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                    火炬塔架吊裝過程中應力監測

                    分類:應力應變測試    關鍵詞:應力監測

                    某化工工業公司30萬t乙烯工程中火炬塔架因高且大,很難采取分段吊裝。都是在現場臥式拼裝完工以后,再通過桅桿吊裝豎立起來。由于這些設備又高又重,在臥式狀態吊裝時,自重所產生的應力將非常大。特別是在吊點附近,由于集中力的作用,其應力更大。吊裝是否安全取決于這些部位應力的大小,考慮不當會造成設備損壞或人身事故。

                    如果在吊裝過程中,采用電測法對火炬塔架進行應力監測,了解危險部位應力狀況,則可以減少甚至避免事故的產生。這是保證現場吊裝安全的重要手段。

                    應力監測

                    塔架總高121.5m,重236.5t,塔架是桁架結構。采用A型桅桿扳倒法豎立。儀器采用聚航科技生產的JHYC靜態應變測試系統,可用于試驗性測量,也可用于長期監控測量。儀器設置全軟件操作,實時顯示應變值,儲存數據,并自動生成測試報告,在線打印。

                    實際測量中,對塔架的兩個起吊點附近的各桿件及底部支點各桿件分別布置應變片。塔架吊裝前用多個枕木垛支撐起來,并用水平儀測量其水平度,以便盡量減少其在初始狀態下的應力。

                    1為上起吊點(即在86m高處的起吊點)附近主要受力桿件的應力值;表2為支腿而塔柱和斜桿的應力值,由表1、表2列出的測量結果可得到以下結論:

                     火炬塔架.png

                    對于這些桁架結構,以往習慣的簡化計算方法都是將節點簡化為鉸,也就是認為各桿件是二力桿,只有軸向力作用,沒有彎矩的作用。

                    測量結果表明,在有集中力及力矩作用點附近(如吊點等)的各桿件,不僅僅是拉壓桿件,還存在著彎曲應力,有時甚至占主導地位。如上起吊點的上塔柱2、3點的軸向平均應力是17.3MPa,而其彎曲應力竟達到±79.3MPa;斜桿、橫桿在起吊點附近1m的范圍內,彎曲應力也占了不小的比重;支腿下塔柱的軸向平均應力是-10.7MPa,而彎曲應力竟達到±63.8MPa。

                    在遠離起吊點的區域,彎曲應力的比重則大大下降。如上起吊點的下塔柱的15、16兩點,軸向應力為-58.2MPa,而其彎曲應力只有±0.4MPa,幾乎可以忽略不計。

                    上述現象表明,桁架節點簡化為鉸來計算的條件,是各節點必須處于沒有集中力或力矩作用的區域。對于不滿足這個條件的桿件必須考慮彎曲應力的作用,對其進行彎曲應力強度校核。

                    由于集中力作用的區域,理論簡化條件比較難以確定,因此,除了事先作必要的簡化計算外,吊裝現場測量是一個重要的不可或缺的手段。通過實測,可以隨時發現問題,避免重大事故的發生。

                    實測遇到的問題及解決方法

                    導線的布局問題

                    大型結構的被測區域一般距離測量儀器都比較遠,引線長度一般都在100m以上,如果進行多點測量,每個應變片都用長導線引到測量儀器上,這不僅耗費了大量的導線,而且一旦出現問題,也很難找到故障點。此時,最好采用無線靜態應變測測量系統,將測量模塊固定在被測點附近,這樣就大大測量布線的繁瑣,而且很容易就能找到故障點??梢源蟠筇岣邷y量速度,并減少測量誤差。

                    電阻應變片防潮問題

                    由于現場實測準備工作量較大,通常電阻片粘貼完成后需要幾天時間才能正式測量,室外防潮和防損問題十分突出。實踐證明,常溫固化環氧樹脂是較為理想的防潮材料,它不僅可以防潮,還可以達到防損的目的。應變片粘貼完以后用熱吹風機吹走潮氣,然后再涂上防潮材料。

                    電阻片的溫度補償問題

                    現場條件差,測量時間長,因此要特別注意溫度補償片的布置。一般采用分區補償,區域不可太大。補償片必須放在被測區域的附近,以減少溫度引起儀器讀數的漂移,并縮短測量時間。溫度補償片的導線與工作片的導線方向最好一致,以確保導線溫度場相同。


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