閥門(mén)振動(dòng)老化試驗技術(shù)路線(xiàn)探討
介紹了軍用裝備實(shí)驗室環(huán)境試驗方法中振動(dòng)試驗的相關(guān)目的與方法。分析了核電廠(chǎng)能動(dòng)機械設備鑒定中閥門(mén)組件鑒定的測試數據與要求。提出了閥門(mén)振動(dòng)老化試驗技術(shù)路線(xiàn)的一般方法及閥門(mén)振動(dòng)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(shí)在維修期間要進(jìn)行環(huán)境應力篩選( ESS) 、老化或其他產(chǎn)品驗收試驗。振動(dòng)可能導致裝備及其內部結構的動(dòng)態(tài)位移。這些動(dòng)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(dòng)態(tài)位移還能導致元器件的碰撞或功能的損壞。振動(dòng)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(chǎn)品盡快進(jìn)入穩定工作期。另外，還有一種所謂的加速老化試驗，其目的是評價(jià)產(chǎn)品耗損壽命或性能的時(shí)間穩定性。本文以船用閥門(mén)為例探討振動(dòng)老化試驗的方法。
2、振動(dòng)老化試驗
振動(dòng)老化試驗在電磁振動(dòng)臺上進(jìn)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據采集儀等。振動(dòng)試驗中分別在振動(dòng)臺臺面、被測試閥門(mén)重心處和頂部各安裝一個(gè)加速度計，以測定這些部位的加速度響應，閥體通過(guò)剛性安裝支架與電磁振動(dòng)臺緊固連接。
2.1、試驗目的
閥門(mén)振動(dòng)老化分析，用于模擬分析閥門(mén)壽命內的環(huán)境振動(dòng)，目的是使閥門(mén)在設計基準事件試驗之前經(jīng)歷適當的振動(dòng)老化，并驗證其在長(cháng)期的振動(dòng)環(huán)境下的結構完整性和可運行性。
2.2、振動(dòng)暴露量級
船的振動(dòng)是自然環(huán)境激勵(海浪、風(fēng)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。真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為應根據實(shí)測數據確定其振動(dòng)暴露條件。如沒(méi)有實(shí)測數據時(shí)，可以用船上裝備鑒定試驗要求的方法確定試驗條件(圖1) 。
圖1 艦船隨機振動(dòng)環(huán)境(GJB 150. 16A)
2.3、振動(dòng)暴露持續時(shí)間
根據制造和維修過(guò)程確定振動(dòng)暴露時(shí)間。真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為若不同批次的裝備中振動(dòng)程序時(shí)間有差別，則選用最長(cháng)的振動(dòng)暴露時(shí)間。
2.4、試驗方法
(1) 試驗前目視檢查閥門(mén)結構的完整性，并對閥門(mén)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，確認其結構完整且開(kāi)關(guān)功能完好后，通過(guò)安裝支架將其固定在振動(dòng)臺上。
(2) 依據確定的振動(dòng)暴露級及振動(dòng)暴露持續時(shí)間，動(dòng)力驅動(dòng)閥門(mén)分別在閥門(mén)的三個(gè)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(gè)方向施加振動(dòng)時(shí)間90min，完成閥門(mén)的功能試驗和耐久試驗。功能試驗代表環(huán)境壽命周期最?lèi)毫拥恼駝?dòng)工況，耐久試驗代表整個(gè)壽命周期的加速疲勞試驗。
3、檢查
試驗后對閥門(mén)進(jìn)行結構完整性檢查，并進(jìn)行開(kāi)關(guān)試驗、密封性能試驗和外密封試驗。密封性能試驗和外密封試驗均由試驗件提供方完成，待壓力加至試驗壓力且穩定后再進(jìn)行滲漏量的檢查和計量。
4、驗收
根據目視檢查結果和各項測量數據，判斷閥門(mén)是否合格。①耐久試驗過(guò)程中，閥門(mén)能夠動(dòng)作。②試驗中及試驗后閥門(mén)應結構完整。③閥門(mén)開(kāi)關(guān)功能及時(shí)間滿(mǎn)足技術(shù)要求。④閥門(mén)閥座泄漏率符合標準規定。⑤閥門(mén)外密封無(wú)可視滲漏。
5、結語(yǔ)
可靠性測試是關(guān)注產(chǎn)品在規定工作條件下完成規定功能的能力，因此一般應盡可能模擬產(chǎn)品的真實(shí)使用環(huán)境和使用方式，以評價(jià)、驗證產(chǎn)品可靠性是否滿(mǎn)足要求。通過(guò)振動(dòng)老化測試會(huì )發(fā)現產(chǎn)品的可靠性缺陷或薄弱環(huán)節，為產(chǎn)品改進(jìn)提供依據。
