CN103994935B - 一种用于检测圆柱形压力气瓶或管道防爆性能的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法。其包括建立由作为试件的压力气瓶或压力管道、堵头、进出液口、防爆装置和压力交变试验台组成的测试系统；利用压力交变试验台向试件内充入具有设定交变频率和压力比r的高压液体；持续充液，以使裂纹逐步扩展，直至在以变形量传感器作为防爆装置时防爆装置发出报警信号或在以防爆护套作为防爆装置时压力气瓶或压力管道出现破裂等步骤。本发明优点是：试验中裂纹的发展过程和最终裂纹的宽度更符合实际裂纹的特征，实验中压力气瓶或压力管道破裂时产生的变形和变形传递也更接近实际破裂过程，因此试验的结果也更能检验防爆装置的实际防爆效果。
Description
技术领域
本发明属于压力气瓶或压力管道检测技术领域，特别是涉及一种用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法。
背景技术
中国发明专利申请第200910245130.0中公开了一种用于检测消防钢瓶防爆报警功能的方法，根据这种公开的方法，相关技术人员可以设计出在圆柱形压力气瓶或压力管道的外壁面上布设诸如线型或点型变形量传感器或防爆护套作为防爆装置而对其进行防爆性能检测的方法。如图1所示，该方法所采用的测试系统是在作为试件的压力气瓶上的圆柱形管段或压力管道1内壁或外壁面上人工刻出轴向贯通或不贯通且具有一定深度及宽度的裂纹4，两端分别用堵头2、3进行密封，并在堵头2上设置进出液口6，将防爆装置5安装在压力气瓶上圆柱形管段或压力管道1的外壁面上，同时将液压试验机a通过管路与进出液口6相连。试验时，利用液压试验机a通过进出液口6向试件内部充入高压液体，以使试件内的压力逐渐升高，然后观察防爆装置5的报警情况（当防爆装置5为安装在压力气瓶上圆柱形管段或压力管道1外壁面上的线型或点型变形量传感器时）或压力气瓶或压力管道的破裂情况（当防爆装置5为安装在压力气瓶上圆柱形管段或压力管道1外壁面上的防爆护套时），由此来判定防爆装置的防爆性能。
但是，这种测试方法存在如下缺陷：1）裂纹4是采用人工方式形成的，而不是自然产生的，因此裂纹4的实际尺寸与自然裂纹间存在差别，特别是人工裂纹的宽度与自然裂纹的宽度差别很大；2）试件内的压力是逐渐升高的，而实际情况是该压力不是单纯升高的，而是忽高忽低，即在一定的压力范围内上下震荡，也就是说试验中压力气瓶或压力管道1的受力情况与实际工作中的受力情况有差别；3）试验中裂纹4基本上是不变化或变化很小的，而在实际工作中，裂纹则是由短到长、由浅到深逐步发展而产生的，直至压力气瓶或压力管道1出现破裂。总之，试验条件与实际工作条件的差别会导致试件的试验变形量与实际变形量存在下列差别：裂纹尺寸特别是宽度尺寸的不同会导致试件外壁的变形量与实际变形量有差别；试件内部施压方式的不同（特别是交变压力会影响变形量传感器或防爆护套在试件外壁面上的固定效果，从而导致试件的变形量在向变形量传感器或防爆护套的传递过程中产生一定的损耗，从而影响防爆性能）会导致试验中试件的防爆性能与实际防爆性能有差别。此外，裂纹是逐步扩展的，这一实际情况也没有在试验中有所体现。
综上，试验中的变形量与实际变形量的差别、试验中变形量由试件到防爆装置的传递损耗与实际变形量的传递损耗的差别，以及裂纹扩展方式的不同，都会导致采用上述测量方法所得到的压力气瓶或压力管道1的防爆装置5的防爆性能与实际情况有差别。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可使检测结果更贴近实际情况的用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法。
为了达到上述目的，本发明提供的用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法包括按顺序进行的下列步骤：
1）建立测试系统，该系统是在作为试件的压力气瓶上的圆柱形管段或压力管道内壁或外壁面上人工刻出轴向贯通或不贯通且具有预定深度及宽度的初始裂纹，两端分别用堵头进行密封，并在堵头上设置进出液口，将防爆装置安装在压力气瓶上圆柱形管段或压力管道的外壁面上，同时将压力交变试验台通过管路与进出液口相连；
2）利用压力交变试验台通过进出液口向试件内充入具有设定交变频率和压力比r的高压液体，以对试件产生交变压力；
3）持续充液，以使初始裂纹逐步扩展，此时初始裂纹的根部逐渐接近实际裂纹，直至在以变形量传感器作为防爆装置时防爆装置发出报警信号或在以防爆护套作为防爆装置时压力气瓶或压力管道出现破裂为止，以观察防爆装置的防爆效果。
所述的测试系统中还设有计数器，计数器串联或并联安装在压力交变试验台与进出液口之间的连接管路上。
所述的初始裂纹的深度为压力气瓶或压力管道设计厚度的一半，宽度为0.1～0.5mm。
所述的压力交变试验台所提供的高压液体的交变频率为0.5～5次/min.，压力比r在0.1～0.8之间选取。
所述的变形量传感器为线型变形量传感器或多个点型变形量传感器的组合；防爆护套为金属或非金属套，其与压力气瓶上圆柱形管段或压力管道的外壁面之间留有间隙或无间隙。
本发明提供的用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法的优点是：试验中裂纹的发展过程和最终裂纹的宽度更符合实际裂纹的特征，实验中压力气瓶或压力管道破裂时产生的变形和变形传递也更接近实际破裂过程，因此试验的结果也更能检验防爆装置的实际防爆效果。
附图说明
图1为一种已有技术的用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法所采用的测试系统结构示意图。
图2为本发明提供的用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法所采用的测试系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法进行详细说明。与已有技术相同的部件采用相同的附图标号。
本发明提供的用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法包括按顺序进行的下列步骤：
1）建立如图2所示的测试系统，该系统是在作为试件的压力气瓶上的圆柱形管段或压力管道1内壁或外壁面上人工刻出轴向贯通或不贯通且具有预定深度及宽度的初始裂纹4，两端分别用堵头2、3进行密封，并在任一堵头上设置进出液口6，将防爆装置5安装在压力气瓶上圆柱形管段或压力管道1的外壁面上，同时将压力交变试验台b通过管路与进出液口6相连；
2）利用压力交变试验台b通过进出液口6向试件内充入具有设定交变频率和压力比r的高压液体，以对试件产生交变压力；
3）持续充液，以使初始裂纹4逐步扩展，此时初始裂纹4的根部逐渐接近实际裂纹，直至在以变形量传感器作为防爆装置5时防爆装置5发出报警信号或在以防爆护套作为防爆装置5时压力气瓶或压力管道1出现破裂为止，以观察防爆装置5的防爆效果。
所述的测试系统中还设有计数器7，计数器7串联或并联安装在压力交变试验台b与进出液口6之间的连接管路上，可利用其来记录高压液体的循环次数，也可以通过记录打压时间和交变频率的方法间接计算出循环次数。
所述的初始裂纹4的深度一般选择在压力气瓶或压力管道1设计厚度的一半左右，如果初始裂纹4太深，交变次数很少时防爆装置5就会出现报警或试件破裂，同时试验中从初始裂纹4处扩展而形成的自然裂纹的深度也太小，因此试无法准确考核压力气瓶或压力管道1的防爆性能，特别是在交变载荷条件下工作的可靠性。而若初始裂纹4太浅，则试验工作量过大。初始裂纹4的宽度为0.1～0.5mm。
压力交变试验台b所提供的高压液体的交变频率为0.5～5次/min.，压力比r（每次交变过程中的最小压力与最大压力之比）在0.1～0.8之间选取，选取的原则是应保证裂纹4扩展速度适当。
进出液口6可以是一个通道，也可以是进液口与出液口两个通道的组合。
另外，试验中试件内的最大压力值应设置在压力气瓶或压力管道1的公称压力值附近，这样试验条件就更接近实际情况。
此外，压力比r可以是恒定的，也可以按设定的规律不断变化。同样，试件充压的最大压力或最小压力可以是恒定不变的，也可以按设定的程序随交变次数的增加逐步增加或逐步减少，前提是应保证防爆装置5动作时交变循环的次数要适当。
另外，所述的变形量传感器可以是线型变形量传感器，也可以是多个点型变形量传感器（例如应变片）的组合；防爆护套为可以承力的金属或非金属套，其与压力气瓶上圆柱形管段或压力管道1的外壁面之间留有间隙或无间隙。
此外，当采用变形量传感器作为防爆装置5时，报警时间应设定在试件破裂之前。当采用防爆护套作为防爆装置5时，防爆装置5的作用是尽可能减小压力气瓶或压力管道破裂时的威力。一般用压力释放速度来衡量爆破威力，压力释放越快，爆破威力越大，以此来判定护套型防爆装置的防爆性能。
Claims (5)
1.一种用于检测圆柱形压力气瓶或压力管道防爆性能的方法，其特征在于：其包括按顺序进行的下列步骤：
1）建立测试系统，该系统是在作为试件的压力气瓶上的圆柱形管段或压力管道（1）内壁或外壁面上人工刻出轴向贯通或不贯通且具有预定深度及宽度的初始裂纹（4），两端分别用堵头（2、3）进行密封，并在任一堵头上设置进出液口（6），将防爆装置（5）安装在压力气瓶上圆柱形管段或压力管道（1）的外壁面上，同时将压力交变试验台b通过管路与进出液口（6）相连；
2）利用压力交变试验台b通过进出液口（6）向试件内充入具有设定交变频率和压力比r的高压液体，以对试件产生交变压力；
3）持续充液，以使初始裂纹（4）逐步扩展，此时初始裂纹（4）的根部逐渐接近实际裂纹，直至在以变形量传感器作为防爆装置（5）时防爆装置（5）发出报警信号或在以防爆护套作为防爆装置（5）时压力气瓶或压力管道（1）出现破裂为止，以观察防爆装置（5）的防爆效果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的测试系统中还设有计数器（7），计数器（7）串联或并联安装在压力交变试验台b与进出液口（6）之间的连接管路上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的初始裂纹4的深度为压力气瓶或压力管道（1）设计厚度的一半，宽度为0.1～0.5mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的压力交变试验台b所提供的高压液体的交变频率为0.5～5次/min.，压力比r在0.1～0.8之间选取。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的变形量传感器为线型变形量传感器或多个点型变形量传感器的组合；防爆护套为金属或非金属套，其与压力气瓶上圆柱形管段或压力管道（1）的外壁面之间留有间隙或无间隙。
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