潜水器金属壳体外压强度试验方法

外压强度试验
1一般要求
外压强度试验至少应进行两次加卸载试验。试验时,如试验委托方要求,应进行应变测量和位移或变形测量。如无需进行应变测量和变形或位移测量,试验加卸载步骤按照应变测量试验时的试验步骤执行。
试验时,在压力保持过程中金属耐压壳(含耐压壳附件)不应产生蠕变等永久变形。
2加卸载要求
试验加载速度不应小于潜水器设计下潜速度,卸载速度不应小于潜水器设计上浮速度。安装有机玻璃观察窗的金属耐压壳,卸载速度不应大于4.5MPa/min。
试验时,按附录B中的表B.1记录试验加卸载各阶段压力起始和终止时的压力值和时间。
3应变测量
3.1一般要求
根据试验目的,确定应变测量部位,对应变片进行统一编号,编制金属耐压壳(含耐压壳附件)应变片测点布置方案。
3.2应变测量部位
金属耐压壳(含耐压壳附件)应变测量部位由试验委托方根据设计结果确定,宜包含以下部位:
a)典型部位,即壳体典型截面上的壳板和加强肋骨处;
b)开孔加强区与壳体连接部位;
c)局部结构应力集中部位,如电气贯穿件开孔位置等,可根据有限元计算结果确定;
d)建造工艺因素影响强度的部位,如焊缝位置;
e)工艺缺陷部位,如外形超差、壁厚超差、强制装配、多次补焊处等;
f)焊接在壳体上、用于连接固定的构件处;
g)其他试验委托方认为需要测量的部位。
3.3应变片粘贴要求
应变片粘贴时,按照以下要求进行:
a)应变片贴片部位应进行打磨,直接受水压的结构表面,每一个测点打磨面积一般不小于50mmX50mm(补偿应变片要求相同),不受水压的结构表面测点打磨面积不小于30mmX30mm(补偿应变片要求相同),打磨后表面粗糙度Ra不应大于3.2μm,应采用贴片胶水粘贴应变片。在应变片粘贴至少24h后,对粘贴质量进行检查:
1)应变片的粘贴位置与划线方向无明显偏离,应变片无翘曲,无脱胶,且与壳体表面之间无气泡;
2)应变片的电阻值在出厂标称值士0.5Ω范围内,测量数值记入附录C的表C.1中;
3)应变片的绝缘电阻值不应低于100 MΩ,测量数值记入表C.1中。
b)应变片粘贴质量符合要求后,按各自编号与连接导线焊接,检查电阻值与绝缘电阻值,测量数值记入表C.1中,合格条件按a)中2)和3),其中电阻值应附加导线电阻值。所有应变片的连接导线应为同一规格。
c)用硫化硅橡胶或其他密封胶逐层封盖应变片和应变片与导线的焊接点,应确保全部覆盖,对直接受水压的表测点覆盖面积不小于30 mmX30 mm,对非直接受水压的表面测点覆盖面积不小于20 mmX20mm,胶层中避免有气泡,涂层要均匀过渡到壳体表面,待密封胶固化后检查应变片和连接导线的总电阻值和总绝缘电阻值,测量数值记入表C.1中,总绝缘电阻值合格条件按a)中3)。
3.4第一次加卸载(即预压试验)
第一次加卸载按照以下要求进行:
a)预压试验压力不应大于潜水器最大工作压力，可取最大工作压力的80%。
b)为了确保试验的顺利进行,采用分阶段逐步加卸载的程序。试验时先缓慢加载至最大工作压
力的10%,保压5min,确认无泄漏后按最大工作压力的10%或试验委托方要求逐级加载至最
大工作压力的50%,如若无异常现象,继续逐级加载,直到预压试验压力,保压10min后,缓
慢卸载至零或初始压力值。在每阶段加卸载压力下采集并记录应变值。
c)预压试验无异常,方可进行下一阶段的外压试验。
3.5第二次加卸载
第二次加卸载按照以下要求进行:
a)为了确保试验的顺利进行,采用分阶段逐级加卸载的程序。
b)试验时先缓慢加载至最大工作压力的10%,保压5min,确认无泄漏后按最大工作压力的10%或试验委托方要求逐级加载至最大工作压力的50%,确认无异常现象后,按上述要求逐级加压,加载至每阶段压力,待压力稳定(保压时间不宜小于1min)后,采集并记录应变值。继续加载至试验压力后停止加压,至少保压30min,保压后每隔5min或按试验委托方规定的时间采集并记录应变值。
保压完成后,按最大工作压力的10%或试验委托方要求,分阶段逐级缓慢卸载,卸载至每阶段压力,待压力稳定(保压时间不宜小于1min)后,采集并记录应变值;卸载至最大工作压力后开始保压,保压时间由试验委托方确定,保压时间宜与潜水器水下工作时间相等,如潜水器水下工作时间过长,可适当减少,但不应小于2h。保压后每隔30min或按试验委托方规定的时间采集并记录应变值。
d)保压完成后,按最大工作压力的10%或试验委托方要求,分阶段逐级缓慢卸载,卸载至每阶段压力,待压力稳定后,采集并记录应变值,然后继续卸载至零或初始压力值。
e)保压过程中,金属耐压壳(含耐压壳附件)不应产生蠕变等永久变形。
f)保压过程中,压力环境模拟装置的压力应无明显变化,应在装置允许的压力波动范围内。