卸，在建設(shè)中工業(yè)用于材料的運(yùn)動(dòng)，以及用于重型設(shè)備組裝的制造業(yè)。當(dāng)發(fā)電廠使用結(jié)構(gòu)損壞的起重機(jī)時(shí)，會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，探討其應(yīng)力測試技術(shù)是非常有必要。

1 電阻應(yīng)變片的工作原理

應(yīng)變片是用于測量的裝置的應(yīng)變的物體上。1938年由愛德華 E 西蒙斯和阿瑟 C 魯格發(fā)明的，最常見的應(yīng)變儀類型包括：支持金屬箔圖案的絕緣柔性背襯；常規(guī)通過合適的粘合劑如氰基丙烯酸酯粘附到物體。當(dāng)物體變形時(shí)，箔變形，導(dǎo)致其電阻改變。這種電阻變化通常用惠斯登電橋測量，與稱為應(yīng)變因子的應(yīng)變有關(guān)。

R=QL/S

算式內(nèi)，R 是導(dǎo)電體電阻、Q 是導(dǎo)體原料電阻率、L 是導(dǎo)電體長度、S 是導(dǎo)電體橫切面面積。

應(yīng)變片利用電導(dǎo)的物理特性及其對(duì)導(dǎo)體幾何形狀的依賴性。當(dāng)電導(dǎo)體在其彈性極限范圍內(nèi)拉伸以使其不會(huì)斷裂或永久變形時(shí)，電導(dǎo)體將變得越來越窄，變化增大其電阻。相反，當(dāng)導(dǎo)體被壓縮以使其不會(huì)變形時(shí)，它會(huì)變寬并縮短，從而減小其電阻端對(duì)端的變化。基于應(yīng)變儀的測量電阻，可以推斷出應(yīng)力的大小。

一個(gè)典型的應(yīng)變片將一條細(xì)長的導(dǎo)電條排列成平行線的鋸齒形圖案。這不會(huì)增加靈敏度，因?yàn)閷?duì)于整個(gè)之字形的給定應(yīng)變的電阻百分比變化與任何單一跡線的相同。但是，單一的線性跡線必須非常薄，因此易于過熱（這會(huì)改變其電阻并導(dǎo)致其擴(kuò)展），或者必須以更低的電壓工作，使得難以測量電阻變化準(zhǔn)確。

2 起重設(shè)備金屬構(gòu)造應(yīng)力檢測

起重設(shè)備金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力檢測是起重設(shè)備金屬結(jié)構(gòu)安全性能試驗(yàn)的關(guān)鍵。包括現(xiàn)場測試和遠(yuǎn)程監(jiān)測測兩種模式?，F(xiàn)場測試與遠(yuǎn)程監(jiān)測的相同點(diǎn)是：他們都必須通過規(guī)劃科學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，構(gòu)建檢測系統(tǒng)，并使用設(shè)備來測量和記錄被測試起重設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)變變化。處理必要的參數(shù)和其他技術(shù)方式，以獲取被測受體的相關(guān)信息，為起重設(shè)備的安全改造，規(guī)劃和優(yōu)化以及剩余疲勞壽命周期的研究和供應(yīng)提供參考?，F(xiàn)場測試與遠(yuǎn)程監(jiān)測的差別是：現(xiàn)場測試通?？梢詼y量起重設(shè)備的指標(biāo)和數(shù)據(jù)，為起重設(shè)備的金屬部件的型式檢測和調(diào)試檢查提供參考。該技術(shù)通常根據(jù)既定的指南和安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行控制，并且可以在一天內(nèi)完成。例如，準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)操作等。遠(yuǎn)程監(jiān)測旨在為金屬部件的起重設(shè)備的安全預(yù)測和壽命評(píng)估提供參考。該技術(shù)通常與正在調(diào)試的起重設(shè)備同步執(zhí)行，或者與起重設(shè)備安裝同步進(jìn)行，耗時(shí)更長?，F(xiàn)場測試和遠(yuǎn)程監(jiān)測可以相互補(bǔ)充。首先，現(xiàn)場檢查與負(fù)載測試同步進(jìn)行，所以存在一定的缺陷：只有在已知條件的前提下，經(jīng)典工況下起重設(shè)備的安全條件才不符合要求；但是，在特定的操作條件下，不可能對(duì)可能導(dǎo)致起重設(shè)備安全隱患的不可控因素進(jìn)行權(quán)衡。遠(yuǎn)程監(jiān)測能夠?qū)Φ跹b設(shè)備上的各種不可控因素的影響進(jìn)行映射，這是由于與吊裝設(shè)備同時(shí)操作，從而彌補(bǔ)了現(xiàn)場檢測中的缺陷。因此，遠(yuǎn)程監(jiān)測的參數(shù)必須比現(xiàn)場測試更準(zhǔn)確。此外，遠(yuǎn)程監(jiān)測可用于監(jiān)控和控制具有高風(fēng)險(xiǎn)因素的起重設(shè)備，識(shí)別故障并修復(fù)故障。此外，遠(yuǎn)程監(jiān)測因?yàn)槭情L時(shí)間的測試，所以也有缺陷：如果測量點(diǎn)數(shù)量過大，則收集的實(shí)際參數(shù)數(shù)量過大，從而導(dǎo)致參數(shù)分析出現(xiàn)某些問題。為了解決這一問題，在對(duì)起重設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測之前，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果對(duì)起重設(shè)備進(jìn)行全方位的現(xiàn)場測試，然后根據(jù)測試結(jié)果對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)測測試點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

3 起重設(shè)備應(yīng)力測試展望

對(duì)于電阻式應(yīng)力檢測，為了滿足起重設(shè)備現(xiàn)場測試的要求，應(yīng)變計(jì)測點(diǎn)多而且分布面廣，導(dǎo)線的連接長度長，現(xiàn)場干擾因素多。以后會(huì)被光纖應(yīng)變計(jì)加無線代替；光纖傳遞的抗干擾功能更強(qiáng)，而且光纖線纜布置更方便、無需焊接且可以串接，對(duì)于基于光纖類的應(yīng)力測試，結(jié)構(gòu)檢測將更加專業(yè)化，使其能夠滿足驗(yàn)證起重設(shè)備的要求。該檢測方法作為監(jiān)控大型起重設(shè)施安全的手段，以確保大型起重正常運(yùn)行。

4起重設(shè)備應(yīng)力測試技術(shù)簡析

筆者以某起重設(shè)備為例，完成一次全方位的結(jié)構(gòu)與載荷應(yīng)力檢測，并解釋了起重設(shè)備在動(dòng)態(tài)模式下整機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化規(guī)律，并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析，并根據(jù)其整體特征研究其結(jié)構(gòu)或部件的剛度和強(qiáng)度。根據(jù)起重機(jī)梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)力狀態(tài)，本次重點(diǎn)試驗(yàn)選擇了頻繁運(yùn)行的起重機(jī)梁進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變試驗(yàn)。在起重機(jī)橫梁的橫截面上布置應(yīng)變片、進(jìn)行應(yīng)力實(shí)測。監(jiān)測方案基于門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的受力位置和應(yīng)力集中變截面位置，在檢查現(xiàn)場表面被處理后，使用電阻應(yīng)變傳感裝置進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測。通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)參數(shù)的有效采集，并使用專業(yè)分析軟件對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理和分析。根據(jù)測試計(jì)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，在測試過程中，根據(jù)試驗(yàn)周期的工作狀態(tài)和試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)最大動(dòng)態(tài)位移是否在“工業(yè)結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)”（GB50144-2008）規(guī)定的范圍內(nèi)。通過應(yīng)力的振動(dòng)頻率范圍和振幅分析，判斷起重設(shè)備的結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)是否處于人體符舒狀態(tài)。為改善工作環(huán)境，減少工作環(huán)境中震動(dòng)對(duì)起重機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備的不利影響，需要加強(qiáng)起重梁的承載能力和耐久性，改善起重設(shè)備整機(jī)剛度，并采取適當(dāng)措施加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過筆者所述應(yīng)力檢測方法在起重設(shè)備中的應(yīng)用，可以支持起重設(shè)備的安全監(jiān)督檢測和評(píng)估。該技術(shù)的推廣對(duì)起重設(shè)備的健康監(jiān)測，檢測和開發(fā)具有重大科技價(jià)值。而且，起重設(shè)備的安全性和合理性也可以得到檢測，為起重設(shè)備的安全使用奠定了基礎(chǔ)。此外，應(yīng)力檢測技術(shù)可以作為起重設(shè)備安全保障的條件與手段。

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作者簡介：

徐建華（1968.06--）；性別：男，民族：漢，籍貫：安徽省當(dāng)涂縣，學(xué)歷：大專，畢業(yè)于：杭州電力職工技術(shù)學(xué)院；現(xiàn)有職稱：助理工程師。