吳勇翔 劉琳琳 招禮亮 廖夙志

摘要：預(yù)應(yīng)力鋼絞線是由一根中心鋼絲和六根邊緣鋼絲捻制而成，鋼絞線中心鋼絲受力主要依靠于錨具夾片對(duì)邊緣鋼絲相互擠壓產(chǎn)生的摩擦力，當(dāng)摩擦力大于中心鋼絲所受的拉伸力時(shí)，中心絲相對(duì)邊緣鋼絲不會(huì)產(chǎn)生滑移，中心鋼絲和邊緣鋼絲拉伸受力均勻，鋼絞線能夠承受極限載荷。超低溫錨固體系應(yīng)用在LNG液化天然氣工程項(xiàng)目上，在超低溫環(huán)境下，邊緣鋼絲對(duì)中心鋼絲的摩擦力是否發(fā)生變化，而引起中心鋼絲相對(duì)邊緣鋼絲產(chǎn)生滑移，本文介紹我們?cè)贚NG超低溫錨固體系鋼絞線中心絲滑移試驗(yàn)的方法，并與同行專家探討。

關(guān)鍵詞：LNG儲(chǔ)罐；液氮；低溫裝置；中心絲滑移

1概述

唐山LNG接收站應(yīng)急調(diào)峰保障工程LNG儲(chǔ)罐預(yù)應(yīng)力工程使用我公司OVM.DW15-19低溫錨具和某公司1×7-15.7-1860低溫鋼絞線等組成的超低溫錨固體系，為掌握在極端情況下，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐發(fā)生泄漏事故，外罐預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的超低溫錨固體系灌進(jìn)-165℃的LNG低溫液體時(shí)，鋼絞線錨具組件在這種低溫狀態(tài)下，邊緣鋼絲對(duì)中心鋼絲的摩擦力是否發(fā)生變化，而引起中心鋼絲相對(duì)邊緣鋼絲產(chǎn)生滑移，造成鋼絞線極限載荷降低，為獲得這個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，應(yīng)設(shè)計(jì)單位和業(yè)主要求，在OVM公司試驗(yàn)室進(jìn)行了LNG超低溫錨固體系鋼絞線錨具組件在超低溫狀態(tài)下（液氮浸泡-196℃）中心絲滑移試驗(yàn)，以此確保LNG儲(chǔ)罐的安全使用。

1.1試驗(yàn)試件的基本參數(shù)

（1）本次試驗(yàn)使用OVM.DW15-1低溫錨具，由低溫單孔工作錨板和低溫工作夾片組成，與LNG工程使用的OVM.DW15-19低溫錨具有相同的材質(zhì)、錐孔尺寸和加工工藝。

（2）本次試驗(yàn)用預(yù)應(yīng)力鋼絞線是1×7-15.7-1860低溫鋼絞線，表面涂抹有油膜防銹處理，在工地抽樣寄來(lái)。

1.2試驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）檢測(cè)超低溫錨固體系鋼絞線常溫端加載過(guò)程中，鋼絞線中心絲的滑移量。

（2）檢測(cè)超低溫錨固體系鋼絞線低溫端在-196℃±5℃的環(huán)境下，加載0.8Fm持荷15min中心絲產(chǎn)生的滑移量和加載至0.95Fm中心絲的滑移量。

2試驗(yàn)裝置的組成及安裝

2.1試驗(yàn)裝置的組成

（1）加荷裝置：加載裝置是由一臺(tái)千斤頂和油泵、撐腳、支撐墊環(huán)組成。

（2）低溫裝置：低溫裝置是由液氮、液氮輸送管、上密封筒、下密封筒、密封端蓋、密封膩?zhàn)咏M成。

（3）測(cè)試儀器：測(cè)試儀器有測(cè)力傳感器、溫度傳感器、數(shù)顯百分表（可引線顯示）、鋼絞線磁力表座組成。

2.2試驗(yàn)裝置的安裝

鋼絞線分別穿入測(cè)力傳感器、千斤頂、撐腳、上密封筒、支撐墊環(huán)的中心孔；在測(cè)力傳感器及支撐墊環(huán)外端安裝低溫單孔錨具；下密封筒穿過(guò)鋼絞線旋入支撐墊環(huán)，密封端蓋填充密封膩?zhàn)雍蟠┻^(guò)鋼絞線旋入下密封筒端面螺紋；鋼絞線磁力表座固定在鋼絞線上、下端，調(diào)整合適位置安裝數(shù)顯百分表，并使測(cè)頭與鋼絞線中心絲抵觸；上密封筒插入溫度傳感器，下密封筒接入液氮管。

3.鋼絞線中心絲滑移試驗(yàn)過(guò)程

啟動(dòng)油泵對(duì)千斤頂施加油壓，對(duì)鋼絞線錨具組裝件加載初始力至0.1Fpk，調(diào)整數(shù)顯百分表置零；對(duì)鋼絞線錨具組裝件按0.2Fpk、0.4Fpk、0.6Fpk、0.8Fpk分級(jí)等速加載，加載速度為≤100MPa/min，通過(guò)數(shù)顯百分表記錄各級(jí)加載力時(shí)上下兩端鋼絞線中心絲滑移量；開(kāi)動(dòng)液氮泵使液氮通過(guò)液氮管注入到下密封筒，直至上、下密封筒充滿液氮，鋼絞線錨具組件完全浸泡在液氮中，溫度傳感器示值穩(wěn)定在-196℃±5℃內(nèi)，保溫15min后記錄中心絲滑移量；保持溫度，千斤頂緩慢加載直至達(dá)到0.95Fpk，記錄中心絲滑移量；試驗(yàn)結(jié)束排出殘余液氮，檢查試驗(yàn)試件和試驗(yàn)儀器。

4.試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如表1所示：

由表1可得出，常溫狀態(tài)下，鋼絞線錨具組件加載由0.1Fpk至0.8Fpk，中心絲滑移量滑移量為0，由0.8Fpk至0.95Fpk，中心絲滑移量滑移量為0.01；低溫（-196℃±5℃）狀態(tài)下，鋼絞線錨具組件在0.8Fpk保溫15min，中心絲滑移量為0，由0.8Fpk至0.95Fpk時(shí)，中心絲滑移量滑移量為0.03。

5.結(jié)論

通過(guò)超低溫環(huán)境下錨固體系鋼絞線中心絲滑移試驗(yàn)表明：

1.OVM.DW15低溫錨具與該1×7-15.7-1860低溫鋼絞線組成的超低溫錨固體系，滿足在低溫-196℃±5℃環(huán)境下，0.8Fpk力值保溫15min中心絲滑移量為0mm和加載至0.95Fpk時(shí)鋼絞線中心絲滑移量小于0.5mm的設(shè)計(jì)要求。

2.OVM.DW15低溫錨具與該1×7-15.7-1860低溫鋼絞線組成的超低溫錨固體系，滿足在常溫環(huán)境下，加載至0.8Fpk力值時(shí)中心絲滑移量為0mm和加載至0.95Fpk時(shí)鋼絞線中心絲滑移量小于0.5mm的設(shè)計(jì)要求。

6.結(jié)束語(yǔ)

隨著預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固體系技術(shù)的不斷發(fā)展，低溫、環(huán)氧、無(wú)粘結(jié)和緩粘結(jié)鋼絞線與錨具構(gòu)成的錨固體系應(yīng)用在超低溫、高腐蝕、復(fù)雜應(yīng)變等惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作，錨固體系的鋼絞線中心絲相對(duì)邊緣鋼絲產(chǎn)生滑移變化量大小，已成為預(yù)應(yīng)力領(lǐng)域愈來(lái)愈關(guān)注的問(wèn)題，本文介紹的超低溫錨固體系鋼絞線中心絲滑移試驗(yàn)裝置，能很好的模擬鋼絞線錨固體系在惡劣環(huán)境工作過(guò)程，準(zhǔn)確測(cè)量出鋼絞線中心絲滑移量，并能長(zhǎng)時(shí)間跟蹤鋼絞線中心絲滑移變化量，是目前研究鋼絞線中心絲滑移比較先進(jìn)的試驗(yàn)方法。

參考文獻(xiàn)

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[2]黃穎.液化天然氣儲(chǔ)罐用預(yù)應(yīng)力錨具的低溫靜載試驗(yàn)研究[J].特種結(jié)構(gòu)[S1]，2010（02）.

（作者單位：柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司）