今天給大家帶來的分享是關于“潛水器金屬耐壓殼的外壓強度試驗內容和方法”的內容。如果您對用于該試驗的深水壓力環境模擬試驗裝置感興趣，歡迎與我們聯系！

1、試驗前準備

1.1 試驗前，應檢查金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）的完整性，檢查內容包括金屬耐壓殼及其加強結構、電氣貫穿件和輔助工裝設備或部件等。用作載人艙的金屬耐壓殼還應檢查艙口蓋及艙口蓋啟閉機構和觀察窗等內容。各連接部位的緊固件應裝配齊全，并緊固妥當。為進行外壓試驗而裝配的臨時受壓元件，應采取適當的措施，保證其安全性。

1.2 試驗前，應對金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）進行外觀檢測，要求外觀完好，表面應無影響承載能力的劃痕、凹坑等缺陷。如存在缺陷，應重新評估能否進行外壓強度試驗。

1.3 如條件許可，試驗前可在金屬耐壓殼泄漏后易貯水的位置安裝具有漏水報警功能的傳感器。

1.4 試驗前密封性檢測要求如下：

a）試驗前，應對金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）進行密封性檢測，金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）不應發生泄漏，可采用靜水外壓密封性試驗或氣密性試驗進行檢測。密封性檢測合格后，方可進行外壓強度試驗。

b）靜水外壓密封性試驗，檢測壓力宜不小于 0.3MPa。宜在易產生滲漏區域做好標記，如涂抹白粉等，以便確定具體滲漏位置。通過目視觀察金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）或檢查漏水報警數據判斷金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）是否產生泄漏。

c）氣密性試驗檢測，試驗介質為空氣，其試驗壓力取設計壓力，如金屬耐壓殼內部為常壓，則試驗壓力宜不大于 0.1MPa，保壓時間不少于 0.5h，應足夠對所有焊接接頭和連接部位進行滲漏檢查，可通過肥皂水等起泡劑或浸水檢測是否存在滲漏。采用起泡劑檢測，表面應無氣泡產生；浸水檢測，水面應無氣泡產生。

d）若金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）無法進行整體密封性檢測，可采用輔助試驗工裝對金屬耐壓殼開孔位置的密封性進行檢測，試驗介質為水。試驗時，通過輔助試驗工裝在開孔位置局部區域建立一個可承受內壓的密閉空腔，對密閉空腔注水、加壓，試驗壓力宜不小于 0.3MPa，保壓時間不小于 15min，開孔位置不應發生泄漏。

e）如發生泄漏，修復后重新進行密封性試驗，直至合格。

2、外壓強度試驗

2.1 一般要求

外壓強度試驗至少應進行兩次加卸載試驗。試驗時，如試驗委托方要求，應進行應變測量和位移或變形測量。如無需進行應變測量和變形或位移測量，試驗加卸載步驟按照應變測量試驗時的試驗步驟執行。

試驗時，在壓力保持過程中金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）不應產生蠕變等永久變形。

2.2 加卸載要求

試驗加載速度不應小于潛水器設計下潛速度，卸載速度不應小于潛水器設計上浮速度。安裝有有機玻璃觀察窗的金屬耐壓殼，卸載速度不應大于 4.5MPa/min。

試驗時，按要求記錄試驗加卸載各階段壓力起始和終止時的壓力值和時間。

2.3 應變測量

2.3.1 一般要求

根據試驗目的，確定應變測量部位，對應變片進行統一編號，編制金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）應變片測點布置方案。

2.3.2 應變測量部位

金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）應變測量部位由試驗委托方根據設計結果確定，宜包含以下部位：

a）典型部位，即殼體典型截面上的殼板和加強肋骨處；

b）開孔加強區與殼體連接部位；

c）局部結構應力集中部位，如電氣貫穿件開孔位置等，可根據有限元計算結果確定；

d）建造工藝因素影響強度的部位，如焊縫位置；

e）工藝缺陷部位，如外形超差、壁厚超差、強制裝配、多次補焊處等；

f）焊接在殼體上、用于連接固定的構件處；

g）其他試驗委托方認為需要測量的部位。

2.3.3 應變片粘貼要求

應變片粘貼時，按照以下要求進行：

a）應變片貼片部位應進行打磨，直接受水壓的結構表面，每一個測點打磨面積一般不小于 50mm×50mm（補償應變片要求相同），不受水壓的結構表面測點打磨面積不小于 30mm×30mm（補償應變片要求相同），打磨后表面粗糙度 Ra 不應大于 3.2μm，應采用貼片膠水粘貼應變片。在應變片粘貼至少 24h 后，對粘貼質量進行檢查：

1）應變片的粘貼位置與劃線方向無明顯偏離，應變片無翹曲，無脫膠，且與殼體表面之間無氣泡；

2）應變片的電阻值在出廠標稱值 ±0.5Ω 范圍內，測量數值記入表中；

3）應變片的絕緣電阻值不應低于 100MΩ，測量數值記入表中。

b）應變片粘貼質量符合要求后，按各自編號與連接導線焊接，檢查電阻值與絕緣電阻值，測量數值記入表中，其中電阻值應附加導線電阻值。所有應變片的連接導線應為同一規格。

c）用硫化硅橡膠或其他密封膠逐層封蓋應變片和應變片與導線的焊接點，應確保全部覆蓋，對直接受水壓的表面測點覆蓋面積不小于 30mm×30mm，對非直接受水壓的表面測點覆蓋面積不小于 20mm×20mm，膠層中避免有氣泡，涂層要均勻過渡到殼體表面，待密封膠固化后檢查應變片和連接導線的總電阻值和總絕緣電阻值，測量數值記入表中，總絕緣電阻值合格條件按 a）中 3）。

2.3.4 第一次加卸載（即預壓試驗）

第一次加卸載按照以下要求進行：

a）預壓試驗壓力不應大于潛水器最大工作壓力，可取最大工作壓力的 80%。

b）為了確保試驗的順利進行，采用分階段逐步加卸載的程序。試驗時先緩慢加載至最大工作壓力的 10%，保壓 5min，確認無泄漏后按最大工作壓力的 10% 或試驗委托方要求逐級加載至最大工作壓力的 50%，如若無異常現象，繼續逐級加載，直到預壓試驗壓力，保壓 10min 后，緩慢卸載至零或初始壓力值。在每階段加卸載壓力下采集并記錄應變值。

c）預壓試驗無異常，方可進行下一階段的外壓試驗。

2.3.5 第二次加卸載

第二次加卸載按照以下要求進行：

a）為了確保試驗的順利進行，采用分階段逐級加卸載的程序。

b）試驗時先緩慢加載至最大工作壓力的 10%，保壓 5min，確認無泄漏后按最大工作壓力的 10% 或試驗委托方要求逐級加載至最大工作壓力的 50%，確認無異常現象后，按上述要求逐級加壓，加載至每階段壓力，待壓力穩定（保壓時間不宜小于 1min）后，采集并記錄應變值。繼續加載至試驗壓力后停止加壓，至少保壓 30min，保壓后每隔 5min 或按試驗委托方規定的時間采集并記錄應變值。

c）保壓完成后，按最大工作壓力的 10% 或試驗委托方要求，分階段逐級緩慢卸載，卸載至每階段壓力，待壓力穩定（保壓時間不宜小于 1min）后，采集并記錄應變值；卸載至最大工作壓力后開始保壓，保壓時間由試驗委托方確定，保壓時間宜與潛水器水下工作時間相等，如潛水器水下工作時間過長，可適當減少，但不應小于 2h。保壓后每隔 30min 或按試驗委托方規定的時間采集并記錄應變值。

d）保壓完成后，按最大工作壓力的 10% 或試驗委托方要求，分階段逐級緩慢卸載，卸載至每階段壓力，待壓力穩定后，采集并記錄應變值，然后繼續卸載至零或初始壓力值。

e）保壓過程中，金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）不應產生蠕變等永久變形。

f）保壓過程中，壓力環境模擬裝置的壓力應無明顯變化，應在裝置允許的壓力波動范圍內。

2.4 變形或位移測量

2.4.1 變形或位移測量內容

變形或位移測量包括但不限定于以下內容：

a）金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）受壓時最大變形量；

b）若采用錐面觀察窗，測量觀察窗受壓時的軸向位移量。

2.4.2 測量記錄要求

變形數據和位移數據應可記錄，如條件許可，應能通過水密電纜實時輸出到艙外記錄儀上。

2.4.3 球殼的變形測量

在直徑方向，宜采用一個帶有位移傳感器的測量桿，測量受壓時球殼的變形量，如圖 1 所示。

說明：1——球殼；2——測量桿；3——位移傳感器。

圖 1 球殼變形測量示意圖

2.4.4 圓柱殼的變形測量

在殼板和肋骨位置的徑向方向，宜分別采用帶有位移傳感器的測量桿，測量受壓時圓柱殼的變形量，如圖 2 所示。根據圓柱殼的長度，可適當增加測量點的數量。

說明：1——圓柱殼；2——肋骨；3——測量桿；4——位移傳感器。

圖 2 圓柱殼變形測量示意圖

2.4.5 圓錐殼的變形測量

殼板和肋骨位置的徑向方向，宜分別采用帶有位移傳感器的測量桿，測量受壓時圓錐殼的變形量，殼板和肋骨的測量點均不應少于兩個，如圖 3 所示。

說明：1——圓錐殼；2——肋骨；3——測量桿；4——位移傳感器。

圖 3 圓錐殼變形測量示意圖

2.4.6 觀察窗位移測量

在觀察窗的內部安裝一個位移傳感器，位移傳感器的滑桿測頭應垂直接觸觀察窗的內表面，且應預留位移傳感器滑桿移動的空間，不應因接觸或偏斜等導致位移傳感器滑桿的移動受限。

3、試驗中斷與故障處理

3.1 試驗暫停

在試驗過程中，如出現下列情況之一時，應立即暫停試驗，關閉閥門保持壓力，排查故障，恢復正常工作狀態后，方可繼續試驗或卸載后重新開始試驗：

a）停電；

b）停水；

c）測量用儀器、儀表等故障；

d）某種外界干擾使檢測數據出現異常。

3.2 試驗終止

在試驗過程中，如出現下列情況之一時，應立即卸載，終止試驗。卸載后應對試驗設備、金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）、測量用儀器儀表設備和應變片等工作狀態和安裝狀態進行檢查，分析原因、恢復正常后，方可重新進行試驗：

a）試驗過程中金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）或試驗設備發生嚴重泄漏，不能保持其壓力；

b）測量數據普遍不符合規律或重復測量數據普遍分散性較大；

c）測量數據超出試驗委托方規定的允許值；

d）壓力環境模擬裝置內發生異響；

e）金屬耐壓殼（含耐壓殼附件）損壞。