盲孔殘余應(yīng)力測(cè)試方法是工程構(gòu)件應(yīng)力分析中常用的數(shù)據(jù)采集方法之一，由于具有操作簡(jiǎn)便、測(cè)量可靠性高、對(duì)構(gòu)件損傷程度小等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于構(gòu)件及焊接殘余應(yīng)力測(cè)試中。在盲孔法殘余應(yīng)力測(cè)試中，應(yīng)變片的粘貼質(zhì)量將直接影響測(cè)試結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。本文將以大口徑油氣輸送管殘余應(yīng)力檢測(cè)為例，對(duì)盲孔法測(cè)殘余應(yīng)力過程中電阻應(yīng)變片的粘貼工藝進(jìn)行介紹。
 

　　測(cè)試儀器
 

　　測(cè)試管件：φ1219*18.4mm大口徑厚壁X80鋼管
 

　　電阻應(yīng)變片：JHBX120-3C應(yīng)變片，阻值120±0.1%Ω，靈敏系數(shù)2.10±1%，工作溫度-30℃-60℃，南京聚航科技有限公司生產(chǎn)。
 

　　測(cè)試儀器：JHRS-LDM-10殘余應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，由JHYC-10靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK鉆孔裝置組成，南京聚航科技有限公司生產(chǎn)。
 

　　粘結(jié)劑：JH-496粘結(jié)劑，南京聚航科技有限公司生產(chǎn)
 

　　電阻應(yīng)變儀粘貼工藝
 

　　應(yīng)變片的選擇
 

　　首先，應(yīng)根據(jù)應(yīng)力測(cè)試對(duì)象和測(cè)試要求選擇電阻應(yīng)變片的形式。對(duì)于盲孔法殘余應(yīng)力測(cè)量選用三向應(yīng)變片，通過測(cè)試結(jié)果計(jì)算出殘余應(yīng)力主應(yīng)力的大小和方向。
 

　　外觀檢查，用5-10倍放大鏡檢查電阻應(yīng)變片的絲柵是否粗細(xì)相對(duì)均勻、平行；有無霉點(diǎn)、銹點(diǎn)、斷點(diǎn)、搭接；片基體各部位是否有損傷、折斷、氣泡；如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)選出不用。
 

　　電阻值驗(yàn)測(cè)，用萬(wàn)用表對(duì)同一片基上的各個(gè)柵點(diǎn)進(jìn)行電阻值檢驗(yàn)和測(cè)量。一方面，確定阻值是否符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，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(yīng)變片，以減少測(cè)量誤差。組成同一測(cè)點(diǎn)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(huì)影響應(yīng)變片的粘貼質(zhì)量。為了保證應(yīng)變片的粘貼質(zhì)量，必須認(rèn)真清理被測(cè)區(qū)域。以獲取面積范圍不小于應(yīng)變片面積1.5倍，清潔、平整且有一定粗糙度的網(wǎng)紋狀表面。對(duì)于表面有油、漆、銹的較大構(gòu)件，可采用粗清、細(xì)清兩步的方法。粗清，用角磨機(jī)安裝60目砂輪片在黏貼應(yīng)變片處大于應(yīng)變片面積4-6倍的范圍內(nèi)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(xù)打磨直至表面平整無凹凸現(xiàn)象，粗糙度Ra3.2-6.4.對(duì)比試驗(yàn)表明，這種粗清方法對(duì)被測(cè)構(gòu)件的殘余應(yīng)力無顯著和本質(zhì)上的影響，與手工打磨比，效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度大。細(xì)清，劃好定位線，再用100目砂紙采用圓形旋轉(zhuǎn)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(wǎng)紋狀表面，這樣的表面可以讓粘結(jié)劑更好的浸潤(rùn)和浸透到試件的表面層，提高被測(cè)表面與電阻應(yīng)變片有效粘接面積。
 

　　劃定位線
 

　　電阻應(yīng)變片粘貼方位誤差會(huì)引起測(cè)量誤差，因此，無論做標(biāo)定試樣還是測(cè)殘余應(yīng)力試樣都不能忽視定位線。
 

　　在試件表面被測(cè)點(diǎn)處用直角尺和劃針畫出十字定位線，以便與應(yīng)變片上的方位線對(duì)正并準(zhǔn)確黏貼。劃出定位標(biāo)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(cè)點(diǎn)處金屬光澤部位，擦拭時(shí)，由十字線中心向外擦洗。更換棉球反復(fù)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(shí)間不得超過30分鐘。擦洗完畢與貼片時(shí)間間隔不得少于3-5分鐘，以保證丙酮*全揮發(fā)。
 

　　粘貼應(yīng)變片
 

　　首先，確定好應(yīng)變片45°方向，用左手捏住應(yīng)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(yīng)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(yīng)變片靠近黏貼部位，左手食指接觸試件作為支點(diǎn)，挪動(dòng)支點(diǎn)使應(yīng)變片方位線對(duì)準(zhǔn)試件上的十字定位線，待重合后食指抬起使應(yīng)變片緊貼黏貼出，膠水良好的毛細(xì)流動(dòng)性很快充斥應(yīng)變片黏貼面。此時(shí)，迅速將準(zhǔn)備好的聚四氟乙烯薄膜垂直覆蓋在應(yīng)變片上，覆蓋后迅速垂直移開，移開時(shí)不能搓動(dòng)。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(shí)不能有滑動(dòng)，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(yīng)變片方位線與定位線是否對(duì)正，以便及時(shí)糾正，如對(duì)正，則迅速變換透明紙位置重復(fù)滾壓，滾壓時(shí)不能滑動(dòng)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(shí)應(yīng)變片已較好與試件黏貼。
 

　　焊接應(yīng)變片引出線
 

　　為了防止應(yīng)變片引出線在測(cè)量過程中與試件接觸短路或折斷損壞，可在應(yīng)變片三個(gè)方位旁黏貼三個(gè)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(yīng)變片與應(yīng)變儀連接方便，應(yīng)在應(yīng)變片的引出端子上焊接一段導(dǎo)線，長(zhǎng)度盡可能短，且應(yīng)采用三線補(bǔ)償線路。用錫焊焊接，釬劑用松香。焊后用膠帶紙將導(dǎo)線固定在試件上，以防拉斷。
 

　　檢查貼片質(zhì)量
 

　　液壓黏貼完畢后，應(yīng)進(jìn)行以下幾個(gè)方面的檢查：1.用肉眼檢查應(yīng)變片是否鼓包；如有鼓起繼續(xù)滾壓，直至突起消失，即補(bǔ)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(yīng)變片四個(gè)三角標(biāo)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(xiàn)象，則應(yīng)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(shí)，如果應(yīng)變片邊角與試件之間無翹曲、脫膠現(xiàn)象，則應(yīng)變片已貼牢。4.焊接完引出線和導(dǎo)線后，用萬(wàn)用表分別搭在接線端子和導(dǎo)線末端接線柱上測(cè)應(yīng)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(fā)現(xiàn)萬(wàn)用表顯示0，則說明發(fā)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(cè)絲柵與試件的絕緣電阻，要求電阻>50MΩ。
 

　　應(yīng)變片的保護(hù)與密封
 

　　根據(jù)測(cè)試任務(wù)的要求，應(yīng)變片可能在各種不同環(huán)境下工作，如高溫、高壓、油、水、化學(xué)試劑等不同介質(zhì)中工作。為了防止其他工作或有害介質(zhì)損壞、腐蝕應(yīng)變片而使其不能傳遞應(yīng)變，所以應(yīng)對(duì)應(yīng)變片采取防護(hù)與密封措施，本試驗(yàn)中應(yīng)變片在常態(tài)環(huán)境下工作，貼片后放置時(shí)間較短，應(yīng)變片防護(hù)與密封無嚴(yán)格要求。
 

　　結(jié)論
 

　　在盲孔法測(cè)大口徑厚壁X80管殘余應(yīng)力測(cè)定試驗(yàn)中，選用JHBX120-3C電阻應(yīng)變片和JH-496膠水，并嚴(yán)格按照上述工藝粘貼應(yīng)變片。整個(gè)試驗(yàn)過程中，應(yīng)變片處于常溫環(huán)境，工作特性良好，說明材料選擇和工藝制定是合理的，取得了滿意的效果，試驗(yàn)中采用的粘貼工藝可以為電阻應(yīng)變片的使用提供一定的參考價(jià)值。