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试验指导书
1 适用范围
本操作规程适用于带气中压管网保压试验。
2 危害因素
燃气泄漏、人员伤害。
3 作业关键控制点
中压管网控制点检查、选择测压点、压力表安装、压力观察、过程记录。
4 工具材料及安全防护设施配置
压力表(精密压力表0.4 级)一只、各式阀门扳手一套、井盖钩一只、撬扛一只、记录纸、秒表(记录时间)一只、各种连接管件(变径、内接外接等)、检漏液、通讯设备(参加人员各配一台)、照明设施; 警示设施(警示服、警示桩)。
5 主要的人员、物料消耗定额
注:工作时间2小时,其中保压试验时间1小时;控制点数:保压试验管网上的阀门井、连接井、积水井、膨胀节的数量总和。物料:生料带。
6 作业气候、环境要求
雨、雪、雷等恶劣天气,中压管网沿线有用户用气的情况下不能进行保压试验。
7 作业流程
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溧阳安顺燃气有限公司
8 安全注意事项和应急措施
8.1 在保压试验过程中,所有操作人员必须穿警示服。
8.2 在开启阀门向测压装置送气时,应侧身操作阀门。
8.3 注意城市管网环网结构,在保压时不得影响其他小区和工商户的用气。
8.4 确认所使用的仪表、器材都是合格的。
8.5 做好现场安全警戒工作。
8.6 恢复供气后应检查调压器的运行情况,确保正常供气。
9 作业记录、总结
9.1 在中压管网保压试验过程中,每十分钟记录压力表中压力数据一次。
9.2 作业结束,记录交现场指挥。
2
理化试验指导书
第一节 范围
本标准规定了角钢、钢板,钢带、钢管和焊缝的力学性能试样的取样和试验要求,包括拉伸试验、弯曲试验、夏比冲击试验、落锤撕裂试验、螺栓检验试验、光谱分析以及焊丝检验规定。
第二节 引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准的引用而成为本标准的条文。
GB/T 700-2015 碳素结构钢
GB/T 1591-2015 低合金高强度结构钢
GB/T 699-1999 优质碳素结构钢
GB/T 3098.1-2000紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
GB/T 3098.2-2000 紧固件机械性能螺母 粗牙螺纹
GB/T 2975-1998 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备
GB/T 222-2015 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差
GB/T 4336-2002 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)
GB/T 228-2002 金属材料 室温拉伸试验方法
GB 232-1999 金属材料弯曲试验方法
GB/T 229-1994 金属夏比缺口冲击试验方法
GB 8363-87 铁素体钢落锤撕裂试验方法
GB/T 230.1-2004 金属洛氏硬度试验 第一部分:试验方法
DL/T 868-2004 焊接工艺评定
GB/T 17600.1-1998 钢的伸长率换算 第一部分:碳素钢和低合金钢
GB 8170-87 数值修约规则
第三节 人员、安全与环境要求
3.1 理化人员必须经过相关机构培训持证上岗,否则不得上岗。
3.2 理化操作人员应认真履行自己的工作职责,做好本职工作,严格按照步骤完成试验,保证试验的准确性。
3.3在力学试验过程中,操作人员必须严格遵守安全操作规程。
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3.4试验过程中,操作人员应按规定穿戴防护用具,注意经常检查固定安全栓是否紧固,以防误伤。
3.5试验完毕后,操作人员按《设备润滑保养制度》及《设备检查制度》对设备进行润滑保养和检查,在操作设备时发现设备异常,应立即停机通知修理部门进行修理。 3.6下班后应做到电(气)源关、设备清、场地清和工具归其位。
第四节 试验取样要求
4.1在产品不同位置取样时,力学性能会有差异。
4.2应该在外观及尺寸合格的钢产品上取样。取样应留有20mm的加工余量以减少热切割的影响。
4.3取样时,应对抽样产品、试料、样坯和试样作出标记,以保证始终能试别取样的位置及方向。
A B
C全厚度试样
D t>30mm E F 全截面试样
G d>25mm H d≤25mm I d>50mm
3
J d≤25mm K d>25mm L 25mm<d≤50mm M d>50mm
全截面试样 矩形截面试样
4.5取样方向应按产品标准或供需双方协议规定。
冲击试样 4.4取样时,应防止过热、加工硬化而影响力学性能,热切割取样时要求留有20mm的余量。
第五节 拉伸试验
5.1 就是通过拉伸过程中的弹性变形、塑性变形、断裂等各阶段真实地反映了材料抵抗外力作用的全过程,是检验材料力学性能测试中最常用的试验方法。
5.2 设备及测量量具
5.2.1试验设备—WEW-1000屏显式液压万能试验机 打点仪
5.2.2拉伸设备应满足各项所规定的要求,测量量具应具有检验、校正合格证书并在使用期限内。
5.2.3 拉伸试验前操作人员必须试样进行检验。检验内容:
(1)试样的尺寸是否符合要求;
(2)试样是材料否有外观缺陷(翘皮、重皮、裂纹、弯曲、严重锈蚀);
(3)清点试样的数量;
以上若有一项不符通知物供部重新取样加工。
5.3拉伸技术要求及步骤
5.3.1对于厚度小于或等于25mm钢板拉伸试样的取样位置应在端部垂直于轧制方向切取,对于纵压钢板,应在宽度中央1/4
位置处截取试样,对于横轧钢板则可在宽度的任意位置处截
4
取。对于厚度大于25mm的钢板则应制成尽可能大的圆形比例试样。试样要求应满足GB/T 2975-1998的要求。根据公司设备的实际情况试样的长度统一为300mm,宽为25mm。对焊缝进行拉伸试验还应将焊缝余高去除。
5.3.2将试样进行标定,采用标准比例系数K为5.65,不同厚度材料的原始标距按下表标记:
5.3.3 拉力过程按照压力试验机的操作说明要求进行。
5.3.4 试验数据记录整理形式按照附表进行记录,如果断裂位置位于标距两端1/3范围时应用移位法测定断后伸长率。如果断裂位置不在标距内则该试验结果无效,应重新取样试验。
5.3.5 因公司钢材的强度值均在200N/mm2~1000N/mm2 ,故修约间隔取5 N/mm2。
第六节 夏比冲击试验
6.1就是通过规定高度的摆锤对处于简支梁状态的缺口试样进行一次性打击,测量试样折断时的冲击吸收功。
6.2试验设备为JBS-300B冲击试验机 低温槽CWE60 UV-2D冲击试样缺口专用拉床
6.3冲击设备应满足各项所规定的要求,测量量具应具有检验、校正合格证书并在使用期限内。
6.4夏比冲击试验的试样用气割取样时应留有20mm的加工余量,取样数量为每种3块。试样加工尺寸应满足下图要求,缺口类型按具体要求加工。
6.5 当产品厚度较小而无法加工到10mm厚度时可以采用试样宽度为7.5mm或5mm的小试样尺寸,其他尺寸不变。
6.6 缺口采用拉床加工方法加工。
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冻到规定的温度并保温20min,然后在10s内完成试验,如果没有完成则需将试样放回低温槽中再冰冻10min后再进行冲击试验。
6.8打击瞬间摆锤的速度应为5.0~http://ad.oh100.com
6.9试验数据记录整理形式按照附表2进行记录,冲击吸收功至少应保留两位有效数字,修约方法按GB 8170执行。
6.10试验后试样断口有肉眼可见裂纹或缺陷时,应在试验报告中注明。
6.11钢材的夏比冲击功功平均值应满足下表,允许一个试样的单值低于规定值,单不得低于规定值的
6.12如果冲击试验功不满足规定,可从同一批钢材上再取3个试样进行试验,前后6个试样的平均值不得低于规定值,但允许2个试样低于规定值但其中低于规定值70%的试样只允许1个。
第七节 弯曲试验
7.1弯曲试验就将试样在弯曲装置上经受弯曲塑性变形,不改变加力方向,直至达到规定的弯曲角度。
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7.2试验设备—WEW-1000屏显式液压万能试验机
7.3弯曲试验的试样用气割取样时应留有20mm的加工余量,当做厚度大于20mm厚的钢材的弯曲试验时,试样应经单面刨削使其厚度达到20mm,弯曲时加工面应位于弯曲外侧。取样位置及数量按照具体产品标准执行,如过是焊缝弯曲则焊缝余高均应用铣床铣平。
7.4焊缝拉伸试样的长度为300mm,弯曲长度则应该按照标准给定的公式计算。如果是对原材料弯曲则弯头直径应该满足下表要求:
4.1.3.3 试验操作过程过程按照液压万能试验机操作规则执行,试验完后严格记录试验结果。
第八节 铁素体钢落锤撕裂试验
8.1取样位置及数量按照产品标准执行,试样用气割取样时应留有20mm的加工余量,取样后通过机加工方法去除热影响区,加工尺寸如下图所示,缺口用专用设备加工出,禁止用其他机械方法加工。
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8.2 试验仪器以及设备应满足GB 8363-87铁素体钢落锤撕裂试验方法取样位置及数量按照标准GB/T 9711.1-1997 、GB/T 9711.1-1997及 API相关执行。
8.3 将试样放入冰冻槽中冰冻,液体温度与试验温度偏差不得大于1℃,并在规定的温度下保温至少15min。
8.4在10s完成试验,若超过10s未完成试验应将试样放回保温装置再保温10min试验。
8.5 安装试样时,应使试样缺口中心线与支座跨距中心一致,偏差不超过±1.5mm。
8.6 断裂表面分析方法按照GB 8363-87中的规定完成。
8.7 数据记录应包括材料规格、炉批号、试样尺寸、取样部位、试验温度和剪切面积。
第九节 紧固件机械性能验收规定
9.1范围
9.1.1本规定适用于公司输电线路工程所使用的螺栓与螺母的试验。
9.1.2要求试验环境温度10-35℃,湿度≤80%。
9.2抽样项目与抽样方案
9.2.1螺栓机械性能抽查项目有:抗拉强度、硬度、稧负载强度。螺母的机械性能抽查项目有:硬度、保证应力。
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9.2.2按照GB/T 3098.1要求规定:如果进行了稧负载试验,则不必做拉伸力试验,稧负载强度数值等于最小抗拉强度。
9.2.3纽矩试验适用于螺纹公称直径为:3mm≤D≤10mm,且由于长度太短,不能实施拉力试验的螺栓的产品。使用于8.8级及以上性能等级的螺栓。
9.2.4螺栓、螺母的具体试验方法和力学性能参照GB/T 3098.1、GB/T 3098.2、DL/T764.4之要求。
螺栓机械性能见下表:
9.3稧负载强度时,当试验拉力达到规定的最小拉力载荷时不得断裂,当载荷增大直至拉断,断裂应发生在杆部或螺纹部分,而不应发生在头与杆部的交接处。
9.4保证载荷试验时,按上表施加规定的载荷,持续15秒,螺母不应脱扣或断裂。
第十节 光谱分析规定
10.1范围
光谱直读仪是用来对钢材、焊丝等进行化学元素分析的专业仪器,为了保证该设备测量数据的准确性,特制订光谱直读仪的比对规范。 10.2.技术标准 表1:
10.3比对条件 10.3.1环境条件:
实验室的环境条件应满足温度为:10-35℃, 相对湿度为:≤70% 10.3.2标准器
由冶金工业部抚顺钢厂研制的3个光谱分析用高低标样品 10.4比对内容 10.4.1外观检查 10.4.2元素分析 10.4.3数据比对 10.5比对方法 10.5.1外观检查
设备外观良好,能正常启动,不应有破损,按钮松动及导致仪器进一步损坏的缺陷。 10.5.2元素分析
将样品研磨,表面平整、无污染、无水分,应能看到清晰的研磨痕迹,不能湮没成平面,样品表面不能手摸
10.5.3依次将3个试样进行光谱元素分析 10.5.4将数据与表1标准含量数据比对
10.6校准结果处理及确认间隔
分析数据符合表1技术指标才为校准合格,有效期为6个月,贴“B类合格证” 10.7校准记录表格
光谱直读仪比对记录
NO:
1.外观及工作正常性检查: 2.元素分析结果
4.结论
检验员: 检验日期:
第十一节 焊丝检验规定
11.1焊丝化学分析试件采用纯氩气体保护焊,将焊丝熔焊在一块大小约为100mmX100mm的钢板中部,焊接电流和电压按照公司气体保护焊工艺执行。
11.2 在钢板的中部熔焊成一个直径为25~30mm高为3~5mm圆柱体。 11.2.取样前应将熔焊物表面金属除去,测试位置应位于该圆柱体的中部。 11.3元素的分析按照光谱分析的操作步骤进行。
Material Physical and Chemical Inspection Report
材料理化检测报告
P009-004 Report No.:
石油沥青试验作业指导书18
石油沥青试验作业指导书 第2页 共12页
石油沥青试验作业指导书
1、适用范围:
本作业指导书适用于道路石油沥青、建筑石油沥青、专用石油沥青、普通石油沥青的质量指标的检验。
2、引用标准:
GB494
SYB1661
SYB1665
SYB1663
GB4509
GB4508
GB4507
SY2805
SY2808
GB4510
3、试验方法
3.1 取样
3.1.1 采样工具
(1)采取膏状石油产品试样时,当在铁盒、白铁桶或袋子中取样时,使用长度约400mm的螺旋形钻孔器或活塞穿孔器;当在大桶或鼓形桶中取样时,使用长度约800mm的螺旋形钻孔器或活塞穿孔器。
3.1.2 一般要求
石油沥青试验作业指导书 第3页 共12页
(1)用来鉴定全部质量指标,必须按照产品的国标、部标或技术规格中所规定的数量采取用于复查某项或数项质量指标,应采取足够分样,这些指标所需的试样数量。
(2)采样工具和容器必须清洁。采样工具和容器使用前后必须用汽油洗净、晾干、收藏。
(3)对于用来掺成一个平均试样所需的试样,允许用同一件采样工具,每次放入石油产品前不必洗涤。
3.1.3 不同试样取样要求
(1)从容器中采取可熔性固体石油产品试样
①按容器的总件数的2%(但不应少于2件)采取试样。采出的试样以大约相等的体积制成一份平均试样。
②将采样的大桶立起,顶盖朝上,用抹布将顶盖擦净后取下。刮掉产品表面直径约200mm,厚约10mm的一层,用灼热的刀子割取一块约1kg重量的试样。
将采样的木箱放好,盖子朝上,用抹布将盖子擦净后取下。袋装的产品将袋子打开,然后在每箱或袋中取出一块试样。
③从每块试样的上、中、下部份割取3块体积大约相等的小块试样。 ④将割取的小块试样装在一个清洁、干燥的容器中,交给实验室进行熔化,搅拌均匀后注入铁模内。
(2)从散装可熔性固体石油产品采取试样
在一批产品中要从不同位置选取一些大小相同的块料作为试样。同模铸成的石油产品每100件中采取的件数不应少于10件。未经模铸的石油产品,要在每吨中采取一块试样,但采出的块数不应少于10块。
石油沥青试验作业指导书 第4页 共12页
从每块试样的不同部份割3块体积大约相等的小块试样。
将采出的试样装在一个容器中,交实验室熔化搅拌均匀后注入铁模内。
3.1.4 试样保管
(1)采取的试样(铸块),分成大约相等两份,每份用牛皮纸或羊皮纸包好。
(2)试样上应贴上标签,标签内容包括:产品名称、牌号、发货工厂、货物批号或大桶、铁盒、车、箱等编号,取样日期、产品标准代号及本中心对样品的所需要注明的内容。
(3)一份试样供实验分析用,另一份保存两个月,供仲裁试验用。
3.2 针入度测定
3.2.1 仪器设备
(1)针入度计
(2)标准针
(3)试样器:金属圆柱形平底容器。针入度<200时试样器内径55mm,内部深度35mm;针入度在200-350时,试样器内径70mm,内部深度45mm。
(4)恒温水浴:容量不小于10L,能保持温度在试验温度±0.1℃范围内。水中应备有一个带孔的支架,位于水面下不少于100mm,距浴底不少于50mm处。
(5)平底玻璃器:容量不小于0.5L,深度不少于80mm。内设一个不锈钢三脚支架,能使试样器稳定。
(6)秒表:刻度0.1S或小于0.1S,60S间隔内的准确度达到±0.1S。
(7)液体玻璃温度计,刻度范围0-50℃,分度0.1℃。
(8)熔化试样用的金属器或瓷柄器。
石油沥青试验作业指导书 第5页 共12页
(9)金属网筛:筛孔0.3-0.5mm。
(10)砂浴或可控温密闭电炉。
3.2.2 试验设备
(1)将预先除去水份的沥青试样在砂浴或密闭电炉上小心加热,不断搅拌,加热热温度不得超过估计软化点100℃,加热时间不得超过30min,用筛过滤除去杂质。
(2)将试样倒入预选好的试样器中,试样深度应大于预计穿入深度10mm。
(3)试样器在15-30℃的空气中冷却1-1.5h(小试样器)或1.5-2h(大试样器),防止灰尘落入试样器。然后将试样器移入保持规定试验温度的恒温水浴中,小试样器恒温1-1.5h,大试器恒温1.5-2h。
3.2.3 试验步骤
(1)调节针入度计的水平,检查连杆、导轨无明显磨擦。用甲苯清洗针,用净布擦干,固紧好针,放好规定重量的砝码。
(2)取出试样器,放入水温控制在试验温度的平底玻璃器中的三脚支架上,试样表面以上的水层高度不小于10mm,将平底玻璃器入于针入度计的平台上。
(3)放下针连杆,使针尖刚好与试样表面接触,拉下活干,使与针连杆顶端相接触,调节针入度计到底盘使指针为零。
(4)用手紧压按钮,同时起动秒表,使标准针自由下落穿入沥青试样,到规定时间停压按钮,使针停止移动。
(5)按下活杆与针连杆顶端接触,此时刻度盘指针的读数即为试样的针入度。
石油沥青试验作业指导书 第6页 共12页
(6)同一试样重复试定至少3次,各测点之间及测点与试样器边缘之间的距离不应小于10mm,每次测定前应将平底玻璃器放入恒温水浴。每次测定摸一根干净的针或取下针用甲苯擦干净,再用干布擦干。
(7)测定针入度大于200的沥青时,至少用3根针,每次测定后将针留在试样中,直至3次测定完成后才能把针从试样中取出。
3.2.4 精密度
(1)取3次测定针入度的平均值,取整数,作为实验结果,3次测定的针入度值相差不应大于表中数值。若差值超过表中数值,试验应重做。
针入度测定允许最大差值
3.3 延度测定
3.3.1 原理和适用范围
用既定的试件在一定温度下以一定速度拉伸至断裂时的长度,以cm表示。非经特殊说明,试验温度为25±0.5℃,延伸速度为5±http://ad.oh100.com,本法适用于测定石油沥青的延度。
3.3.2 仪器和材料
(1)延度仪:凡能将试件浸没于水中,按照5±http://ad.oh100.com速度拉伸试件的仪器均可使用。该仪器在开动时应无明显振动。
(2)试件模具:由两个端模和两侧模组成试件模具由黄铜制造,装配完好后可浇铸成以下尺寸的试件。
总长 7.45—7.55cm
端模间距 2.95—3.03cm
石油沥青试验作业指导书 第7页 共12页
端模口宽 1.98—2.02cm
最小横断面宽 0.99—1.01cm
厚度(全部) 0.99—1.01cm
(3)水浴:容量至少为10L,能保持试验温度变化不大于0.1℃玻璃或金属器皿。试件浸入水中深度不得小于10cm,水浴中设置带孔搁架,搁架距底部不得小于5cm。
(4)瓷皿或金属皿,熔沥青用。
(5)温度计:0-50℃,分度0.1℃和0.5℃各一支。
(6)筛:筛孔为0.3—0.5mm的金属网。
(7)砂浴或可控制温度的密闭电炉。
(8)甘油滑石粉隔离剂:甘油2份,滑石粉1份,重量计。
3.3.3 准备工作
(1)将隔离剂拌和均匀,涂于磨光的金属板上和铜模侧模的内表面,将模具组装在金属板上。
(2)将除去水份的试样,在砂浴上小心加热并防止局部过热,加热温度不得高于估计软化点100℃,用筛过滤,充分搅拌,混入气泡,然后将试样呈细流状,闭模的一端至他端往返侧入,使试样略高出模具。
(3)试样在15—30℃的空气中冷却30min,然后放入25±0.1℃的水浴中,保持30min后取出,用热刀将高出模具的中间刮向两边,表面应刮到十分光滑。将试样连同金属板再浸入25±0.1℃的水浴中1-1.5h。
(4)检查延度仪拉伸速度是否符合要求,移动滑板使指针对着标尺的零点,保持槽中水温为25±0.5℃。
3.3.4 试验步骤
(1)将试件连模移至延度仪水槽中,将模具两端的孔分别套在滑板及槽端的金属柱上,水面距试件表面应不小于25mm,然后去掉侧模。
(2)确认水槽中水温为25±0.5℃时,开动延度仪观察沥青的拉伸情况。在测定时,如发现沥青细丝浮于水面或沉入槽底时,则应在水中加入乙醇或食盐水调整水的密度至与试样的密度相接近后再进行测点。
(3)试样拉断时指针所指标尺上的读数,即为试样的延度,以cm表示。在正常情况下,试样应拉伸成锥尖状,在断裂时实际横截面为零。如不能得到上述结果,则应报告在此条件下无测定结果。
(4)取平行测定3个结果的平均值为测定结果。若3次测定值不在其平均值的5%以内,但其中两个较高值在平均值5%之内,则弃去最低测定值,取两个较高值的平均值作为测定结果。
3.3.5 精密度
两次试验结果之差,不应超过下列数值:
重复性 平均值的10%
再现性 平均值的20%
3.4 软化点测定
3.4.1 原理和适用范围
将规定重量的钢球放在内盛规定尺寸金属环的试样盘上,以恒定的加热速度加热此组件,当试件软到足以使被包在沥青中的钢球下落达25.4mm时的温度,作为软化点,以℃表示。
3.4.2 仪器和材料
(1)沥青软化点测定器
①钢球:直径为9.53mm,重量为3.50±0.05g的钢制圆球;
②试样环:黄铜制的锥环或肩环;
③钢球定位器:黄铜制能使钢环定位于试样环中央;
④支架:由上、中及下承板和定位套组成。环可水平地安放在中承板上的圆孔中,环的下边缘距下承板应为25.4mm,其距离由定位套保证。3块板用长螺栓固定在一起;
⑤温度计:应符合GB514-83中沥青软化点专用温度计的要求。
(2)其他
①电炉及其他加热器;
②金属板或玻璃板、金属板一面磨光,光洁度Δ8;
③刀:切沥青表;
④甘油滑面粉隔离剂:甘油2份,滑石粉1份的重量计;
⑤筛:筛孔为0.3—0.5mm的金属网;
⑥新煮沸过的蒸馏水;
⑦甘油。
3.4.3 准备工作
(1)黄铜环置于涂有隔离剂的金属板或玻璃板上;
(2)将预先脱水的试样加热熔化,不断搅拌,防止局部过热,加热不得高于估计软化点100℃,加热时间不超过30min。用筛过滤,将试样注入黄铜环内至略高出环为止。若估计软化点在120℃以上时,应将黄铜环与金属板预热至80—100℃。
(3)试样在15-30℃的空气中冷却30min后,用热刀刮去高出环面的试样,使与环面齐平。
(4)估计软化点不高于80℃的试样,将盛有试样的黄铜环及板置于盛水
的保温槽内,水温保持在5±0.5℃,恒温15min。估计软化点高于80℃的试样,将盛有试样的黄铜环及板置于盛满甘油保温槽内,甘油温度保持32±1℃,恒温15min,或将盛试样的环安放在环架中承板的孔内,然后放在盛有水或甘油的烧杯中恒温15min,温度要求同保温槽。
(5)烧杯内注入新煮沸并冷却至5℃的蒸馏水(估计软化点不高于80℃的试样),或注入预先加热至约32℃的甘油(估计软化点高于80℃的度样),使水面或甘油面略低于环架连杆上的深度标记。
3.4.4 试验步骤
(1)从水或甘油保温槽中取出盛有试样的黄铜环,放置在环架中承板的圆孔中,并套上钢球定位器,把整个环架放入烧杯内,调整水面或甘油面至深度标记,环架上任何部位均不得有气泡。将温度计由上承板中心孔垂直插入,使水银球底部与铜球环下面齐平。
(2)将烧杯移至有石棉网的三脚架上或电炉上,然后将钢球放在试样上(须使各环的平面在全部加热时间内完全处于水平状态)立即加热,使烧杯内水或甘油温度在3min后保持5±0.5℃/min上升速度,在整个测定中如温度上升速度超出此范围,则试验重做。
(3)试样受热软化下坠至与下承板面接触时的温度即为试样的软化点。取平行测定两个结果的算术平均值作为测定结果。
3.4.5 精密度(95%置及水平)
(1)重复性
重复测定两个结果间的差数不得大于表中规定
软化点测定允许偏差
(2)再现性
同一试样由两个实验室各自提供的试验结果之差不应超过5.5℃。
3.5 溶解度测定
3.5.1 原理和适用范围
试样在规定的溶剂中可溶物的含量,用重量百分数表示。非经另行规定,溶剂为苯。本法适用于石油沥青的溶解度测定。
3.5.2 仪器和材料
(1)锥形烧瓶 250mL
(2)玻璃漏斗 直径6-8mm
(3)漏斗架
(4)玻璃棒
(5)称量瓶
(6)洗瓶
(7)回流冷凝器
(8)水浴:电热或蒸气加热
(9)电烘箱:200℃装有温度自动调节器
(10)分析天平:感量0.0002g
(11)筛:筛孔0.6-0.8mm
(12)定量滤纸或4号玻璃微孔坩埚
(13)干燥器
(14)苯:分析纯
3.5.3 试验步骤
(1)用溶剂冲洗定量滤纸,待滤纸上的溶剂在空气中挥发后,将滤纸移入称量瓶中,并放在105-110℃的电烘箱内干燥1h,取出放在干燥器中冷却约30min后进行称量,称准至0.0002g,重复进行干燥,冷却及称量的操作,直至连续称量差数不大于0.0004g为止。
船模自航试验指导书
一、船模自航试验的目的:
通过船模阻力试验及螺旋桨模型敞水试验,我们分别求得船体阻力曲线及螺旋桨的敞水性征曲线,但是,实际上船体和螺旋桨是一个整体,当船舶在船后螺旋桨工作时运行,它们之间彼此相互影响附近的速度场和压力场,此种影响是非常复杂的,迄今还不能用纯粹理论的方法来正确计算,而船模自航试验是目前研究船体和螺旋桨相互影响最有效的方法。
船模自航试验的目的是测定船模在螺旋桨推进下的航行性能,据此可检验该船型、主机和螺旋桨之间的配合情况,求得该船型在某一速度下的伴流分数和推力减额分数。对于新设计的船舶来说,自航试验可用于预报实船能够达到的航速以及船体、主机和螺旋桨是否匹配。自航试验还可以对若干方案进行比较,从而选择较优的方案。
在船模进行自航试验之前,必须完成船模阻力试验和螺旋桨模型的敞水试验。综合三种试验的结果才能进行完整的数据分析和预报实船性能。
二、自航试验的相似理论
我们知道在船模阻力试验时必须保持模型和实船的Fr数相等,而在敞水试验时必须保持进速系数J相等。故在船模自航试验时必须同时满足Fr数和J相等的条件。
设LS,DS,VS,VAS,nS,及Lm,Dm,Vm,VAm,nm分别为实船和船模的船长,桨直径,船速,进速,转速,则由Fr数相等的条件得:
Vs
gLs=
Vs
VmgLm 或 Vm= (1)
式中,λ=Ls为缩尺比 Lm
由进速系数相等得条件,得:
VASV=Am nSDSnmDm
假定伴流不受尺度影响,即
则
nm=ns.VASVAm= VSVmVVADS.=nS.m.λ=nSλ (2) VASDMVS
(1) (2)两式是船模自航试验应满足的相似条件。由于船后螺旋桨满足了进速系数相等的条件,螺旋桨及其模型之间的推力和扭矩存在下列关系:
Ts=ρs3.λ.Tm ρm
Qs=ρs4.λ.Qm (3) ρm
(3)式只对螺旋桨来说是正确的。但自航试验是把螺旋桨与船体联系在一起考虑的,因此推力与阻力之间必然有:
对于实船: Ts(1ts)=Rts
对于船模:Tm(1tm)=Rtm
如果将(3)(4)两式联系起来分析,发现两者是不一致的。假定推力减额无尺度作用,ts=tm,则从(4)式看来,实船与船模的阻力之间也应与λ3有关才能使两者一致。但是在船舶阻力中我们已知,当船模与实船在Fr数相同时,两者的总阻力并不存在λ3的关系,即
Rts≠ρs3.λ.Rtm ρm
为了克服这个矛盾,需要在船模自航试验中作适当处理后才能进行数据分析和实船性能的预报。
三、摩擦阻力修正值
如上所述,在船模自航试验中当同时满足Fr数和J相等,则模型和实船之间的各种力基本上是λ的关系。两者总阻力之间不存在λ3的关系,主要是摩擦阻力部分造成的。
为了使船模自航试验中各种力都存在λ3的关系,必须人为地对阻力进行修正,将其硬凑成与λ3成比例,即在试验时,从船模总阻力Rtm中预先人为地扣除一数值,称为摩擦阻力修正值Ra,使实船的总阻力3Rtm与(Rtm-Ra)成λ3比例,即
Rts=
或 ρs3.λ.(RtmRa) (5) ρm
Ra=Rtm
ρmRts.3 ρsλ3经过上述处理后,船模自航试验系统中各种力之间便都存在与λ的关系。螺旋桨模型发出的推力Tm仅需要克服阻力(Rtm-Ra),即相当于实际螺旋桨发出推力Ts克服实船的总阻力Rts。假定ts=tm,则(5)式可写作
Rtsρ(RRa)=s.λ3.tm 1tsρm1tm
即
Ts=
ρs3.λ.Tm ρm由此可见,在自航试验中进行Ra修正的目的,是为了使螺旋桨模型与实桨的载荷相一致。只有在这种情况下才能分析处理自航试验的结果并进行实船航行性能的预报。
上述船模阻力Rtm是由船模阻力试验测得,实船总阻力Rts是根据船模阻力换算而得,其中还应包括实船得附体阻力,空气阻力以及船体表面粗糙度的附加阻力。有关船模阻力Rtm及实船总阻力Rts的决定可参见本水池编写的《船模阻力试验指导书》。
四、自航试验方法
进行自航试验的方法有两种:一种是纯粹自航法,另一种为强迫自航法。
1. 纯粹自航试验
在进行试验前首先决定船模的速度及算出摩擦阻力修正值Ra。各种测量仪器的布置如图1所示。所采用的电测动力仪与敞水试验相同。在进行试验时,阻力仪砝码杆上挂的砝码重量相应于预定速度Vm时的摩擦阻力修正值Ra。然后,由拖车通过制动装置带动船模前进,与此同时,启动螺旋桨使之产生推力,当拖车达到所需之船模速度时,松开制动装置,使船模与拖车脱开,同时调节螺旋桨转速,使其发出的推力恰能克服阻力(Rtm-Ra),保持拖车速度与船模速度相同。待稳定后,记录拖车的速度V,螺旋桨模型转速n,螺旋桨推力T和转力矩Q。这种方法称为纯粹自航法。由于要使拖车速度严格地与船模的预定速度Vm一致,调节工作相当困难和费时,因此,各水池一般都采用强迫自航法。
2. 强迫自航法
试验仪器及其布置与纯自航法相同。在进行试验时,自航船模在螺旋桨推力T和拖车上阻力仪对船模的拉力(及强制力Z)共同作用下运动。在试验时保持拖车速度V(即预定的船模速度)不变,调节螺旋桨模型的转速使其发出的推力克服(RtmZ)。待拖车速度和船模速度一致且稳定后,测量并记录船模速度V(即拖车速度)、强制力Z,螺旋桨的转速n,推力T和扭矩Q。对某一选定的船模试验速度Vm,一般需要外加五个不同的强制力Z1,Z2,Z3,Z4,Z5。其范围大致是Z1=0(相当于船模的自航点)、Z3=Ra
(相当于实船自航点),Z5=2Ra。对于大小不同的强制力,为保持预定的船模试验速度Vm而要求螺旋桨模型发出的推力T、转速n及扭矩Q是不同的。因此对于一个试验速度需要进行五次试验,而且各次的速度应保持一致。将其同一速度测得的n,Z,T,Q,等数值绘制如图2的曲线。图中Z=Ra直线与Z~n曲线的交点a即为对应于实船的自航点,对应于此点的转速,推力,扭力矩可从图中读出。图中Z=0时的b点相当于船模自航点。
五、试验步骤
1. 试验前的数据预估:为了使试验顺利进行,试验前需预估若干数据。
a) 选择4~5个试验速度(设计航速包括在内),至少4个试验速度。
b) 对每一试验速度,选择4~5个强制力Z。
c) 根据经验公式估计推力减额t。
d) 由阻力曲线上查出该速度下的船模阻力Rtm,根据Rtm和选定的若干Z估算相应的推力
T=RtmZ 1t
2. 在进行试验时,阻力仪砝码杆上的砝码重量相应于预定的强制力Z。由拖车通过刹车装置带动船
模前进,同时启动螺旋桨,当拖车加速到预定速度时,保持匀速前进,松开刹车装置,使船模于拖车脱开,同时调节螺旋桨转速使其达到预计的推力T,使船模与拖车等速前进,待稳定后,记录船模速度V,转速n,强制力Z,推力T,转力矩Q。依上述方法系统改变强制力进行试验,可得对应于一个速度的一组自航数据。改变试验速度依次进行试验,可得相应速度的若干组自航数据。
六、试验数据的整理和分析
1. 对测量数据进行速度修正
在对某一预定速度Vm进行试验时,一般需要变更强制力Z五次,即该组试验要进行五次。由于很难保证五次测得的速度都是预定的试验速度Vm,故需将试验测得的数据修正到对应于预定苏打Vm的数值。如某次试验测得的船模速度为V0,其相应测得的数据为n0,T0,Q0,Z0,则可用下述方法将其修正至预定速
度Vm所对应的数值nm,Tm,Q0,Z0,其关系为:
Vmnm=V0n0
TmQmZmV===(m)2
T0Q0Z0V0
2. 绘制自航曲线
将每一组数据,以n为横坐标,强制力Z,推力T和转距Q为纵坐标作曲线,求出每一速度时Z=Ra时的实船自航点,读出对应于实船自航点的推力,转距和转速。
3. 推进系数及其成分的分析计算
根据船模试验阻力曲线、螺旋桨模型敞水性征曲线及船模自航试验曲线,可以进行相当于实船自航点的推进效率成分计算。当船模速度Vm,其阻力为Rtm,摩擦阻力修正值为Ra,在自航试验曲线上由Z=Ra处得到螺旋桨模型的转速nm,推力Tm,扭矩Qm。由螺旋桨模型推力Tm克服的船模阻力为(RtmRa)。其分析计算的步骤为:
1) 似是推进系数
ηD=
2) 穿后推力系数
3) 船后扭矩系数
KQ=
(RtmRa)Vm 2πnm.QmKT=Tm 24ρnmDmQm 25ρnmDm4) 由等推力法据:KT=KT,则在螺旋桨敞水曲线上,读出相应的进速系数J,敞水扭矩系数KQ,
敞水效率η0等。
5) 螺旋桨的进速
VAm=J.nmDm
船模伴流分数
ω=
6) 推力减额分数
t=1
7) 船身效率 VmVAmV=1Am VmVmRtmRa Tm
ηh=
8) 相等旋转效率
ηr=
9) 似是推进系统 1t 1ωKQKQ
ηD=η0.ηr.ηh
这里所得的ηD应与1)中所得的ηD数值一致。由于计算造成的误差不得超过0.001。
以上所得的结果都是相应于实船自航点的船模数据。
4. 实船性能预估
所谓实船性能预估,是指根据船模自航试验结果经过分析计算,给出实船航速、螺旋桨转速及收到马力之间的关系。
由于,模型试验中未能做到与实物粘性相似,两者得雷诺数相差约为102量级,致使阻力换算结果与实际有差别。另外伴流中的摩擦伴流部分受粘性的影响较大,船模的伴流分数大于实船的伴流分数。因此要对阻力和伴流进行修正。
设船模的试验速度为Vm,实船的相应速度为Vs=Vmλ,由船模试验换算所得的实船总阻力为Rts。其相应的总阻力系数为:
[Cts]m=Rts1ρsVs2Ss2,表示由船模阻力换算所得的实船总阻力系数。
在实船性能预估中,其总阻力系数应取为[Cts]s=[Cts]m+CT。CT称为实船性能的相关因子。根据交大水池的分析结果
CT=0.18311.6154×1010RN(RN为实船雷诺数)。
实船的伴流分数为:
ωs=(ωmωpm)Cfs
Cfm+ωpm0.03
式中,ωm为船模的伴流分数,ωpm为船模的形势伴流分数。一般取为ωpm=tm,Cfs、Cfm分别为实船和船模的摩擦阻力系数。
对于推力减额分数t和相对旋转效率ηr,一般认为受尺度作用的影响不大,船模的数值可直接用之于实船,即ts=tm,ηrs=ηrm。
实船性能的预估步骤详见所附的表格。
将表中计算得到各船速Vs(以Kn计,作为横坐标)时相应的螺旋桨转速NS(以rpm计)、螺旋桨的收到功率PDS(以kw计)作为纵坐标绘制PDS~Vs,NS~Vs曲线如图3所示。图中的曲线仅仅表示螺旋桨与船
体的关系,亦即螺旋桨以转速NS旋转时如能收到功率PDS,则便能推进该船以速度Vs航行,因此还没有涉及到与主机的关系。
为了预报实船能达到的试航速度和判断螺旋桨与主机是否匹配,需将主机能够供给螺旋桨的功率画在同一张图上。设该船配置的主机在转速为N时机器的功率为PM,则扣除轴系传送效率(一般为0.98)和减速齿轮箱效率(一般为0.96)后便可得到主机在转速N时能够供给螺旋桨的功率PS。将PS为纵坐标作水平线,与PDS~Vs曲线的交点表示主机能够供给螺旋桨的功率恰为螺旋桨所需要的收到功率。由此交点所对应的船速即为实船所能达到的试航速度Vs,同时在NS~Vs曲线上可得出螺旋桨的转速NS,如果NS=N(主机转速),则表示螺旋桨与主机是匹配的。假定NS≠N,则表示螺旋桨与主机不匹配,需要重新设计螺旋桨,以使螺旋桨与主机相匹配。
以上是对单桨船的自航结果及实船性能预估的分析计算,原则上也适用于双桨船,在分析计算时只需注意到每只螺旋桨所承担克服船模阻力及实船阻力的一半。
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