CN103674722B - 一种高强度封焊油箱正压试验的方法及其正压试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种高强度封焊油箱正压试验的方法，包括如下步骤，1）加工正压试验用样品油箱；2）安装调整；3）加压测试；4）连续加压测试；5）塑性变形量测量；6）分析判断。本发明一种基于本发明所述正压试验的方法的高强度封焊油箱正压试验系统，包括样品油箱，设置有承重防护墙的试验工位，用于将气压源的通气管道与样品油箱连通的管路系统，以及测控系统；样品油箱放置子试验工位上，箱盖和箱沿上分别对应设置有若干沿边缘平行向外延伸的连接耳板，对应的连接耳板经螺栓固定连接；样品油箱的周边通过C型夹固定密封连接；测控系统包括压力传感器，位移传感器，位移测量仪和数据集中显示器，以及网络摄像机和计算机。

Description

一种高强度封焊油箱正压试验的方法及其正压试验系统

技术领域

本发明涉及变压器油箱的正压试验，特别是对0.098MPa～0.185MPa油箱正压试验，具体为一种高强度封焊油箱正压试验的方法及其正压试验系统。

背景技术

现阶段对于大型变压器油箱机械强度，针对在GB/T6451-2008《油浸式电力变压器技术参数和要求》中对油箱的要求，变压器油箱应承受住真空度133Pa和正压力为98kPa的机械强度试验。但是现有技术当中，对于高于标准要求的正压力参数下，进行高强度变压器油箱的油箱压力测试无法保证试验的安全性和准确性，尤其是对与通过焊接实现箱盖和箱体连接的高强度封焊油箱，在试验时必须保证在未焊接状态下箱盖和箱体的紧密连接，以及加紧件的安全，从而避免在试验时漏气带来的结果偏差，以及加紧件飞迸导致的安全事故。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种高强度封焊油箱正压试验的方法及其正压试验系统，操作安全，试验结果准确可靠，为生产实践提供参考。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明一种高强度封焊油箱正压试验的方法，包括如下步骤，

1）加工正压试验用样品油箱；样品油箱的箱盖和箱沿上分别对应加工出若干连接耳板，上下对应的连接耳板分别沿箱盖和箱沿的边缘平行向外延伸设置；

2）安装调整；将样品油箱放置在一侧设有承重防护墙的试验工位上；通过螺栓将对应的连接耳板相互固定连接，并将箱盖和箱沿周边通过C型夹固定密封连接，将样品油箱与气压源的通气管道经连通管道连通，在样品油箱的连通管道侧设置压力传感器；在样品油箱上至少布置有分别设置在箱盖、箱壁和箱沿上的位移传感器，位移传感器的输出端依次连接位移测量仪和数据集中显示器，压力传感器的输出端连接到数据集中显示器的输入端，计算机通过网络摄像机获取数据集中显示器的显示数据；

3）加压测试；向样品油箱中充入压缩空气，当压力数据显示到达试验最低正压时，停止加压并分别记录当前压力对应的各个位移数据，并判断是否进行试验；当实时的位移量和大气压力下样品油箱的位移量差值，不大于对应的最大弹性变形量时执行步骤4），否则停止试验，排气泄压，样品油箱不合格；

4）连续加压测试；压力每升高7-10KPa，重复步骤3）中的记录和判断步骤，直至压力达到试验最高正压，停止加压并分别记录当前压力对应的各个位移数据后排气泄压；

5）塑性变形量测量；样品油箱在步骤4）中的排气泄压后，分别记录各个位移数据，得到各位移传感器对应位置处的塑性变形量；

6）分析判断；当泄压后记录的位移数据不大于对应的最大塑性变形量时，样品油箱合格，否则不合格。

优选的，所述方法还包括将合格的样品油箱加工为产品油箱的步骤，先沿箱盖边缘切除连接耳板，然后将切除连接耳板的箱盖密封焊接在箱沿上，得到合格的产品油箱。

优选的，C型夹通过连接绳捆绑连接成一体，相邻的C型夹之间的间距为100-150mm。

优选的，连通管道采用PVC钢丝纤维复合高压软管，其与通气管道的连接端位于承重防护墙与样品油箱相反的一侧。

进一步，PVC钢丝纤维复合高压软管的一端经三通设置泄压阀且与通气管道连接；另一端通过黄铜蝶阀与样品油箱连通。

优选的，位移传感器包括分别设置在样品油箱箱壁中部的5个位移传感器，长轴侧箱沿中部的2个位移传感器，以及箱盖中部的1个位移传感器。

优选的，最大弹性变形量包括3倍箱壁厚的箱壁最大弹性变形量，1.5倍箱盖厚的箱盖最大弹性变形量，2.5倍箱壁厚的箱沿最大弹性变形量。

优选的，最大塑性变形量包括1.5倍箱壁厚的箱壁最大弹性变形量，0.5倍箱盖厚的箱盖最大弹性变形量，1.2倍箱壁厚的箱沿最大弹性变形量。

本发明一种基于本发明所述正压试验的方法的高强度封焊油箱正压试验系统，包括样品油箱，设置有承重防护墙的试验工位，用于将气压源的通气管道与样品油箱连通的管路系统，以及测控系统；所述的样品油箱放置子试验工位上，箱盖和箱沿上分别对应设置有若干沿边缘平行向外延伸的连接耳板，对应的连接耳板经螺栓固定连接；样品油箱的周边通过C型夹固定密封连接；所述的测控系统包括设置在样品油箱与管路系统连接侧的压力传感器，设置在样品油箱箱盖、箱壁和箱沿上的位移传感器，位移测量仪和数据集中显示器，以及网络摄像机和计算机；位移传感器的输出端分别通过位移测量仪连接在数据集中显示器的输入端，压力传感器的输出端连接在数据集中显示器的输入端；输出端连接在计算机上的网络摄像机正对数据集中显示器的显示面设置。

优选的，管路系统包括连通样品油箱和气压源的PVC钢丝纤维复合高压软管；PVC钢丝纤维复合高压软管的一端经三通设置泄压阀；另一端通过黄铜蝶阀与样品油箱连通；PVC钢丝纤维复合高压软管经三通与通气管道的连接端设置在承重安全墙与样品油箱相反的一侧。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明所述的正压试验的方法，通过从样品油箱开始，针对封焊油箱的结构特点，设置若干能够直接通过螺栓连接的连接耳板，既实现箱盖和箱沿的稳定夹紧连接，又保证了C型夹夹紧后的使用安全，再配合设置在箱盖和箱沿周边C型夹保证了连接的密封性能，为试验提供了安全保障和密封环境；利用气压进行对样品油箱的正压试验，操作简单方便，并且通过在试验中对弹性变形量的实时对比和远程监控，保证了试验时的安全性，再通过试验后塑性变形量的对比，对样品油箱再次进行合格性检验，保证了试验结果的可靠性和准确性。

进一步的，通过对合格样品油箱的再加工，能够使其在最小的加工改造下得到合格的产品油箱，降低了生产和试验的成本，也提高了生产定型的效率。

进一步的，通过将C型夹连接为一体，并设置合理的间距，在保证C型夹使用安全和样品油箱密封性能的同时，降低了安装调整的劳动强度和操作复杂性。

进一步的，通过对连通管道的选择和连接端头位置的设置，保证了在气体加压过程中的安全，利用在PVC钢丝纤维复合高压软管两端设置的黄铜蝶阀和经三通连接的泄压阀，保证了泄压过程中对两端的同时控制，保证了泄压的安全。

进一步的，针对样品油箱最容易发送变形的位置设置位移传感器，并分别对应的做出以箱盖和箱壁为基准的弹性变形量和塑性变形量，提供了准确采集数据的同时，给出了精确的参考数据，从而大大的降低了试验控制和检测的复杂性，提高了试验效率和准确性。

本发明所述的正压试验系统，通过有针对性设置的样品油箱，在改变了试验系统构成的同时，增强了试验时的安全保证，从系统配置上实现了对操作人员的安全保障，提高了试验的成功率；利用网络摄像机和计算机的远程监控，较少了试验时的劳动强度，避免了意外发生时对人员的伤害，并且提高了试验时的反应速度，保证了试验结果的可靠性和准确性。

进一步的，通过对管路系统的升级改造，在泄压和加压时，利用阀门的组合控制，能够保证试验安全进行，并且通过相对于承重防护墙位置的布置，避免了意外发生时对气压源的冲击，保证了气压源通气管道连接端的安全和稳定。

附图说明

图1为本发明中样品油箱的箱盖结构示意图。

图2为本发明中正压试验时样品油箱箱盖和箱沿夹紧图。

图3为本发明中正压试验时加压测试的结构连接示意图。

图4为本发明中正压试验时通气管道的结构连接示意图。

图中：1为样品油箱，2为箱盖，3为箱盖连接耳板，4为三通，5为箱沿，6为C型夹，7为螺杆，8为箱沿连接耳板，9为螺母，10为PVC钢丝纤维复合高压软管，11为压力传感器，12为箱壁，13为位移传感器，14为位移测试仪，15为数据集中显示器，16为网络摄像机，17为计算机，18为承重防护墙，19为通气管道，20为通气管道阀门，21为泄压阀，22为黄铜闸阀。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种高强度封焊油箱正压试验的方法，包括如下步骤，

1）加工正压试验用样品油箱1；如图1所示，样品油箱1的箱盖2和箱沿5上分别对应加工出若干连接耳板，上下对应的箱盖连接耳板3和箱沿连接耳板8分别沿箱盖2和箱沿5的边缘平行向外延伸设置；本优选实例中的箱盖连接耳板3和箱沿连接耳板8均匀对称设置。

2）安装调整；先将样品油箱1放置在一侧设有承重防护墙18的试验工位上；如图2所示，通过包括螺杆7和螺母9的螺栓将对应的连接耳板相互固定连接，并将箱盖和箱沿周边通过C型夹固定密封连接，其中所有的C型夹通过连接绳捆绑连接成一体，相邻的C型夹之间的间距为100-150mm。

如图3所示，然后将样品油箱1与气压源的通气管道19经连通管道连通，在样品油箱1的连通管道侧设置压力传感器11；本优选实施中，如图4所示，连通管道采用PVC钢丝纤维复合高压软管10，其与通气管道19的连接端位于承重防护墙18与样品油箱1相反的一侧，保证了试验时进加压操作的安全；并且PVC钢丝纤维复合高压软管10的一端经三通4设置泄压阀21且与通气管道19连接，另一端通过黄铜蝶阀22与样品油箱1连通，分别从泄压时的高压气入口和出口两端保证了试验时泄压操作的安全。

在样品油箱1上至少布置有分别设置在箱盖2、箱壁12和箱沿5上的位移传感器13，位移传感器13的输出端依次连接位移测量仪14和数据集中显示器15，压力传感器11的输出端连接到数据集中显示器15的输入端，计算机17通过网络摄像机16获取数据集中显示器15的显示数据。本优选实施例中，如图3所示，其中共设置有9个位移传感器13，其中包括设置在箱壁12上的7个，设置在箱盖2上的1个，设置在箱沿5上的1个为例进行说明；优选的还能够采用分别设置在箱壁12中部的5个，长轴侧箱沿中部的2个和箱盖中部的1个进行布置，从而能够利用最少的位移传感器13，达到精确试验的目的。

3）加压测试；打开通气管道阀门20和黄铜闸阀22，向样品油箱1中充入压缩空气，当压力数据显示到达试验最低正压时，本实施例以0.098MPa为例说明，关闭通气管道阀门20，停止加压并分别记录当前压力对应的各个位移数据，并判断是否进行试验；当实时的位移量和大气压力下样品油箱的位移量差值，不大于对应的最大弹性变形量时执行步骤4），否则停止试验，关闭通气管道阀门20，打开泄压阀21排气泄压，样品油箱1不合格；其中最大弹性变形量分别针对不同部分进行不同的基准和倍数换算后设定，简化对比和监测操作，提高反应速度；其包括3倍箱壁厚的箱壁最大弹性变形量，1.5倍箱盖厚的箱盖最大弹性变形量，2.5倍箱壁厚的箱沿最大弹性变形量。

4）连续加压测试；压力每升高7-10KPa，重复步骤3）中的记录和判断步骤，直至压力达到试验最高正压时，本实施例以0.185MPa为例说明，停止加压并分别记录当前压力对应的各个位移数据后排气泄压；本优选实施例中，先升高7KPa记录一次，然后每升高10KPa分别通过计算机进行记录。

5）塑性变形量测量；样品油箱在步骤4）中的排气泄压后，分别记录各个位移数据，得到各位移传感器对应位置处的塑性变形量；其中最大塑性变形量分别针对不同部分进行不同的基准和倍数换算后设定，提高了试验效率，其包括1.5倍箱壁厚的箱壁最大弹性变形量，0.5倍箱盖厚的箱盖最大弹性变形量，1.2倍箱壁厚的箱沿最大弹性变形量。

6）分析判断；当泄压后记录的位移数据不大于对应的最大塑性变形量时，样品油箱合格，否则不合格。此时合格的样品油箱1，已经分别通过了弹性变形量的试验检测和塑性变形量的试验检测，必须满足两个变形量的要求，才能通过试验，因此确保了试验的准确性和样品油箱1的机械强度。

最后，将合格的样品油箱1加工为产品油箱，先沿箱盖2边缘切除箱盖连接耳板3，然后等变压器试验结束并完成装配后，将切除箱盖连接耳板3的箱盖2密封焊接在箱沿5上，得到合格的产品油箱以及合格的变压器产品。

对不合格的样品油箱1，根据试验检测到的薄弱点进行加强设计，然后重新进行试验。

本发明还提供一种基于以上优选实例所述正压试验的方法的高强度封焊油箱正压试验系统，包括样品油箱1，设置有承重防护墙18的试验工位，用于将气压源的通气管道19与样品油箱1连通的管路系统，以及测控系统；所述的样品油箱1放置子试验工位上，箱盖2和箱沿5上分别对应设置有若干沿边缘平行向外延伸的连接耳板，对应的连接耳板经螺栓固定连接；样品油箱1的周边通过C型夹6固定密封连接；所述的测控系统包括设置在样品油箱1与管路系统连接侧的压力传感器11，设置在样品油箱1的箱盖2、箱壁12和箱沿5上的位移传感器13，位移测量仪14和数据集中显示器15，以及网络摄像机16和计算机17；位移传感器13的输出端分别通过位移测量仪14连接在数据集中显示器15的输入端，压力传感器11的输出端连接在数据集中显示器15的输入端；输出端连接在计算机17上的网络摄像机16正对数据集中显示器15的显示面设置。

优选的，管路系统包括连通样品油箱1和气压源的PVC钢丝纤维复合高压软管10；PVC钢丝纤维复合高压软管10的一端经三通4设置泄压阀21；另一端通过黄铜蝶阀22与样品油箱1连通；PVC钢丝纤维复合高压软管10经三通4与通气管道19的连接端设置在承重安全墙18与样品油箱1相反的一侧。

Claims (5)

1.一种高强度封焊油箱正压试验的方法，其特征在于，包括如下步骤，

1)加工正压试验用样品油箱；样品油箱的箱盖和箱沿上分别对应加工出若干连接耳板，上下对应的连接耳板分别沿箱盖和箱沿的边缘平行向外延伸设置；

2)安装调整；将样品油箱放置在一侧设有承重防护墙的试验工位上；通过螺栓将对应的连接耳板相互固定连接，并将箱盖和箱沿周边通过C型夹固定密封连接，将样品油箱与气压源的通气管道经连通管道连通，在样品油箱的连通管道侧设置压力传感器；在样品油箱上至少布置有分别设置在箱盖、箱壁和箱沿上的位移传感器，位移传感器的输出端依次连接位移测量仪和数据集中显示器，压力传感器的输出端连接到数据集中显示器的输入端，计算机通过网络摄像机获取数据集中显示器的显示数据；

3)加压测试；在0.098MPa～0.185MPa的范围内，向样品油箱中充入压缩空气，当压力数据显示到达试验最低正压时，停止加压并分别记录当前压力对应的各个位移数据，并判断是否进行试验；当实时的位移量和大气压力下样品油箱的位移量差值，不大于对应的最大弹性变形量时执行步骤4)，否则停止试验，排气泄压，样品油箱不合格；

4)连续加压测试；压力每升高7-10KPa，重复步骤3)中的记录和判断步骤，直至压力达到试验最高正压，停止加压并分别记录当前压力对应的各个位移数据后排气泄压；

5)塑性变形量测量；样品油箱在步骤4)中的排气泄压后，分别记录各个位移数据，得到各位移传感器对应位置处的塑性变形量；

6)分析判断；当泄压后得到的塑性变形量不大于对应的最大塑性变形量时，样品油箱合格，否则不合格；

还包括将合格的样品油箱加工为产品油箱的步骤，先沿箱盖边缘切除连接耳板，然后将切除连接耳板的箱盖密封焊接在箱沿上，得到合格的产品油箱；

所述的C型夹通过连接绳捆绑连接成一体，相邻的C型夹之间的间距为100-150mm；

所述的位移传感器包括分别设置在样品油箱箱壁中部的5个位移传感器，长轴侧箱沿中部的2个位移传感器，以及箱盖中部的1个位移传感器；

所述的连通管道采用PVC钢丝纤维复合高压软管，其与通气管道的连接端位于承重防护墙与样品油箱相反的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种高强度封焊油箱正压试验的方法，其特征在于，所述PVC钢丝纤维复合高压软管的一端经三通设置泄压阀且与通气管道连接；另一端通过黄铜蝶阀与样品油箱连通。

3.根据权利要求1所述的一种高强度封焊油箱正压试验的方法，其特征在于，所述的最大弹性变形量包括3倍箱壁厚的箱壁最大弹性变形量，1.5倍箱盖厚的箱盖最大弹性变形量，2.5倍箱壁厚的箱沿最大弹性变形量。

4.根据权利要求1所述的一种高强度封焊油箱正压试验的方法，其特征在于，所述的最大塑性变形量包括1.5倍箱壁厚的箱壁最大塑性变形量，0.5倍箱盖厚的箱盖最大塑性变形量，1.2倍箱壁厚的箱沿最大塑性变形量。

5.一种基于以上权利要求1所述正压试验的方法的高强度封焊油箱正压试验系统，其特征在于，包括样品油箱，设置有承重防护墙的试验工位，用于将气压源的通气管道与样品油箱连通的管路系统，以及测控系统；所述的样品油箱放置于试验工位上，箱盖和箱沿上分别对应设置有若干沿边缘平行向外延伸的连接耳板，对应的连接耳板经螺栓固定连接；样品油箱的周边通过C型夹固定密封连接；所述的测控系统包括设置在样品油箱与管路系统连接侧的压力传感器，设置在样品油箱箱盖、箱壁和箱沿上的位移传感器，位移测量仪和数据集中显示器，以及网络摄像机和计算机；位移传感器的输出端分别通过位移测量仪连接在数据集中显示器的输入端，压力传感器的输出端连接在数据集中显示器的输入端；输出端连接在计算机上的网络摄像机正对数据集中显示器的显示面设置；

所述的管路系统包括连通样品油箱和气压源的PVC钢丝纤维复合高压软管；PVC钢丝纤维复合高压软管的一端经三通设置泄压阀；另一端通过黄铜蝶阀与样品油箱连通；PVC钢丝纤维复合高压软管经三通与通气管道的连接，该连接端设置在承重安全墙上，该连接端设置在与样品油箱相反的一侧。