为确保高压钢岔管运行稳定，检验高压钢岔管设计、原材料、制造质量，在满足规程规范的基础上，水压试验应力测试项目明确为：理论计算的高应力区、已建工程高压钢岔管出现过的高应力区进行应力测试。水压试验内水压力逐步提高，对中间成果组织技术专家进行评审。为确保水压试验过程中国产高压钢岔管的安全，采用国际上最新的声发射监测技术手段对水压试验全程进行监测。
3.7.5.1 水压试验目的及内容
（1）为验证设计、钢板及焊接接头的可靠性和安全性，消除某种程度的残余应力，试验单位按设计规定的岔管设计内压进行岔管水压试验。
（2）水压试验监测项目：内水压力、水温、变形、管壳及肋板的应力应变、不同压力下的进水量测试等。
（3）采用无损方法测量水压试验前后焊缝及钢板热影响区的焊接残余应力。
3.7.5.2 水压试验监测点布置
根据钢岔管仿真计算成果，在腰线转折角、肋旁管壁、主支锥相贯线及肋板关键点部位布置了监测点，如图3.7.13所示。
图3.7.13 水压试验监测点布置（单位：mm）
图3.7.13 水压试验监测点布置（单位：mm）
图3.7.14 活动支座设计
3.7.5.3 水压试验过程
（1）水压试验岔管承重支座设计。为了岔管水压试验数据采集的准确性，采用活动支座设计，并在每个支座的支撑面上铺一层高分子低摩擦系数的耐磨材料，以消除支座对岔管水平位移及变形的约束，保证采集数据的准确性，如图3.7.14所示。
（2）测试方案。为确保钢岔管水压试验的安全及后续应力测试提供参考，在水压试验前对钢岔管进行了焊接残余应力的测试工作。
1）焊接残余应力及焊接变形对高强钢岔管的影响。如果在高残余拉应力区中存在焊缝缺陷，则焊接残余应力将使静载强度降低。在循环应力作用下，如果在应力集中处存在残余拉应力，则焊接残余拉应力将使钢岔管的疲劳强度降低。
2）焊接残余应力测试方法分析。根据呼蓄电站钢岔管工程的技术特点，采用X射线衍射法测定焊接残余应力。
采用X射线衍射法测定焊接残余应力，可以针对被测结构件在不同状态下，对同一被测区域和测点进行多次重复测量，对于需要比较焊接残余应力峰值降低效果评价的场合，这是其他测试残余应力方法无可比拟的优点。尤其是再现测量数据，重复性最大误差不大于20MPa。例如，被测结构件在载荷试验、时效处理和热处理的过程前后的不同状态，焊接残余应力分布情况的比较，应当严格地限定于被测点的数据比较，但是传统的测试方法无法满足测试点再现测量的要求，不能合理、准确评价被测点焊接残余应力峰值降低效果，因此传统的测试方法如小孔应力释放法、取条法、切槽法、剥层法等破坏性方法和压痕电测法难以满足钢岔管焊接残余应力峰值降低评价的要求。
3）钢岔管焊接残余应力测试方案：
a.布置测区。测试部位按焊缝分布情况确定，用油漆标记出测试部位并编号，所有被测部位不得有涂层、飞溅及污物。布置5个测区，每个测区分别包含焊缝中心、熔合线、热影响区的测点。
b.测区表面处理。对各测区表面进行表面处理，划定测量区域，用角向磨光机磨平测区焊缝余高，用抛光轮精细打磨，用饱和盐水作电解质进行电解抛光，直至消除磨痕，并清晰地分辨出焊缝、熔合线和热影响区。
c.测点标记。每个测区按垂直焊缝的方向标记测点，测点至少包含焊缝中心、熔合线、热影响区，对称焊缝纵向轴线标记，如图3.7.15所示。σx表示与焊缝方向平行的焊接残余应力，σy表示与焊缝方向垂直的焊接残余应力。
图3.7.14 活动支座设计
3.7.5.3 水压试验过程
（1）水压试验岔管承重支座设计。为了岔管水压试验数据采集的准确性，采用活动支座设计，并在每个支座的支撑面上铺一层高分子低摩擦系数的耐磨材料，以消除支座对岔管水平位移及变形的约束，保证采集数据的准确性，如图3.7.14所示。
（2）测试方案。为确保钢岔管水压试验的安全及后续应力测试提供参考，在水压试验前对钢岔管进行了焊接残余应力的测试工作。
1）焊接残余应力及焊接变形对高强钢岔管的影响。如果在高残余拉应力区中存在焊缝缺陷，则焊接残余应力将使静载强度降低。在循环应力作用下，如果在应力集中处存在残余拉应力，则焊接残余拉应力将使钢岔管的疲劳强度降低。
2）焊接残余应力测试方法分析。根据呼蓄电站钢岔管工程的技术特点，采用X射线衍射法测定焊接残余应力。
采用X射线衍射法测定焊接残余应力，可以针对被测结构件在不同状态下，对同一被测区域和测点进行多次重复测量，对于需要比较焊接残余应力峰值降低效果评价的场合，这是其他测试残余应力方法无可比拟的优点。尤其是再现测量数据，重复性最大误差不大于20MPa。例如，被测结构件在载荷试验、时效处理和热处理的过程前后的不同状态，焊接残余应力分布情况的比较，应当严格地限定于被测点的数据比较，但是传统的测试方法无法满足测试点再现测量的要求，不能合理、准确评价被测点焊接残余应力峰值降低效果，因此传统的测试方法如小孔应力释放法、取条法、切槽法、剥层法等破坏性方法和压痕电测法难以满足钢岔管焊接残余应力峰值降低评价的要求。
3）钢岔管焊接残余应力测试方案：
a.布置测区。测试部位按焊缝分布情况确定，用油漆标记出测试部位并编号，所有被测部位不得有涂层、飞溅及污物。布置5个测区，每个测区分别包含焊缝中心、熔合线、热影响区的测点。
b.测区表面处理。对各测区表面进行表面处理，划定测量区域，用角向磨光机磨平测区焊缝余高，用抛光轮精细打磨，用饱和盐水作电解质进行电解抛光，直至消除磨痕，并清晰地分辨出焊缝、熔合线和热影响区。
c.测点标记。每个测区按垂直焊缝的方向标记测点，测点至少包含焊缝中心、熔合线、热影响区，对称焊缝纵向轴线标记，如图3.7.15所示。σx表示与焊缝方向平行的焊接残余应力，σy表示与焊缝方向垂直的焊接残余应力。
图3.7.15 残余应力测点标记示意
4）钢岔管水压试验前后焊接残余应力测试成果。钢岔管水压试验前后焊接残余应力测试结果见表3.7.18～表3.7.30。
表3.7.18 1号岔管ZH测区残余应力测试结果
图3.7.15 残余应力测点标记示意
4）钢岔管水压试验前后焊接残余应力测试成果。钢岔管水压试验前后焊接残余应力测试结果见表3.7.18～表3.7.30。
表3.7.18 1号岔管ZH测区残余应力测试结果
表3.7.19 1号岔管ZZ测区残余应力测试结果
表3.7.19 1号岔管ZZ测区残余应力测试结果
表3.7.20 1号钢岔管ZT测区残余应力测试结果
表3.7.20 1号钢岔管ZT测区残余应力测试结果
表3.7.21 1号钢岔管YZ测区残余应力测试结果
表3.7.21 1号钢岔管YZ测区残余应力测试结果
表3.7.22 1号钢岔管YH1测区残余应力测试结果
表3.7.22 1号钢岔管YH1测区残余应力测试结果
表3.7.23 1号钢岔管YH2测区残余应力测试结果
表3.7.23 1号钢岔管YH2测区残余应力测试结果
表3.7.24 2号钢岔管ZH残余应力测试结果
表3.7.24 2号钢岔管ZH残余应力测试结果
表3.7.25 2号钢岔管左侧纵缝ZZ测区残余应力测试结果
表3.7.25 2号钢岔管左侧纵缝ZZ测区残余应力测试结果
表3.7.26 2号钢岔管左侧T字接头ZT测区残余应力测试结果
表3.7.26 2号钢岔管左侧T字接头ZT测区残余应力测试结果
表3.7.27 2号钢岔管右侧纵缝YZ测区残余应力测试结果
表3.7.27 2号钢岔管右侧纵缝YZ测区残余应力测试结果
表3.7.28 2号钢岔管右侧环缝YH1测区残余应力测试结果
表3.7.28 2号钢岔管右侧环缝YH1测区残余应力测试结果
表3.7.29 2号钢岔管右侧环缝YH2测区残余应力测试结果
表3.7.29 2号钢岔管右侧环缝YH2测区残余应力测试结果
表3.7.30 2号钢岔管内壁环缝NH测区残余应力测试结果
表3.7.30 2号钢岔管内壁环缝NH测区残余应力测试结果
钢岔管水压试验前各测区各测点轴向焊接残余应力平均值记为σ轴前，水压试验后各测区轴向焊接残余应力平均值记为σ轴后；岔管水压试验前、后各测区各测点环向焊接残余应力平均值记为σ环前、σ环后，将表3.7.18～表3.7.30各残余应力数据进行计算可得：
σ轴前-1=212MPa，σ轴后-1=162MPa
σ环前-1=302MPa，σ环后-1=181MPa
σ轴前-2=257MPa，σ轴后-2=169MPa
σ环前2=259MPa，σ环后-2=195MPa
据此可计算得：
1号钢岔管水压试验残余应力消除率：p 1轴=23.6%，p 1环=40.1%；
1号钢岔管总平均值残余应力消除率p 1=33.3%；
2号钢岔管水压试验残余应力消除率：p 2轴=34.2%，p 2环=24.7%；
2号钢岔管总平均值残余应力消除率p 2=29.5%。
残余应力测试结果表明，水压试验对于焊接残余应力的消除率可达到30%左右，特别是应力峰值消除明显；按残余应力大于500MPa的数据统计，1号钢岔管峰值消除率达到46.2%，2号钢岔管峰值消除率达到44%。
（3）水压试验应力测试。根据设计要求，水压试验时对岔管管壳及肋板的应力应变进行监测，水压试验应力测试布点原则，依据设计提出的岔管试验检测。
1）岔管应力应变测试方法。岔管管壳及肋板的应力应变的测试方法采用电测法。电测法是利用材料表面受力产生应变引起粘贴在材料表面的应变计电阻发生改变的特性，使用应变仪监测电阻的变化并计算出相应的应变值。通过在管壳及肋板的监测部位布置电阻应变片，水压试验前调整仪器，使应变计读数处于初始状态。水压试验加压过程中，通过电阻应变计不断测得应变的变化情况，再根据计算公式计算管壳及肋板的工作应力。(www.xing528.com)
应力应变测量时，输入桥路方式、应变计电阻、导线电阻、应变计灵敏度系数，测试软件完成对测量结果的自动修正。
岔管应力应变监测根据监测部位的受力特点，分别选用单栅、双栅及三栅应变片。
如果是单向应变，输入被测试件材料的弹性模量，软件将应用胡克定律完成应力计算：
σ=Eε
如果采用两片直角、三片45°直角、60°等边三角形、伞形、扇形等应变片，通常测试软件可应用内置程序计算出主应变ε1、ε2和主应力方向与x轴夹角α，输入被测试件材料的弹性模量E和泊松比μ后，根据广义胡克定律公式求出主应力σ1、σ2：
钢岔管水压试验前各测区各测点轴向焊接残余应力平均值记为σ轴前，水压试验后各测区轴向焊接残余应力平均值记为σ轴后；岔管水压试验前、后各测区各测点环向焊接残余应力平均值记为σ环前、σ环后，将表3.7.18～表3.7.30各残余应力数据进行计算可得：
σ轴前-1=212MPa，σ轴后-1=162MPa
σ环前-1=302MPa，σ环后-1=181MPa
σ轴前-2=257MPa，σ轴后-2=169MPa
σ环前2=259MPa，σ环后-2=195MPa
据此可计算得：
1号钢岔管水压试验残余应力消除率：p 1轴=23.6%，p 1环=40.1%；
1号钢岔管总平均值残余应力消除率p 1=33.3%；
2号钢岔管水压试验残余应力消除率：p 2轴=34.2%，p 2环=24.7%；
2号钢岔管总平均值残余应力消除率p 2=29.5%。
残余应力测试结果表明，水压试验对于焊接残余应力的消除率可达到30%左右，特别是应力峰值消除明显；按残余应力大于500MPa的数据统计，1号钢岔管峰值消除率达到46.2%，2号钢岔管峰值消除率达到44%。
（3）水压试验应力测试。根据设计要求，水压试验时对岔管管壳及肋板的应力应变进行监测，水压试验应力测试布点原则，依据设计提出的岔管试验检测。
1）岔管应力应变测试方法。岔管管壳及肋板的应力应变的测试方法采用电测法。电测法是利用材料表面受力产生应变引起粘贴在材料表面的应变计电阻发生改变的特性，使用应变仪监测电阻的变化并计算出相应的应变值。通过在管壳及肋板的监测部位布置电阻应变片，水压试验前调整仪器，使应变计读数处于初始状态。水压试验加压过程中，通过电阻应变计不断测得应变的变化情况，再根据计算公式计算管壳及肋板的工作应力。
应力应变测量时，输入桥路方式、应变计电阻、导线电阻、应变计灵敏度系数，测试软件完成对测量结果的自动修正。
岔管应力应变监测根据监测部位的受力特点，分别选用单栅、双栅及三栅应变片。
如果是单向应变，输入被测试件材料的弹性模量，软件将应用胡克定律完成应力计算：
σ=Eε
如果采用两片直角、三片45°直角、60°等边三角形、伞形、扇形等应变片，通常测试软件可应用内置程序计算出主应变ε1、ε2和主应力方向与x轴夹角α，输入被测试件材料的弹性模量E和泊松比μ后，根据广义胡克定律公式求出主应力σ1、σ2：
工程上使用电测法监测、计算材料的应力应变时应注意胡克定律的适用条件，即材料处于弹性状态。
岔管管壳及肋板的应力应变监测的难点是内部应变片的防水问题，以及将岔管内壁测点的应变片导线在水压条件下安全引出问题。本工程采用了专门的防水应变片和专用的过线装置，圆满解决了这些难题。
2）准备阶段。钢岔管现场组装完成后，上下游闷头焊接完毕，按施工编号，钢岔管主锥和支锥分别为1号、2号、3号，水压试验进水管路、测压点布置在3号锥。根据岔管施工设计，不设人孔，2号锥闷头最后安装施焊。
所有布点位置打磨抛光处理，焊缝旁的测点位置距焊缝中心35mm，并用记号笔标注测点编号。岔管内部引出线采用自主研发的接线端子引出。接线端子法兰座与岔管闷头的过渡段采用焊接。焊接法兰座前，按要求先在1号、3号闷头的过渡锥下部采用磁力钻制孔，孔径22mm，孔数按内部应变片数量确定。内部贴片、引线等全部工作结束、岔管内部清理工作完成后，方可封闭2号闷头。
水压试验应力测试采用水下应变片和黏结剂，内部连线采用绝缘硅胶密封。
3）水压试验应力测试。水压试验升压与应力测试同步进行，在每个保压阶段测试稳定的应力数据，试验测试阶段确定为0～1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9.06MPa，每个保压段保压时间10～15min，最后升压到9.06MPa保压30min，完成一次水压试验的全过程约360min。水压试验过程中的升压速率控制在0.05MPa/min。
最大水压试验压力值的控制：根据设计和规范要求，试验水压达到设计最高水头时，岔管的管壳应力和肋板应力均应处于允许应力范围内。当水压试验测试应力达到结构允许应力时，应做出是否继续加压的决定。
水压试验过程中，通过应力测试，以岔管管壳控制点的应力和肋板控制点的应力限定在材料的允许应力以内，是考虑到焊接残余应力和加工误差的影响，避免水压试验载荷产生附加应力，超出材料的屈服强度，形成加载过程中的材料失效。水压试验过程中的测试应力实际上是岔管在承载过程中的工作应力。如果岔管在焊接制作中存在一定的误差，例如焊缝错边量超差、焊缝内部存在缺陷、表面成形不良等，水压试验过程中，在局部会产生附加的集中应力，并破坏有限元计算的边界条件，造成局部应力增大或形成材料的破坏。因此在水压试验压力值的控制上，应力测试的环向、水流方向上分量的变化范围与计算应力的环向、水流方向分量比对作为试验压力值的控制手段是合理的，在试验现场能够及时地将信息传达给试验指挥人员，进行试验过程中的决策，是切实可行和安全的。
4）水压试验应力测试结果。钢岔管水压试验应力测试结果见表3.7.31。
由表3.7.31可知，钢岔管第5次加压到9.06MPa时，其应力测试最大拉应力值发生测试最大拉应力值发生在第Y1-10h 测点上，测试值为603.53MPa。
表3.7.31 钢岔管内壁测点升压到最高压力值下钢板应力值 单位：MPa
工程上使用电测法监测、计算材料的应力应变时应注意胡克定律的适用条件，即材料处于弹性状态。
岔管管壳及肋板的应力应变监测的难点是内部应变片的防水问题，以及将岔管内壁测点的应变片导线在水压条件下安全引出问题。本工程采用了专门的防水应变片和专用的过线装置，圆满解决了这些难题。
2）准备阶段。钢岔管现场组装完成后，上下游闷头焊接完毕，按施工编号，钢岔管主锥和支锥分别为1号、2号、3号，水压试验进水管路、测压点布置在3号锥。根据岔管施工设计，不设人孔，2号锥闷头最后安装施焊。
所有布点位置打磨抛光处理，焊缝旁的测点位置距焊缝中心35mm，并用记号笔标注测点编号。岔管内部引出线采用自主研发的接线端子引出。接线端子法兰座与岔管闷头的过渡段采用焊接。焊接法兰座前，按要求先在1号、3号闷头的过渡锥下部采用磁力钻制孔，孔径22mm，孔数按内部应变片数量确定。内部贴片、引线等全部工作结束、岔管内部清理工作完成后，方可封闭2号闷头。
水压试验应力测试采用水下应变片和黏结剂，内部连线采用绝缘硅胶密封。
3）水压试验应力测试。水压试验升压与应力测试同步进行，在每个保压阶段测试稳定的应力数据，试验测试阶段确定为0～1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9.06MPa，每个保压段保压时间10～15min，最后升压到9.06MPa保压30min，完成一次水压试验的全过程约360min。水压试验过程中的升压速率控制在0.05MPa/min。
最大水压试验压力值的控制：根据设计和规范要求，试验水压达到设计最高水头时，岔管的管壳应力和肋板应力均应处于允许应力范围内。当水压试验测试应力达到结构允许应力时，应做出是否继续加压的决定。
水压试验过程中，通过应力测试，以岔管管壳控制点的应力和肋板控制点的应力限定在材料的允许应力以内，是考虑到焊接残余应力和加工误差的影响，避免水压试验载荷产生附加应力，超出材料的屈服强度，形成加载过程中的材料失效。水压试验过程中的测试应力实际上是岔管在承载过程中的工作应力。如果岔管在焊接制作中存在一定的误差，例如焊缝错边量超差、焊缝内部存在缺陷、表面成形不良等，水压试验过程中，在局部会产生附加的集中应力，并破坏有限元计算的边界条件，造成局部应力增大或形成材料的破坏。因此在水压试验压力值的控制上，应力测试的环向、水流方向上分量的变化范围与计算应力的环向、水流方向分量比对作为试验压力值的控制手段是合理的，在试验现场能够及时地将信息传达给试验指挥人员，进行试验过程中的决策，是切实可行和安全的。
4）水压试验应力测试结果。钢岔管水压试验应力测试结果见表3.7.31。
由表3.7.31可知，钢岔管第5次加压到9.06MPa时，其应力测试最大拉应力值发生测试最大拉应力值发生在第Y1-10h 测点上，测试值为603.53MPa。
表3.7.31 钢岔管内壁测点升压到最高压力值下钢板应力值 单位：MPa
续表
续表
3.7.5.4 水压试验过程监测
岔管水压试验过程中的变形监测采用V-STARS数字摄影测量系统。对岔管闷头部位、顶部、底部及岔管腰线等重点部位的变形进行了监测，监测数据详见表3.7.32和表3.7.33。
表3.7.32 岔管闷头部位、顶部及底部测点水压试验变形数据 单位：mm
3.7.5.4 水压试验过程监测
岔管水压试验过程中的变形监测采用V-STARS数字摄影测量系统。对岔管闷头部位、顶部、底部及岔管腰线等重点部位的变形进行了监测，监测数据详见表3.7.32和表3.7.33。
表3.7.32 岔管闷头部位、顶部及底部测点水压试验变形数据 单位：mm
表3.7.33 岔管腰线部位测点水压试验变形数据 单位：mm
表3.7.33 岔管腰线部位测点水压试验变形数据 单位：mm
3.7.5.5 水压试验成果
水压试验成果表明，各主要控制点的应力，基本在明岔管水压试验工况抗力限值范围内，且与水压试验工况有限元计算成果规律相符。水压试验验证了岔管设计的合理性、明确了钢板和焊接接头的可靠性。根据有限元计算结果，除在以往水压试验在岔管顶点、腰线转折点、肋旁管壁、肋板内缘布置监测点外，在岔管顶部一定范围内的点、岔管壳板上的点等也布置了监测点。在国内众多钢岔管水压试验过程中，尚属首次。水压试验表明，这些点成为了试验的关键点。首次以钢材的屈服强度作为岔管顶部一定范围内的抗力限值，为后续岔管试验压力的确定积累了经验。水压试验对消减岔管残余应力起到了应有的作用，达到了通过水压试验消除一定程度的残余应力的目的。
（1）验证了工程设计和结构计算数据的符合性。岔管水压试验工况的有限元分析计算，岔管最大Mises应力在主锥管节顶点处。试验压力9.06MPa，计算结论：最大Mises应力520MPa，最大径向位移12mm。水压试验加载升压过程中，测试数据验证了主锥管节顶点处最大应力区应力幅值变化趋势。
（2）验证了施工组织设计和工艺参数的正确性、合理性和完善性。钢岔管的施工组织设计和工艺参数的评定，从材料性能验证开始，对下料卷板、车间预组、现场焊接、闷头设计、整体组装、试验设施等环节，进行了专家的论证研讨、咨询。施工的过程是一个不断完善、不断改进的过程。从水压试验过程和试验测试数据上判断，钢岔管本体、闷头、组对焊接施工等组织设计的措施是正确、合理的。同时，通过试验环节，也反映出在确定水压试验配套设备、支撑方式方面的不完善和需要改进提高的环节。
（3）验证了施工过程质量监督和质量控制的有效性、重要性。在钢岔管的施工质量监督管理上，实行了监理制度。驻场监理对施工生产条件、人员素质、材料验证、工艺方法、施工环境要求严格进行了控制，对生产过程中出现的质量缺陷和工艺纪律松懈的状况进行及时纠正，并在关键节点，实施业主单位赋予的权限，达到了预防、监督、控制和改进的目的；采取协调、沟通、信息交流、组织专家研讨会议等多种形式，有力促进了施工组织措施的落实，全面地保证了工艺性能和制作质量。
（4）验证了国产790MPa级高强钢材料性能指标的先进性、稳定性。钢岔管采用材料是宝钢生产的B780CF高强钢，钢材性能指标和质量与国外发达国家同类级别的钢材相比，处于同一水平。尤其是具有良好的延伸率指标（保证值20%），这是钢岔管生产过程中，涉及高强钢厚板的卷板工艺、焊接工艺性能最关键性的技术指标。当水压试验初次加压到5MPa时，岔管个别测点处因存在焊接残余应力使该点过早进入屈服状态，此时按水压试验技术要求，应当结束水压试验，但距工程设计给出的水压试验规定压力9.06 MPa相差较大。由于材料具备了良好的延伸率指标，充分利用材料的塑韧性储备，采取多次加压卸压、逐步提高水压试验压力的方法，达到了设计水压试验压力值的要求。
（5）验证了测试方法和测试结果分析的先进性、正确性和准确性。高强钢岔管的焊缝施工质量，主要由两方面的质量进行评价，一是焊缝无损检测的评价质量，二是焊缝接头力学性能指标的评价。无损检测是直观的，无论采取哪种无损检测方法，依据评定标准，可以判断焊接施工的质量是否满足规范要求。而且无损检测可以重复、再现检测，具有完善的检测工艺、作业流程和评价规程。焊缝接头的力学性能是隐蔽的，与焊接过程参数运用的正确性、返工次数、瓦片组对、矫形以及约束条件等有关，一旦岔管焊接成型后，焊缝接头的力学性能参数是不可重复和再现检测的。
因此，水压试验一方面具有验证焊缝成型质量的需求，另一方面且是更重要的是通过加载、超载的方式，验证焊缝接头承受极端载荷的能力。这个能力必须通过与试验同步测试的方法，也就是采取水压试验应力测试、变形测试的手段，测出在加载过程、超载试验的条件下，岔管结构强度、刚度的变化范围和发展趋势。不实施应力测试、变形测试的水压试验是一种盲目的施工方法。呼蓄电站水压试验的测试要求及测点布置的设计是合理的、正确的，覆盖了主体结构的控制部位和控制点，与有限元结构分析的控制区域是一致的。为了验证水压试验钝化焊接残余应力的效果，采用X射线衍射方法对试验前后的焊接残余应力进行了测试。
同时，处于试验的安全考虑，在水压试验加载过程中，实施了声发射监控测试和数字摄影变形观测，有利于加载时的缺陷扩展的判定和试验过程的安全性。试验结果表明，呼蓄电站的测试手段先进、方法正确、结果准确。
3.7.5.5 水压试验成果
水压试验成果表明，各主要控制点的应力，基本在明岔管水压试验工况抗力限值范围内，且与水压试验工况有限元计算成果规律相符。水压试验验证了岔管设计的合理性、明确了钢板和焊接接头的可靠性。根据有限元计算结果，除在以往水压试验在岔管顶点、腰线转折点、肋旁管壁、肋板内缘布置监测点外，在岔管顶部一定范围内的点、岔管壳板上的点等也布置了监测点。在国内众多钢岔管水压试验过程中，尚属首次。水压试验表明，这些点成为了试验的关键点。首次以钢材的屈服强度作为岔管顶部一定范围内的抗力限值，为后续岔管试验压力的确定积累了经验。水压试验对消减岔管残余应力起到了应有的作用，达到了通过水压试验消除一定程度的残余应力的目的。
（1）验证了工程设计和结构计算数据的符合性。岔管水压试验工况的有限元分析计算，岔管最大Mises应力在主锥管节顶点处。试验压力9.06MPa，计算结论：最大Mises应力520MPa，最大径向位移12mm。水压试验加载升压过程中，测试数据验证了主锥管节顶点处最大应力区应力幅值变化趋势。
（2）验证了施工组织设计和工艺参数的正确性、合理性和完善性。钢岔管的施工组织设计和工艺参数的评定，从材料性能验证开始，对下料卷板、车间预组、现场焊接、闷头设计、整体组装、试验设施等环节，进行了专家的论证研讨、咨询。施工的过程是一个不断完善、不断改进的过程。从水压试验过程和试验测试数据上判断，钢岔管本体、闷头、组对焊接施工等组织设计的措施是正确、合理的。同时，通过试验环节，也反映出在确定水压试验配套设备、支撑方式方面的不完善和需要改进提高的环节。
（3）验证了施工过程质量监督和质量控制的有效性、重要性。在钢岔管的施工质量监督管理上，实行了监理制度。驻场监理对施工生产条件、人员素质、材料验证、工艺方法、施工环境要求严格进行了控制，对生产过程中出现的质量缺陷和工艺纪律松懈的状况进行及时纠正，并在关键节点，实施业主单位赋予的权限，达到了预防、监督、控制和改进的目的；采取协调、沟通、信息交流、组织专家研讨会议等多种形式，有力促进了施工组织措施的落实，全面地保证了工艺性能和制作质量。
（4）验证了国产790MPa级高强钢材料性能指标的先进性、稳定性。钢岔管采用材料是宝钢生产的B780CF高强钢，钢材性能指标和质量与国外发达国家同类级别的钢材相比，处于同一水平。尤其是具有良好的延伸率指标（保证值20%），这是钢岔管生产过程中，涉及高强钢厚板的卷板工艺、焊接工艺性能最关键性的技术指标。当水压试验初次加压到5MPa时，岔管个别测点处因存在焊接残余应力使该点过早进入屈服状态，此时按水压试验技术要求，应当结束水压试验，但距工程设计给出的水压试验规定压力9.06 MPa相差较大。由于材料具备了良好的延伸率指标，充分利用材料的塑韧性储备，采取多次加压卸压、逐步提高水压试验压力的方法，达到了设计水压试验压力值的要求。
（5）验证了测试方法和测试结果分析的先进性、正确性和准确性。高强钢岔管的焊缝施工质量，主要由两方面的质量进行评价，一是焊缝无损检测的评价质量，二是焊缝接头力学性能指标的评价。无损检测是直观的，无论采取哪种无损检测方法，依据评定标准，可以判断焊接施工的质量是否满足规范要求。而且无损检测可以重复、再现检测，具有完善的检测工艺、作业流程和评价规程。焊缝接头的力学性能是隐蔽的，与焊接过程参数运用的正确性、返工次数、瓦片组对、矫形以及约束条件等有关，一旦岔管焊接成型后，焊缝接头的力学性能参数是不可重复和再现检测的。
因此，水压试验一方面具有验证焊缝成型质量的需求，另一方面且是更重要的是通过加载、超载的方式，验证焊缝接头承受极端载荷的能力。这个能力必须通过与试验同步测试的方法，也就是采取水压试验应力测试、变形测试的手段，测出在加载过程、超载试验的条件下，岔管结构强度、刚度的变化范围和发展趋势。不实施应力测试、变形测试的水压试验是一种盲目的施工方法。呼蓄电站水压试验的测试要求及测点布置的设计是合理的、正确的，覆盖了主体结构的控制部位和控制点，与有限元结构分析的控制区域是一致的。为了验证水压试验钝化焊接残余应力的效果，采用X射线衍射方法对试验前后的焊接残余应力进行了测试。
同时，处于试验的安全考虑，在水压试验加载过程中，实施了声发射监控测试和数字摄影变形观测，有利于加载时的缺陷扩展的判定和试验过程的安全性。试验结果表明，呼蓄电站的测试手段先进、方法正确、结果准确。
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