许 闯 王家胜 程胜金

（1.华北水利水电大学工程训练中心，郑州 450000；2.水利部水工金属结构质量检验测试中心，郑州 450000）

某水电站是雅砻江中游河段梯级开发的骨干电站之一。该水电站装机容量1 500 MW，地下厂房内装设4 台375 MW 立轴混流式水轮发电机组[1]。其中，水轮机U1 转轮由上海福伊特水电设备有限公司生产，转轮最大直径为6 987 mm，总质量为150 t。该水电站水轮机转轮由15 个叶片组成，包括上冠和下环。该叶片是经过退火处理马氏体的不锈钢铸件。为了评估该转轮在经过退火后热影响区域、熔合线附近区域以及焊缝区域残余应力是否满足标准要求，采用盲孔法对该转轮残余应力进行测试[2]。

1 测试方法和测试原理

采用盲孔法测试转轮，钻孔设备采用型号为ZDL-1 型的钻孔仪；应变计为TJ120-1.5-φ1.5 型三向电阻应变花，应变花灵敏度系数为2.07；应变仪为郑州机械研究所研发的YC-Ⅲ型应力测量仪，其面板如图1 所示；钻孔直径为1.5 mm，孔深为2.0 mm。

盲孔法测量原理如图2 所示。假设一个各向同性材料上某一区域内存在一般状态的残余应力场，其最大主应力和最小主应力分别为σ1和σ2，在该区域表面上粘贴一专用应变花，在应变花中心打一小孔，引起孔边应力释放，从而在应变花丝栅区域内产生释放应变[3]，根据应变花测量的释放应变计算残余应力。

计算公式如下[4]：

式中：ε1、ε2、ε3为3 个方向释放应变值；σ1、σ2为最大主应力、最小主应力；θ 为σ1与ε1的夹角；E为材料弹性模量，为205 000 MPa；A、B 为释放系数。

残余应力测定前，应在试验室进行应变释放系数的标定工作。……