專利名稱：汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法
技術領域：
本發明涉及力學性能測試領域，具體是一種汽輪機、燃汽輪機上的汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法。
背景技術：
現代汽輪機最常用的汽封仍為梳齒式結構。隨著汽封技術的發展，梳齒汽封齒形的改進以及梳齒與蜂窩、刷式合金絲的結合產生了復合型汽封。無論是獨立結構的梳齒汽封，還是上述復合型汽封，都要求汽封齒在實際運行中要具有足夠的強度，包括不易彎曲變形，松動以及脫落。汽封安裝后，汽封間隙在無碰摩情況下運行中就始終保持不變。如果汽封間隙過大，就會引起蒸汽的泄漏增加，導致汽輪機組熱效率的降低；如果汽封間隙設置得太小，機組開、停機過程過臨界轉速時轉子可能發生較大振動，就會導致汽封齒與轉子發生擦碰。雖然當汽封與轉子發生摩擦時，汽封背面彈簧片能使汽封向外退讓，減少摩擦壓力，但卻不能避免摩擦，輕者會造成汽封齒磨損，增大汽封間隙進而增大熱耗。當擦碰嚴重時，會使汽封齒變形、變脆甚至脫落。

發明內容
本發明的目的在于提高汽封齒的的使用壽命、保證機組正常運行和效率，發明了一種對汽封齒與汽封背板結合強度進行力學性能檢測的方法。本發明所采用的技術方案是
汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，包括以下具體步驟
1)在汽封齒與汽封背板的連接部分、沿汽輪機汽封弧段徑向截取，得到檢測結合強度的試樣，檢測結合強度的試樣包括汽封背板試件和汽封齒試件；
2)設計制造汽封背板試件和汽封齒試件的夾持裝置，夾持裝置一端固定連接汽封背板試件或汽封齒試件、另一端與萬能試驗機的夾頭連接；
3)通過夾持裝置將汽封背板試件和汽封齒試件分別與萬能試驗機的兩個夾頭連接；
4)設置萬能試驗機的試驗參數、進行拉剪試驗；萬能試驗機施加載荷F作用在上下夾頭處，汽封齒試件與汽封背板試件的接觸面積為S，當汽封齒試件與汽封背板試件脫離時，且汽封齒試件與汽封背板試件完整、不被破壞，則汽封齒與汽封背板結合強度為F/S。所述步驟I)中對汽輪機汽封弧段的截取沿汽封齒兩側切入，即汽封齒試件為單個完整的汽封齒。所述夾持裝置的一端設計有U型夾持槽，汽封背板試件或汽封齒試件插入該U型夾持槽后、與U型夾持槽緊密接觸，通過緊固裝置固定連接；夾持裝置的另一端設計為便于與萬能試驗機夾頭連接的圓柱狀。所述汽封背板試件和汽封齒試件的截面上鉆有定位孔、貫穿U型夾持槽的側面、夾持裝置上設置有與之對應的銷孔，汽封背板試件或汽封齒試件與夾持裝置通過插入定位孔和銷孔的螺栓固定連接。所述定位孔是若干個，若干個定位孔間距均勻分布、所有定位孔的圓心位于同一
直線上。所述汽封背板試件和汽封齒試件的定位孔上下兩兩對稱設置。所述步驟4)中的拉剪試驗時，當汽封齒試件或汽封背板試件被破壞時，可測量汽封齒試件或汽封背板試件材料的抗拉強度F/S’，S’為汽封齒試件或汽封背板試件的材料破壞面積。本發明所產生的有益效果是
本發明自主創新、設計了汽封齒與汽封背板的檢測試樣、檢測工裝和檢測方法，通過檢測工裝將檢測試樣裝配在常用的萬能試驗機上，即可通過試驗過程中檢測試樣的失效部位，快速判斷汽封齒與汽封背板的結合力大小，通過測量結合部位的受力面積，可簡便計算汽封齒與汽封背板的結合強度。本發明可用于鑲嵌汽封齒、焊接汽封齒或者整體汽封齒等各類型的汽封齒與汽封背板的結合強度測試上，相關的力學性能檢測試驗如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂等試驗均可實現。該發明的簡便實用、用途廣、裝置通用型強，可用于同種材料或異種材料連接相關力學性能指標的檢測及快速判斷，易于大規模使用和推廣。


圖1為本發明的汽輪機汽封截面的結構示意 圖2為圖1的A局部放大視圖的結構示意 圖3為本發明的汽封齒結合強度試件的結構示意 圖4為圖3的側視放大視圖的的結構示意 圖5為本發明汽封背板試件夾持裝置的結構示意 圖6為圖5的側視視圖的的結構示意 圖7為本發明汽封齒試件夾持裝置的結構示意 圖8為圖7的側視視圖的的結構示意 圖9為本發明汽封齒結合強度的拉伸裝置及檢測裝置的結構示意 圖10為圖9的側視視圖的的結構示意 圖中標號表示1_蜂窩帶、2-汽封齒、3-汽封背板、4-汽封齒槽、5-釬料、6-汽封背板試件、7-汽封齒試件、8-汽封背板試件定位孔、9-汽封齒試件定位孔、10-汽封背板試件夾持裝置、11-汽封背板試件夾持裝置銷孔、12-汽封齒試件夾持裝置、13-汽封背板試件夾持裝置銷孔、14-萬能試驗機上夾頭、15-萬能試驗機下夾頭、16-螺栓。
具體實施例方式如圖1 10所示，本發明是一種汽封齒2與汽封背板3結合強度的檢測方法，包括以下具體步驟
I)在汽封齒2與汽封背板3的連接部分、沿汽輪機汽封弧段徑向截取，得到檢測結合強度的試樣，檢測結合強度的試樣包括汽封背板試件6和汽封齒試件7。此時，對汽輪機汽封弧段的截取沿汽封齒2的兩側切入，即汽封齒試件7為單個完整的汽封齒2。得到檢測結合強度的試樣的截面與汽輪機汽封弧段的截面相同、檢測結合強度的試樣的厚度等于汽封齒2的厚度。2)設計制造汽封背板試件6和汽封齒試件7的夾持裝置，夾持裝置一端固定連接汽封背板試件6或汽封齒試件7、另一端與萬能試驗機的夾頭連接。夾持裝置的一端設計有U型夾持槽，汽封背板試件6或汽封齒試件7插入該U型夾持槽后、與U型夾持槽緊密接觸，通過緊固裝置固定連接；夾持裝置的另一端設計為便于與萬能試驗機夾頭連接的、直徑為Φ的圓柱狀。該緊固裝置可以是螺栓緊固件、也可以是卡箍、鉚釘、焊釘、鋼絲螺套等其他緊固形式。本具體實施方式
中，汽封背板試件6截面上鉆有汽封背板試件定位孔8、汽封齒試件7截面上鉆有汽封齒試件定位孔9，貫穿U型夾持槽的側面、夾持裝置上設置有與之對應的銷孔，即汽封背板試件夾持裝置10上設置有汽封背板試件夾持裝置銷孔11、汽封齒試件夾持裝置12上設置有汽封齒試件夾持裝置銷孔13。其中，汽封背板試件定位孔8是若干個，若干個汽封背板試件定位孔8間距均勻分布、所有汽封背板試件定位孔8的圓心位于同一直線上；汽封齒試件定位孔9是若干個，若干個汽封齒試件定位孔9間距均勻分布、所有汽封齒試件定位孔9的圓心位于同一直線上。同時，汽封背板試件定位孔8和汽封齒試件定位孔9上下兩兩對稱設置。I)通過夾持裝置將汽封背板試件6和汽封齒試件7分別與萬能試驗機上夾頭14和萬能試驗機下夾頭15連接。本具體實施方式
中，汽封背板試件6與汽封背板試件夾持裝置10通過插入汽封背板試件定位孔8和汽封背板試件夾持裝置銷孔11的螺栓16固定連接；汽封齒試件7與汽封齒試件夾持裝置12通過插入汽封齒試件定位孔9和汽封齒試件夾持裝置銷孔13的螺栓16固定連接。汽封背板試件夾持裝置10和汽封齒試件夾持裝置12分別通過圓柱端與萬能試驗機上夾頭14和萬能試驗機下夾頭15連接。2)設置萬能試驗機的試驗參數、進行拉剪試驗；萬能試驗機施加載荷F作用在萬能試驗機上夾頭14和萬能試驗機下夾頭15處，汽封齒試件7與汽封背板試件6的接觸面積為S，當汽封齒試件7與汽封背板試件6脫離時，且汽封齒試件7與汽封背板試件6完整、不被破壞，則汽封齒2與汽封背板3結合強度為F/S。另外，當汽封齒試件7或汽封背板試件6被破壞時，可測量汽封齒試件7或汽封背板試件6材料的抗拉強度F/S’, S’為汽封齒試件7或汽封背板試件6的材料被破壞的面積。本具體實施方式
中，檢測結合強度的試樣上加工6個定位孔，具體的是:汽封背板試件6上加工3個汽封背板試件定位孔8、汽封齒試件7上加工3個汽封齒試件定位孔。3個汽封背板試件定位孔(8-1、8-2和8-3)圓心位于同一直線、各孔間距均勻分布，3個汽封齒試件定位孔(9-1、9-2和9-3)圓心位于同一直線、各孔間距均勻分布。同時，汽封背板試件定位孔8-1和汽封齒試件定位孔9-1上下對稱設置、汽封背板試件定位孔8-2和汽封齒試件定位孔9-2上下對稱設置、汽封背板試件定位孔8-3和汽封齒試件定位孔9-3上下對稱設置。另外，汽封背板試件定位孔8-1和汽封齒試件定位孔9-3的圓心連線相交于同一點、汽封背板試件定位孔8-2和汽封齒試件定位孔9-2的圓心連線相交于同一點、汽封背板試件定位孔8-3和汽封齒試件定位孔9-1的圓心連線相交于同一點。汽封背板試件夾持裝置10上設置與3個汽封背板試件定位孔(8-1、8-2和8-3)對應的汽封背板試件夾持裝置銷孔(11-1、11_2和11-3)，汽封齒試件夾持裝置12上設置與3個汽封齒試件定位孔(9-1、9-2和9-3)對應的汽封齒試件夾持裝置銷孔(13-1、13-2和13_3)。為了方便檢測，本檢測方法和工裝僅檢測汽封齒在靜載荷作用下的力學行為，相關的力學性能檢測試驗如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂等試驗均可實現，就不一一枚舉。通過實驗過程中試樣的失效部位，可快速判斷汽封齒與背板的結合力大小，通過測量結合部位的受力面積，可簡便計算汽封齒與背板的結合強度。
權利要求
1.汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，其特征在于:包括以下具體步驟: 1)在汽封齒與汽封背板的連接部分、沿汽輪機汽封弧段徑向截取，得到檢測結合強度的試樣，檢測結合強度的試樣包括汽封背板試件和汽封齒試件； 2)設計制造汽封背板試件和汽封齒試件的夾持裝置，夾持裝置一端固定連接汽封背板試件或汽封齒試件、另一端與萬能試驗機的夾頭連接； 3)通過夾持裝置將汽封背板試件和汽封齒試件分別與萬能試驗機的兩個夾頭連接； 4)設置萬能試驗機的試驗參數、進行拉剪試驗；萬能試驗機施加載荷F作用在上下夾頭處，汽封齒試件與汽封背板試件的接觸面積為S，當汽封齒試件與汽封背板試件脫離時，且汽封齒試件與汽封背板試件完整、不被破壞，則汽封齒與汽封背板結合強度為F/S。
2.根據權利要求1所述的汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，其特征在于:所述步驟I)中對汽輪機汽封弧段的截取沿汽封齒兩側切入，即汽封齒試件為單個完整的汽封齒。
3.根據權利要求1所述的汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，其特征在于:所述夾持裝置的一端設計有U型夾持槽，汽封背板試件或汽封齒試件插入該U型夾持槽后、與U型夾持槽緊密接觸，通過緊固裝置固定連接；夾持裝置的另一端設計為便于與萬能試驗機夾頭連接的圓柱狀。
4.根據權利要求3所述的汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，其特征在于:所述汽封背板試件和汽封齒試件的截面上鉆有定位孔、貫穿U型夾持槽的側面、夾持裝置上設置有與之對應的銷孔，汽封背板試件或汽封齒試件與夾持裝置通過插入定位孔和銷孔的螺栓固定連接。
5.根據權利要求4所述的汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，其特征在于:所述定位孔是若干個，若干個定位孔間距均勻分布、所有定位孔的圓心位于同一直線上。
6.根據權利要求5所述的汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，其特征在于:所述汽封背板試件和汽封齒試件的定位孔上下兩兩對稱設置。
7.根據權利要求1所述的汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，其特征在于:所述步驟4)中的拉剪試驗時，當汽封齒試件或汽封背板試件被破壞時，可測量汽封齒試件或汽封背板試件材料的抗拉強度F/S’，S’為汽封齒試件或汽封背板試件的材料破壞面積。
全文摘要
本發明提供了一種汽封齒與汽封背板結合強度的檢測方法，包括以下具體步驟在汽封齒與汽封背板的連接部分、沿汽輪機汽封弧段徑向截取，得到檢測結合強度的試樣；通過夾持裝置將汽封背板試件和汽封齒試件分別與萬能試驗機的兩個夾頭連接；設置萬能試驗機的試驗參數、進行拉剪試驗；萬能試驗機施加載荷F作用在上下夾頭處，汽封齒試件與汽封背板試件的接觸面積為S，當汽封齒試件與汽封背板試件脫離時，且汽封齒試件與汽封背板試件完整、不被破壞，則汽封齒與汽封背板結合強度為F/S。本發明通過試驗過程中檢測試樣的失效部位，快速判斷汽封齒與汽封背板的結合力大小，通過測量結合部位的受力面積，可簡便計算汽封齒與汽封背板的結合強度。
文檔編號G01N19/04GK103076280SQ20121058255
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者胡維成, 鐘成山, 黃嵐 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司