技术领域
[0001] 本发明涉及压力容器试验与测试技术领域，尤其是一种爆炸压力容器防护装置及测试方法。
相关背景技术
[0002] 深水爆炸是指深水条件下装药的水下爆炸，深水爆炸试验研究的最佳途径是在实际深海环境开展爆炸试验，但是深海爆炸试验对海况等条件的要求较高，试验实施难度大，试验成本昂贵。目前比较经济可行的方法是，在压力容器内通过加压方式模拟深水环境开展爆炸试验。
[0003] 随着爆炸压力容器试验次数的增加，逐渐暴露出两个问题：
[0004] (1)压力容器是密闭空间，爆炸冲击波到达壁面后形成反射波，反射波会影响爆炸气泡的运动特性和靶标模型毁伤特性，与实际深海环境试验结果存在一定差异；
[0005] (2)压力容器结构在多次爆炸载荷作用下可能产生疲劳损伤，缩短压力容器的使用寿命。
[0006] 目前尚无有效的爆炸压力容器防护装置，试验药量和模拟水深等试验条件受到严格限制，无法为安全、系统、深入地开展深水爆炸试验研究提供技术支撑。
具体实施方式
[0042] 下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
[0043] 如图1‑图5所示，本实施例的爆炸压力容器防护装置，包括通过胶水粘贴在爆炸压力容器4内表面的防护装置1，防护装置1通过多层橡胶板2叠放组成，每层橡胶板2上设置有多个开孔3，开孔3规则排列，相邻两层橡胶板2之间采用胶水粘结，相邻两层橡胶板2的开孔3相互错开布置。
[0044] 橡胶板2的材质采用溴化丁基胶，邵氏硬度75°。
[0045] 共有五层橡胶板2叠放在一起，形成防护装置1。
[0046] 开孔3采用盲孔，开孔3的上部为圆锥，下部为圆柱。
[0047] 还包括测试装置，爆炸压力容器4内部固定有传感器支架6，传感器支架6通过两根悬挂绳7与爆炸压力容器4连接，传感器支架6下方悬挂四个压力传感器5，爆炸压力容器4上方安装有水密接头9，四个压力传感器5的压力测量导线8一起从水密接头9穿出，然后在爆炸压力容器4的外部连接测量仪器10，测量仪器10与测量电脑11连接，在爆炸压力容器4外表面粘贴有应变片12，应变片12的应变测量导线13与测量仪器10连接；位于传感器支架6的正下方位置还安装有装药14，装药14上安装电雷管15，电雷管15与起爆电缆16连接，将装药14通过起爆电缆16悬挂于爆炸压力容器4的中心位置。
[0048] 四个压力传感器5在同一高度位置间隔分布。
[0049] 本发明所述的一种爆炸压力容器保护装置的具体结构和功能如下：
[0050] 主要包括防护装置1，防护装置1由多层橡胶板2组成，橡胶板2的材质为溴化丁基胶，邵氏硬度75°。每层橡胶板2上面有多个开孔3，紧密、规则排列，开孔为盲孔，开孔上部为圆锥，下部为圆柱。相邻两层橡胶板2之间采用胶水粘结，开孔3相互错开布置。多个防护装置1采用胶水粘贴在压力容器的内表面。
[0051] 当冲击波达到该防护装置1时，防护装置1产生变形摩擦，将爆炸能量转化为热能，能够有效减弱入射波，从而减弱反射波，同时减弱爆炸作用下压力容器结构的动响应。
[0052] 该防护装置1具有多刚度梯度的特点，总体刚度远大于现有浅水吸波结构，在深水条件下仍能够保证开孔不被明显压缩，仍具有较好的防护效果。
[0053] 同时，该防护装置1具有多阻抗梯度的特点，针对爆炸冲击波这种宽频信号，较现有单频信号吸波结构，具有明显的防护效果。
[0054] 实际工作过程中，通过如下步骤完成：
[0055] 第一步：防护装置1的加工。
[0056] 防护装置1由多层橡胶板2组成，橡胶板2的材质为溴化丁基胶，邵氏硬度75°，尺寸为500mm×500mm×10mm。每层橡胶板2上面有约1000个开孔3，紧密、规则排列，开孔3为盲孔，开孔3上部为圆锥，下部为圆柱。相邻两层橡胶板2之间采用胶水粘结，开孔3相互错开布置。
[0057] 第二步：防护装置1的安装。
[0058] 防护装置1加工完成之后，采用胶水和专用工具将多个防护装置1粘贴在爆炸压力容器4内表面。
[0059] 第三步：深水爆炸试验。
[0060] (一)将四个压力传感器5悬挂在传感器支架6下方，距离爆炸压力容器4中心距离分别为0.3m、0.4m、0.5m、0.6m，传感器支架6通过两根悬挂绳7与爆炸压力容器4连接，压力测量导线8从爆炸压力容器4上方的水密接头9穿出，与测量仪器10连接，测量仪器10与测量电脑11连接；
[0061] (二)在爆炸压力容器4外表面典型位置粘贴应变片12，应变测量导线13与测量仪器10连接；
[0062] (三)在250g TNT装药14上安装电雷管15，电雷管15与起爆电缆16连接，将装药14通过起爆电缆16悬挂于爆炸压力容器4中心；
[0063] (四)测量电脑11控制启动测量仪器10，确认测量系统正常；
[0064] (五)打开进气阀门，通过储气装置对爆炸压力容器4进行加压，模拟深水环境，气压达到4MPa后停止加压；
[0065] (六)确认正常后起爆装药14，完成压力、应变的数据采集和存储；
[0066] (七)打开泄压阀门，进行泄压程序。
[0067] 如图4所示，为本发明有无防护装置1时，加压4MPa条件下，250g TNT爆距0.5m处的自由场压力对比结果，直达冲击波为85.26MPa，无防护装置1时，反射波为51.23MPa，反射系数为0.60；有防护装置1时，反射波为33.53MPa，反射系数为0.39，反射系数减小了34.6％。结果表明，防护装置1能够有效减弱反射波。
[0068] 如图5所示，为本发明有无防护装置1时，加压4MPa条件，250g TNT爆炸作用下，爆炸压力容器4典型位置应变对比结果，无防护装置1时，应变最大值为387με；有防护装置1时，应变最大值344με，应变减小了11.1％。结果表明，防护装置1能够有效减弱爆炸作用下压力容器结构的动响应。
[0069] 以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
