[发明专利]内加强月牙肋型钢岔管水压试验监测系统

说明书

本发明公开了一种内加强月牙肋型钢岔管水压试验监测系统，包括内水压力监测点、水温监测点、变形监测点、应力应变监测点、进水量监测点以及通过信号线连接的人工或自动监测数据采集设备。通过该水压试验监测系统，获取水压试验过程中表征岔管状态的物理量值，监控岔管安全和检验岔管制安质量，确保岔管在工程中正常运行。

技术领域

本发明涉及水利水电工程安全监测和质量检测技术领域，尤其是内加强月牙肋型钢岔管水压试验监测系统。

背景技术

钢岔管是水电站输水系统一管多机布置方式的重要组成部分，随着水电站装机规模的增大，内加强月牙肋型钢岔管向高水头、大HD值方向发展，为了节约钢材、降低制安难度、减小水头损失、优化水流流态及整体受力条件等，其体型、结构设计需要不断优化，另外国产高强厚钢板的使用、厚钢板加工焊接质量缺陷等也会影响钢岔管原型的运行安全，因此对大型钢岔管有必要在投入使用前进行水压试验，以检验岔管制安质量、验证设计，同时减小或消除钢岔管成型过程中产生的残余应力，确保岔管在工程中正常运行。目前，针对内加强月牙肋型钢岔管，尚没有成套通用的水压试验监测系统。

水压试验是一系列的短期试验，试验过后其所用传感器亦即废弃，需要考虑试验成本；试验过程中需要分级加压、掌握关键部位的变形及应力分布状态、检验岔管是否存在焊缝缺陷渗漏点等，因此相关监测项目必须齐备；试验过程中钢板应力是重要监测项目，不能超过控制应力，其点位布置要求能够整体掌控钢板应力状态，以防试验过程中钢板应力失控造成事故；另外水压试验内水压力高(可达6-9MPa)，对仪器耐水压性能和信号线出线密封性都提出了苛刻的要求。综上所述，内加强月牙肋型钢岔管水压试验监测系统的合理性、可靠性和经济性是水压试验成败的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一套内加强月牙肋型钢岔管水压试验监测系统，要求监测项目精简，监测点布置符合内加强月牙肋型钢岔管结构及受力特点，系统总体布置合理、经济。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种内加强月牙肋型钢岔管水压试验监测系统，包括内水压力监测点、水温监测点、变形监测点、应力应变监测点、进水量监测点以及通过信号线连接的人工或自动监测数据采集设备；

内水压力监测点设置在进水管路压力表段附近；

水温监测点设置在岔管内壁，设置一支电测温度计；

变形监测点沿主支锥相贯线设置在岔管顶部、底部和两侧腰线部位；

应力应变监测点包括监测断面监测点和其它关键监测点，监测断面包括肋板监测断面、主锥进口监测断面、主支锥相贯线监测断面、支锥出口监测断面，监测断面及其监测点选取支管内径相对较大的岔管一侧设置，且监测点布置在监测断面的上半边；其它关键监测点设置在岔管腰线另需监测的折角点、支锥管腰线加密点、主锥管顶部岔管轴线交点垂直投影处、岔管计算峰值应力区；

进水量监测点设置在进水管路起始端的储水装置处，在每次升降压过程中，均要量取岔管内进水量和出水量。

所述各监测断面监测点布置如下：

①肋板监测断面：在腰线处、仰角30°、60°方向的肋板内、外壁沿切向对应设置单向应变片；

②主锥进口监测断面：在腰线折角点、断面顶部、或仰角45°方向的钢板内、外壁对应设置二向应变片，应变片方向分别沿切向和垂直切向；

③主支锥相贯线监测断面：在腰线折角点、靠近断面顶部应力较大处、仰角45°方向应力较大处的钢板内、外壁对应设置二向应变片，应变片方向分别沿切向和垂直切向；

④支锥出口监测断面：在腰线折角点、断面顶部的钢板内、外壁对应设置二向应变片，应变片方向分别沿切向和垂直切向。

所述其它关键监测点还包括在肋旁管应力较大处设置监测点。