蠕變?cè)囼?yàn)屬于疲勞試驗(yàn)之一,是檢測(cè)架空導(dǎo)線蠕變性能的重要試驗(yàn)方法。我國(guó)對(duì)架空導(dǎo)線蠕變?cè)囼?yàn)方法制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 22077—2008《架空導(dǎo)線蠕變?cè)囼?yàn)方法》。由于該標(biāo)準(zhǔn)制定較早,所以該標(biāo)準(zhǔn)只是規(guī)定了架空導(dǎo)線不間斷蠕變?cè)囼?yàn)的方法,至于高溫蠕變?cè)囼?yàn)并沒有涉及。 高溫蠕變?cè)囼?yàn)就是測(cè)試導(dǎo)線在其*高運(yùn)行溫度下的蠕變?cè)囼?yàn)。高溫蠕變?cè)囼?yàn)對(duì)技術(shù)人員開展在*高允許連續(xù)運(yùn)行溫度下導(dǎo)線的蠕變性能具有重要指導(dǎo)作用,而且制造企業(yè)在開展架空導(dǎo)線的設(shè)計(jì),為電力設(shè)計(jì)單位進(jìn)行架空輸電線路工程設(shè)計(jì)時(shí),都需要對(duì)導(dǎo)線做一下高溫蠕變?cè)囼?yàn),以此來(lái)提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

目前來(lái)看,隨著各種架空導(dǎo)線國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)實(shí)施,其內(nèi)容也都對(duì)高溫蠕變性能提出了要求,比如GB/T 32502-2016 《復(fù)合材料芯架空導(dǎo)線》、NB/T 42060-2015 《鋼芯耐熱鋁合金架空導(dǎo)線》、Q/GDW 11139-2013 《同心絞鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金絞線》、Q/GDW 10851-2016 《碳纖維復(fù)合材料芯架空導(dǎo)線》等,這些標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)高溫蠕變性能都提出了明確的規(guī)定。比如型線同心絞鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金絞線、鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金絞線的試驗(yàn)溫度要求應(yīng)在210±3℃左右。而復(fù)合材料芯架空導(dǎo)線的高溫蠕變?cè)囼?yàn)溫度要求應(yīng)在180±3℃左右,鋁包鋼芯耐熱鋁合金絞線的試驗(yàn)溫度要求也達(dá)到150±3℃左右。
這些應(yīng)用在架空導(dǎo)線的預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絞線通常是在高應(yīng)力狀態(tài)下工作的,并且高溫作用下的高溫蠕變將引起不可忽視的預(yù)應(yīng)力損失,從而影響架空結(jié)構(gòu)的安 全性。 因此對(duì)架空導(dǎo)線的高溫蠕變特性進(jìn)行研究是非常有意義的。
一、高溫蠕變?cè)囼?yàn)的意義
從廣義上講,架空導(dǎo)線,包括所有金屬材料的蠕變現(xiàn)象一般是指對(duì)固體施加外力時(shí)其變形隨時(shí)間增加而增加的現(xiàn)象。之所以要研究這種現(xiàn)象的特征,那是因?yàn)槿渥冃阅軐?duì)于架空導(dǎo)線的重要性,不在于變形與外力是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,而是要加上時(shí)間因素,進(jìn)而可對(duì)其服役壽命進(jìn)行評(píng)估。狹義的蠕變現(xiàn)象,則是指恒定溫度下在試件上施加恒定軸向荷載,其軸向變形隨時(shí)間變化的蠕變現(xiàn)象。狹義的蠕變引入了溫度的概念,與之相反產(chǎn)生了應(yīng)力松弛的概念,所以應(yīng)力松弛并不是獨(dú)立的材料行為,而是蠕變的另一種表現(xiàn)形式。
導(dǎo)線的蠕變?cè)诔叵乱彩冀K存在,但由于其值較小,通常是在長(zhǎng)期荷載作用下才考慮蠕變。所以GB/T 22077—2008僅規(guī)定了不間斷蠕變?cè)囼?yàn)的方法。但是隨著我們對(duì)狹義蠕變?cè)囼?yàn)的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),蠕變現(xiàn)象大致可分為三個(gè)階段,即過(guò)度蠕變、穩(wěn)態(tài)蠕變、加速蠕變這三個(gè)階段。這其中,當(dāng)導(dǎo)線達(dá)到加速蠕變階段,導(dǎo)線會(huì)因?yàn)轭i縮加快蠕變斷裂速度。而在恒定應(yīng)力的蠕變中,過(guò)渡蠕變的應(yīng)變速度與應(yīng)力和塑性應(yīng)變有關(guān),而穩(wěn)態(tài)蠕變速度僅與應(yīng)力有關(guān)。高溫蠕變?cè)囼?yàn)便是研究為應(yīng)變、應(yīng)變速度、應(yīng)力、溫度、時(shí)間等之間的關(guān)系。
二、高溫蠕變?cè)囼?yàn)的試樣制備
與常溫蠕變?cè)囼?yàn)一樣,高溫蠕變?cè)囼?yàn)的試樣也應(yīng)該從線盤上距離端頭不小于20m的位置上截取。在截取和制備過(guò)程中,應(yīng)避免試樣受損傷,試樣從線盤上截?cái)嘁郧埃瑧?yīng)確保導(dǎo)線層間不發(fā)生滑移。與拉伸試驗(yàn)相比,蠕變?cè)囼?yàn)應(yīng)慎重選擇樣品和標(biāo)距長(zhǎng)度,一旦樣品從線盤上取下,應(yīng)盡可能使其保持平直,如果不能保證,則應(yīng)該采取以下措施:
1.從線盤上取下 2 倍長(zhǎng)度的樣品,采用中間一段作為試驗(yàn)用樣品;
2.如果需要成圈運(yùn)輸,成圈直徑應(yīng)不小于 1.5m。
根據(jù)加熱方式不同,試樣端頭宜采用金具壓接或環(huán)氧樹脂等材料澆注。采用環(huán)氧樹脂等材料澆注時(shí),不允許滑移或?qū)Ь€層間移動(dòng)。采用金具壓接時(shí),應(yīng)在不損傷導(dǎo)線的前提下緊密壓接,不允許出現(xiàn)滑移或其它影響試驗(yàn)正常進(jìn)行的任何缺陷。如果導(dǎo)線上涂有防腐脂,在澆注端頭前應(yīng)將端頭處導(dǎo)線上的防腐脂充分清除干凈。
三、試驗(yàn)溫度的選擇
試驗(yàn)溫度是高溫蠕變重要試驗(yàn)參數(shù)之一。高溫蠕變?cè)囼?yàn)溫度通常取決于導(dǎo)線外層耐熱鋁合金線的熱性能,如導(dǎo)線加強(qiáng)芯為碳纖維復(fù)合材料芯,則依據(jù)其碳纖維復(fù)合芯的熱性能。在蠕變?cè)囼?yàn)期間,試樣標(biāo)距兩端和中部的溫度都是需要測(cè)量的。具體要求就是,測(cè)量裝置應(yīng)與試樣接觸良好,并不受試樣周圍空氣流動(dòng)的影響。常溫蠕變?cè)囼?yàn)一般在20℃室溫下進(jìn)行即可,但是如果進(jìn)行的是高溫蠕變?cè)囼?yàn),則應(yīng)采用烘箱加熱或電流加熱等方式對(duì)測(cè)試標(biāo)距內(nèi)試樣進(jìn)行加熱,至規(guī)定的試驗(yàn)溫度。
一般情況下,試驗(yàn)溫度為導(dǎo)線*高運(yùn)行溫度(*高允許連續(xù)運(yùn)行溫度)或相應(yīng)導(dǎo)線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中要求的試驗(yàn)溫度。比如上文所說(shuō)的各種絞線及導(dǎo)線的溫度要求。 當(dāng)然試驗(yàn)溫度也可以由供需雙方協(xié)商確定。不過(guò)需要主注意的是,一旦確定試驗(yàn)溫度,在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)始終保持該試驗(yàn)溫度。驗(yàn)期間內(nèi)標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)試樣的溫度變化應(yīng)小于試驗(yàn)溫度的±2%或符合相應(yīng)導(dǎo)線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的要求。整個(gè)試驗(yàn)期間內(nèi),應(yīng)保證溫度變化小于上述值,且應(yīng)對(duì)環(huán)境或試樣溫度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。溫度測(cè)量裝置的精度應(yīng)為±0.5℃,且在高溫蠕變?cè)囼?yàn)期間,仍應(yīng)滿足該精度要求。
四、高溫蠕變?cè)囼?yàn)步驟
1.將制備好的試樣安裝在蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)上。某些設(shè)備可能需要進(jìn)行預(yù)加載以便固定應(yīng)變測(cè)量裝置。
2.應(yīng)變測(cè)量裝置的精度和安裝應(yīng)保證測(cè)量試樣應(yīng)變至5×10-6。測(cè)量裝置可以是任何合適的形式,如千分表、低壓位移傳感器或光學(xué)系統(tǒng)。
3.在試驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)試樣長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí),試樣可能會(huì)發(fā)生大幅度扭轉(zhuǎn),此類情況應(yīng)以避免或予以補(bǔ)償。在這種情況下,允許初荷載達(dá)到導(dǎo)線額定拉斷力的2%。預(yù)加載時(shí)間不應(yīng)太長(zhǎng),以免影響蠕變曲線。通常預(yù)加載時(shí)間不超過(guò)5min為宜。
4.均勻加載至試驗(yàn)荷載,不應(yīng)過(guò)載。加載時(shí)間應(yīng)控制在5min±10s。若需要逐步加載,每次的增量不應(yīng)超過(guò)試驗(yàn)荷載的20%2)。當(dāng)逐步加載時(shí),要確保加載曲線應(yīng)力時(shí)間圖所覆蓋的面積等于預(yù)加載至*終試驗(yàn)荷載之間的直線所覆蓋的面積。試驗(yàn)期間應(yīng)保持荷載恒定3)。
5.在進(jìn)行高溫蠕變?cè)囼?yàn)時(shí),應(yīng)在標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)試樣溫度達(dá)到試驗(yàn)溫度并恒定后開始加載試驗(yàn)荷載,并在試驗(yàn)期間內(nèi)保持荷載恒定和標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)試樣的溫度恒定。
五、試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容
一份完整的架空導(dǎo)線高溫蠕變?cè)囼?yàn)報(bào)告應(yīng)該包括試樣型號(hào)規(guī)格、試樣加熱方式、試驗(yàn)荷載、試驗(yàn)溫度、標(biāo)距長(zhǎng)度、試驗(yàn)周期、蠕變方程(常數(shù)a和b)、推算的10年蠕變量、1000h的伸長(zhǎng)和時(shí)間的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)曲線圖等,當(dāng)然其它諸如蠕變曲線及附加信息可由供需雙方協(xié)商確定。從報(bào)告里面的這些數(shù)據(jù),我們可以構(gòu)建出架空導(dǎo)線的高溫蠕變和蠕變率模型,為高溫火災(zāi)下預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算提供了參考。并且根據(jù)初應(yīng)力和溫度對(duì)高溫蠕變的影響, 得出預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)根據(jù)防火需要,服役條件, 在充分考慮各因素的基礎(chǔ)上, 定出合理的初預(yù)應(yīng)力值的建議。
百檢網(wǎng)專注于為第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)以及中小微企業(yè)搭建互聯(lián)網(wǎng)+檢測(cè)電商服務(wù)平臺(tái),是一個(gè)創(chuàng)新模式的檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)網(wǎng)站。百檢網(wǎng)致力于為企業(yè)提供便捷、高效的檢測(cè)服務(wù),簡(jiǎn)化檢測(cè)流程,提升檢測(cè)服務(wù)效率,利用互聯(lián)網(wǎng)+檢測(cè)電商,為客戶提供多樣化選擇,從根本上降低檢測(cè)成本提升時(shí)間效率,打破行業(yè)壁壘,打造出行業(yè)創(chuàng)新的檢測(cè)平臺(tái)。
百檢能給您帶來(lái)哪些改變?
1、檢測(cè)行業(yè)全覆蓋,滿足不同的檢測(cè);
2、實(shí)驗(yàn)室全覆蓋,就近分配本地化檢測(cè);
3、工程師一對(duì)一服務(wù),讓檢測(cè)更精準(zhǔn);
4、免費(fèi)初檢,初檢不收取檢測(cè)費(fèi)用;
5、自助下單 快遞免費(fèi)上門取樣;
6、周期短,費(fèi)用低,服務(wù)周到;
7、擁有CMA、CNAS、CAL等權(quán)威資質(zhì);
8、檢測(cè)報(bào)告權(quán)威有效、中國(guó)通用;