閥門振動老化試驗技術路線探討

2016-03-13 童法松海軍駐沈陽地區(qū)艦船配套軍事代表室

　　介紹了軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法中振動試驗的相關目的與方法。分析了核電廠能動機械設備鑒定中閥門組件鑒定的測試數(shù)據(jù)與要求。提出了閥門振動老化試驗技術路線的一般方法及閥門振動老化試驗、驗收等內容。

1、概述

　　老化測試是可靠性測試的一種，許多裝備在交付前，有時在維修期間要進行環(huán)境應力篩選( ESS) 、老化或其他產品驗收試驗。振動可能導致裝備及其內部結構的動態(tài)位移。這些動態(tài)位移和相應的速度、加速度可能引起或加劇結構疲勞，結構、組件和零件的機械磨損。另外，動態(tài)位移還能導致元器件的碰撞或功能的損壞。振動老化測試是環(huán)境應力篩選的一種，其目的是剔除早期失效，使產品盡快進入穩(wěn)定工作期。另外，還有一種所謂的加速老化試驗，其目的是評價產品耗損壽命或性能的時間穩(wěn)定性。本文以船用閥門為例探討振動老化試驗的方法。

2、振動老化試驗

　　振動老化試驗在電磁振動臺上進行，其配置的測試儀表有電荷放大器、電荷式加速度傳感器及數(shù)據(jù)采集儀等。振動試驗中分別在振動臺臺面、被測試閥門重心處和頂部各安裝一個加速度計，以測定這些部位的加速度響應，閥體通過剛性安裝支架與電磁振動臺緊固連接。

　　2.1、試驗目的

　　閥門振動老化分析，用于模擬分析閥門壽命內的環(huán)境振動，目的是使閥門在設計基準事件試驗之前經歷適當?shù)恼駝永匣Ⅱ炞C其在長期的振動環(huán)境下的結構完整性和可運行性。

　　2.2、振動暴露量級

　　船的振動是自然環(huán)境激勵(海浪、風等) 、強迫激勵(螺旋漿軸轉速、往復機械和其他裝備的運行等) 、艦船結構和裝備安裝結構等的復雜函數(shù)。真空技術網(http://genius-power.com/)認為應根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定其振動暴露條件。如沒有實測數(shù)據(jù)時，可以用船上裝備鑒定試驗要求的方法確定試驗條件(圖1) 。

艦船隨機振動環(huán)境

圖1 艦船隨機振動環(huán)境(GJB 150. 16A)

　　2.3、振動暴露持續(xù)時間

　　根據(jù)制造和維修過程確定振動暴露時間。真空技術網(http://genius-power.com/)認為若不同批次的裝備中振動程序時間有差別，則選用最長的振動暴露時間。

　　2.4、試驗方法

　　(1) 試驗前目視檢查閥門結構的完整性，并對閥門進行開關動作，確認其結構完整且開關功能完好后，通過安裝支架將其固定在振動臺上。

　　(2) 依據(jù)確定的振動暴露級及振動暴露持續(xù)時間，動力驅動閥門分別在閥門的三個正交軸向施加幅值為0. 75 g 的正弦掃描激振信號，掃描頻率范圍從5Hz 到100Hz 再到5Hz，掃描速度為2 倍頻程/min，每個方向施加振動時間90min，完成閥門的功能試驗和耐久試驗。功能試驗代表環(huán)境壽命周期最惡劣的振動工況，耐久試驗代表整個壽命周期的加速疲勞試驗。