盲孔法应力测试过程应变片粘贴技术介绍
- 来源:
- 南京聚航科技
- 日期:
- 2023年6月8日
盲孔法是目前残余应力测试运用为广泛的方法，操作简单、测量结果精确。应变片粘贴是其中的操作步骤之一， 其粘贴质量将直接影响测试结果的可靠性和准确性。下面聚航科技就以大直径X80级油气输油管残余应力测试为例，对盲孔法应力测试中电阻应变的粘贴工艺进行介绍。
所需仪器
1.测试工件：Φ1219mm*18.4mm大直径后壁X80级钢管。
2.电阻应变片，三轴电阻应变片，阻值120Ω±0.24Ω，灵敏系数2.10±0.02，使用温度-30~60℃。
3.JHYC静态应变仪，JHZK精密钻孔装置
应变片粘贴操作步骤
选择应变片
首先，应根据应力测试的对象和测试要求选用电阻应变片的形式。用盲孔法测试残余应力应选用三栅箔式应变片，以便根据测试结果计算出残余应力主应力的大小方向。
外观检查，用5-10倍放大镜检查电阻应变片的丝栅是否粗细均匀并相互平行；是否存在霉点、锈点、断点、搭接，片基体各部位是否有损伤、折断、气泡，如有上述现象，应选出不用。
电阻值测试，用高精度数字式万用表对同一片基上各个栅点 进行电阻值检验和测量，一方面确定阻值是否符合产品质量标准；同时比较同片基上三栅之间阻值，尽量选用三栅之间阻值偏差小的电阻应变片，减少测量误差。组成同一测点即同片基上三栅之间电阻值误差应控制在（±0.1~0.15）Ω。
清理表面
试件表面常常有锈斑、氧化层和油污，这对应变片的粘贴非常不利。为了保证应变片的粘结质量，必须对被测区域也就是电阻应变片粘贴的表面进行认真清理，以获取面积不小于应变片1.5倍、清洁、平整且有一定粗糙度的网纹状表面。对于表面有油、漆、锈的较大构件可采用粗清、细清两步的方法。粗清用角磨机安装60目砂轮片在粘贴应变片处大于应变片面积4-6倍的范围内打磨掉氧化层和锈迹，待露出金属光泽无麻坑后更换80目砂轮片继续打磨直至表面平整无凹凸现象，粗糙度Ra3.2-6.4.对比试验表面。
细清先划好定位线，在用100目金相砂纸采用圆形旋转正反向打磨，或垂直、水平交替打磨，除去划线后残留的毛刺，形成平整、有一定粗糙度的网纹状表面，这样的表面可以让黏结胶更好的浸润和浸透到试件的表面层，提高被测表面与电阻应变片的有效粘贴表面。
划定位线
当电阻应变片粘贴方位不准也会产生测量误差，因此，无论做标定试样还是测残余应力试样都不能忽视定位线。
在试件表面被测点处用直角尺和划针画出十字定位线，以便与应变片上的方位线对正并准确粘贴。划出定位标志线用金相砂纸打磨掉毛刺后，用蘸有丙酮的脱脂棉球擦拭被测点处金属光泽部位，擦拭时由十字线中心向外擦洗，更换棉球反复擦洗，保证中心粘贴部位干净。然后反方向擦洗直至棉球无黑色污物为止。不要用手触摸清洁的表面，保持清洁以供使用。等候时间不得超过30分钟。擦洗完毕与贴片时间间隔不得少于3-5min，以保证丙酮完全挥发。
粘贴应变片
为了保证应变片能准确、牢固粘贴，需两人配合完成，一人操作，一人辅助。首先，操作人员确定应变片45°方向，左手捏住应变片45°方向的两根引出线，手掌向上翻起使粘贴面朝上，右手接过辅助人员的粘结剂，在应变片粘贴面中心滴出一小滴胶。然后将应变片粘贴面朝下靠近粘贴部位，左手食指接触试件作为支点，挪动支点使应变片方位线对准试件上的十字定位线，待重合后食指抬起使应变片紧贴粘贴处，胶水良好的毛细流动性很快充斥应变片粘贴面。此时，辅助人员迅速将事先准备好的聚四氟乙烯薄膜展开垂直覆盖在应变片上，覆盖后迅速垂直移开，移开时不能搓动。操作人员用食指轻轻滚压聚四氟乙烯薄膜表面将里面多余的胶水和气泡赶出，滚压时不能有滑动，滚压5-6s后轻轻由外向里掀开，以防对于胶水与聚四氟乙烯薄膜粘贴过劳，并观察应变片方位线与定位线是否对正，以便及时纠正。如对正，则迅速变换透明纸位置重复滚压，滚压时不能滑动聚四氟乙烯薄膜，滚压10-15s后，再次取走透明质，随机再放上按压，可用大拇指或中指加大力量滚压20-30s，这时应变片已较好与试件粘贴。
焊接应变片引出线
为了防止在测量过程中应变片引出线与试件接触短路或折断损坏，可在应变片3个方位旁粘贴三块接线端子，将其引出线焊接在接线端子上，多余部分剪掉。为使应变片方便与应变仪连接，应在应变片的引出端子上焊接一段导线，长度尽可能短，且应采用三线补偿线路。用锡焊焊接，钎剂用松香，焊后用胶带纸将导线固定在试件上，以防拉断。
检查贴片质量
滚压粘贴完毕后，应检查以下几个方面：
1.用肉眼查看应变片有无鼓起，如有鼓起继续滚压，突起消失即补救成功，否则，贴片存在隐患，需剔除重贴。
2.用肉眼或放大镜查看应变片上4个三角标志是否与十字定位线重合，如有明显偏移，也需剔除重贴，查看无以上两种现象，则应变片与试件基本贴牢。
3.迅速将6根引出线轻轻沿试件提起至引出线焊接部位以上，以防发生短路，提起引出线时，应变片边角与试件之间无翘曲、脱胶现象，则应变片贴牢。
4焊接完引出线和导线后，用数字万用表分别搭在接线端子和导线末端接线柱上测应变片直流电阻值是否有明显变化，正常情况基本无变化，如发现万用表显示“0”，则短路，显示初始值“1”，则表明未接通或接触不良。用兆欧表检测丝栅与试件的绝缘电阻，要求电阻＞50MΩ。
应变片的保护与密封
按照测试任务的要求，应变片可能工作在各种不同的环境条件下，如高温、高压、油、水、化学试剂、土壤等不同介质中工作。为了防止其他工作或有害介质损害、腐蚀应变片而使其不能传递应变，所以应对应变片采取防护与密封措施。本试验中应变片在常态环境下工作，贴片后放置时间较短，对应变片防护与密封无严格要求。
以上就是盲孔法应力测试过程中应变片粘帖的步骤，如果您还与其他的疑问，可随时联系聚航科技，我们很愿意为您答疑解惑。
所需仪器
1.测试工件：Φ1219mm*18.4mm大直径后壁X80级钢管。
2.电阻应变片，三轴电阻应变片，阻值120Ω±0.24Ω，灵敏系数2.10±0.02，使用温度-30~60℃。
3.JHYC静态应变仪，JHZK精密钻孔装置
应变片粘贴操作步骤
选择应变片
首先，应根据应力测试的对象和测试要求选用电阻应变片的形式。用盲孔法测试残余应力应选用三栅箔式应变片，以便根据测试结果计算出残余应力主应力的大小方向。
外观检查，用5-10倍放大镜检查电阻应变片的丝栅是否粗细均匀并相互平行；是否存在霉点、锈点、断点、搭接，片基体各部位是否有损伤、折断、气泡，如有上述现象，应选出不用。
电阻值测试，用高精度数字式万用表对同一片基上各个栅点 进行电阻值检验和测量，一方面确定阻值是否符合产品质量标准；同时比较同片基上三栅之间阻值，尽量选用三栅之间阻值偏差小的电阻应变片，减少测量误差。组成同一测点即同片基上三栅之间电阻值误差应控制在（±0.1~0.15）Ω。
清理表面
试件表面常常有锈斑、氧化层和油污，这对应变片的粘贴非常不利。为了保证应变片的粘结质量，必须对被测区域也就是电阻应变片粘贴的表面进行认真清理，以获取面积不小于应变片1.5倍、清洁、平整且有一定粗糙度的网纹状表面。对于表面有油、漆、锈的较大构件可采用粗清、细清两步的方法。粗清用角磨机安装60目砂轮片在粘贴应变片处大于应变片面积4-6倍的范围内打磨掉氧化层和锈迹，待露出金属光泽无麻坑后更换80目砂轮片继续打磨直至表面平整无凹凸现象，粗糙度Ra3.2-6.4.对比试验表面。
细清先划好定位线，在用100目金相砂纸采用圆形旋转正反向打磨，或垂直、水平交替打磨，除去划线后残留的毛刺，形成平整、有一定粗糙度的网纹状表面，这样的表面可以让黏结胶更好的浸润和浸透到试件的表面层，提高被测表面与电阻应变片的有效粘贴表面。
划定位线
当电阻应变片粘贴方位不准也会产生测量误差，因此，无论做标定试样还是测残余应力试样都不能忽视定位线。
在试件表面被测点处用直角尺和划针画出十字定位线，以便与应变片上的方位线对正并准确粘贴。划出定位标志线用金相砂纸打磨掉毛刺后，用蘸有丙酮的脱脂棉球擦拭被测点处金属光泽部位，擦拭时由十字线中心向外擦洗，更换棉球反复擦洗，保证中心粘贴部位干净。然后反方向擦洗直至棉球无黑色污物为止。不要用手触摸清洁的表面，保持清洁以供使用。等候时间不得超过30分钟。擦洗完毕与贴片时间间隔不得少于3-5min，以保证丙酮完全挥发。
粘贴应变片
为了保证应变片能准确、牢固粘贴，需两人配合完成，一人操作，一人辅助。首先，操作人员确定应变片45°方向，左手捏住应变片45°方向的两根引出线，手掌向上翻起使粘贴面朝上，右手接过辅助人员的粘结剂，在应变片粘贴面中心滴出一小滴胶。然后将应变片粘贴面朝下靠近粘贴部位，左手食指接触试件作为支点，挪动支点使应变片方位线对准试件上的十字定位线，待重合后食指抬起使应变片紧贴粘贴处，胶水良好的毛细流动性很快充斥应变片粘贴面。此时，辅助人员迅速将事先准备好的聚四氟乙烯薄膜展开垂直覆盖在应变片上，覆盖后迅速垂直移开，移开时不能搓动。操作人员用食指轻轻滚压聚四氟乙烯薄膜表面将里面多余的胶水和气泡赶出，滚压时不能有滑动，滚压5-6s后轻轻由外向里掀开，以防对于胶水与聚四氟乙烯薄膜粘贴过劳，并观察应变片方位线与定位线是否对正，以便及时纠正。如对正，则迅速变换透明纸位置重复滚压，滚压时不能滑动聚四氟乙烯薄膜，滚压10-15s后，再次取走透明质，随机再放上按压，可用大拇指或中指加大力量滚压20-30s，这时应变片已较好与试件粘贴。
焊接应变片引出线
为了防止在测量过程中应变片引出线与试件接触短路或折断损坏，可在应变片3个方位旁粘贴三块接线端子，将其引出线焊接在接线端子上，多余部分剪掉。为使应变片方便与应变仪连接，应在应变片的引出端子上焊接一段导线，长度尽可能短，且应采用三线补偿线路。用锡焊焊接，钎剂用松香，焊后用胶带纸将导线固定在试件上，以防拉断。
检查贴片质量
滚压粘贴完毕后，应检查以下几个方面：
1.用肉眼查看应变片有无鼓起，如有鼓起继续滚压，突起消失即补救成功，否则，贴片存在隐患，需剔除重贴。
2.用肉眼或放大镜查看应变片上4个三角标志是否与十字定位线重合，如有明显偏移，也需剔除重贴，查看无以上两种现象，则应变片与试件基本贴牢。
3.迅速将6根引出线轻轻沿试件提起至引出线焊接部位以上，以防发生短路，提起引出线时，应变片边角与试件之间无翘曲、脱胶现象，则应变片贴牢。
4焊接完引出线和导线后，用数字万用表分别搭在接线端子和导线末端接线柱上测应变片直流电阻值是否有明显变化，正常情况基本无变化，如发现万用表显示“0”，则短路，显示初始值“1”，则表明未接通或接触不良。用兆欧表检测丝栅与试件的绝缘电阻，要求电阻＞50MΩ。
应变片的保护与密封
按照测试任务的要求，应变片可能工作在各种不同的环境条件下，如高温、高压、油、水、化学试剂、土壤等不同介质中工作。为了防止其他工作或有害介质损害、腐蚀应变片而使其不能传递应变，所以应对应变片采取防护与密封措施。本试验中应变片在常态环境下工作，贴片后放置时间较短，对应变片防护与密封无严格要求。
以上就是盲孔法应力测试过程中应变片粘帖的步骤，如果您还与其他的疑问，可随时联系聚航科技，我们很愿意为您答疑解惑。
