大口徑油氣輸送管殘余應力檢測應變片粘貼工藝

盲孔殘余應力測試方法是工程構件應力分析中常用的數據采集方法之一，由于具有操作簡便、測量可靠性高、對構件損傷程度小等特點。廣泛應用于構件及焊接殘余應力測試中。在盲孔法殘余應力測試中，應變片的粘貼質量將直接影響測試結果的可靠性和準確性。本文將以大口徑油氣輸送管殘余應力檢測為例，對盲孔法測殘余應力過程中電阻應變片的粘貼工藝進行介紹。
測試儀器
測試管件：φ1219*18.4mm大口徑厚壁x80鋼管
電阻應變片：jhbx120-3c應變片，阻值120±0.1%ω，靈敏系數2.10±1%，工作溫度-30℃-60℃，南京聚航科技有限公司生產。
測試儀器：jhrs-ldm-10殘余應力檢測系統，由jhyc-10靜態應變儀和jhzk鉆孔裝置組成，南京聚航科技有限公司生產。
粘結劑：jh-496粘結劑，南京聚航科技有限公司生產
電阻應變儀粘貼工藝
應變片的選擇
首先，應根據應力測試對象和測試要求選擇電阻應變片的形式。對于盲孔法殘余應力測量選用三向應變片，通過測試結果計算出殘余應力主應力的大小和方向。
外觀檢查，用5-10倍放大鏡檢查電阻應變片的絲柵是否粗細相對均勻、平行；有無霉點、銹點、斷點、搭接；片基體各部位是否有損傷、折斷、氣泡；如果出現上述現象，應選出不用。
電阻值驗測，用萬用表對同一片基上的各個柵點進行電阻值檢驗和測量。一方面，確定阻值是否符合產品質量標準。同時，比較同片基上三柵之間的阻值，盡量選用三柵之間阻值偏差小的電阻應變片，以減少測量誤差。組成同一測點即同片基上三柵之間的電阻值誤差需控制在±0.1-0.15ω。
清理表面
試件表面常常有銹斑、氧化層、油污，這會影響應變片的粘貼質量。為了保證應變片的粘貼質量，必須認真清理被測區域。以獲取面積范圍不小于應變片面積1.5倍，清潔、平整且有一定粗糙度的網紋狀表面。對于表面有油、漆、銹的較大構件，可采用粗清、細清兩步的方法。粗清，用角磨機安裝60目砂輪片在黏貼應變片處大于應變片面積4-6倍的范圍內打磨掉氧化層和銹跡，待露出金屬光澤、無麻坑后更換80目砂輪片繼續打磨直至表面平整無凹凸現象，粗糙度ra3.2-6.4.對比試驗表明，這種粗清方法對被測構件的殘余應力無顯著和本質上的影響，與手工打磨比，效率高，勞動強度大。細清，劃好定位線，再用100目砂紙采用圓形旋轉正反方向打磨，或垂直、水平交替打磨，除去劃線后殘留的毛刺，形成平整、有一定粗糙度的網紋狀表面，這樣的表面可以讓粘結劑較好的浸潤和浸透到試件的表面層，提高被測表面與電阻應變片有效粘接面積。
劃定位線
電阻應變片粘貼方位誤差會引起測量誤差，因此，無論做標定試樣還是測殘余應力試樣都不能忽視定位線。
在試件表面被測點處用直角尺和劃針畫出十字定位線，以便與應變片上的方位線對正并準確黏貼。劃出定位標志線用砂紙打磨掉毛刺后，用蘸有丙酮的脫脂棉球擦拭被測點處金屬光澤部位，擦拭時，由十字線中心向外擦洗。更換棉球反復擦洗，保證中心黏貼部位干凈。然后反方向擦洗直至棉球無黑色污物為止。不要用手觸摸清潔過的表面，保持清潔，以待使用，等待時間不得**過30分鐘。擦洗完畢與貼片時間間隔不得少于3-5分鐘，以保證丙酮完全揮發。
粘貼應變片
首先，確定好應變片45°方向，用左手捏住應變片45°方向的兩根引出線，手掌向上翻起使黏貼面朝上，右手拿起膠水，在應變片黏貼面中心滴出一小滴膠。手回到原位使黏貼面朝下，將應變片靠近黏貼部位，左手食指接觸試件作為支點，挪動支點使應變片方位線對準試件上的十字定位線，待重合后食指抬起使應變片緊貼黏貼出，膠水良好的毛細流動性很快充斥應變片黏貼面。此時，迅速將準備好的聚四氟乙烯薄膜垂直覆蓋在應變片上，覆蓋后迅速垂直移開，移開時不能搓動。操作人用食指輕輕滾壓四氟乙烯薄膜表面將里面多余的膠水和氣泡趕出，滾壓時不能有滑動，滾壓5-6秒后輕輕由外向里掀開，以防多余膠水與聚四氟乙烯薄膜黏貼過牢，并觀察應變片方位線與定位線是否對正，以便及時糾正，如對正，則迅速變換透明紙位置重復滾壓，滾壓時不能滑動聚四氟乙烯薄膜，滾壓10-15秒后，再次取走透明紙，隨即再放上按壓，可用大拇指或中指加大力量滾壓20-30秒左右，這時應變片已較好與試件黏貼。
焊接應變片引出線
為了防止應變片引出線在測量過程中與試件接觸短路或折斷損壞，可在應變片三個方位旁黏貼三個接線端子，將引出線焊接在接線端子上，多余部分剪掉。也為了使應變片與應變儀連接方便，應在應變片的引出端子上焊接一段導線，長度盡可能短，且應采用三線補償線路。用錫焊焊接，釬劑用松香。焊后用膠帶紙將導線固定在試件上，以防拉斷。
檢查貼片質量
液壓黏貼完畢后，應進行以下幾個方面的檢查：1.用肉眼檢查應變片是否鼓包；如有鼓起繼續滾壓，直至突起消失，即補救成功。否則，貼片存在隱患，須拆除重貼。2.用肉眼或放大鏡查看應變片四個三角標志是否與十字定位線重合。如有明顯偏移，也需拆除重貼。如果沒有以上兩種現象，則應變片與試件基本連接牢固。3.迅速將六根引出線輕輕沿試件提起至引出線焊接部位以上，防止短路。提起引出線時，如果應變片邊角與試件之間無翹曲、脫膠現象，則應變片已貼牢。4.焊接完引出線和導線后，用萬用表分別搭在接線端子和導線末端接線柱上測應變片直流電阻值是否有明顯變化，正常情況下基本沒有變化，如發現萬用表顯示0，則說明發生短路；顯示初始值1，則表明未接通或接觸不良。用兆歐表檢測絲柵與試件的絕緣電阻，要求電阻＞50mω。
應變片的保護與密封
根據測試任務的要求，應變片可能在各種不同環境下工作，如高溫、高壓、油、水、化學試劑等不同介質中工作。為了防止其他工作或有害介質損壞、腐蝕應變片而使其不能傳遞應變，所以應對應變片采取防護與密封措施，本試驗中應變片在常態環境下工作，貼片后放置時間較短，應變片防護與密封無嚴格要求。
結論
在盲孔法測大口徑厚壁x80管殘余應力測定試驗中，選用jhbx120-3c電阻應變片和jh-496膠水，并嚴格按照上述工藝粘貼應變片。整個試驗過程中，應變片處于常溫環境，工作特性良好，說明材料選擇和工藝制定是合理的，**了滿意的效果，試驗中采用的粘貼工藝可以為電阻應變片的使用提供一定的參考**。
南京聚航科技有限公司專注于應變儀,殘余應力檢測儀,殘余應力消除設備等