CN104865132B - 内拉式超高压大直径钢管水压试验机及其液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高压钢管水压试验机，特别是指一种内拉式超高压大直径钢管水压试验机及其液压系统，水压试验机包括活塞缸缸体及位于其两端的前盖和后盖，还包括位于缸体内的活塞、活塞杆、用于固定活塞杆的后端锯齿形螺母和传力给被试钢管的前端锯齿形螺母、用于密封固定被试钢管的内密封模具和外密封模具；所述活塞将缸体的内腔分割为无杆腔和有杆腔。液压系统包括低压油动力系统、电液闭环控制系统、高压水泵蓄势器动力系统、低压供水系统、油压驱动装置。本发明使被试钢管内形成了环柱形封闭空间，不需要任何其他外力就可对被试钢管进行超高压水压试验。它适用于大直径钢管的超高压水压试验，能大幅度降低设备重量，成倍减少投资。

Description

内拉式超高压大直径钢管水压试验机及其液压系统

技术领域

本发明属于钢管水压试验技术领域，具体涉及一种超高压大直径钢管水压试验机，特别是指一种内拉式超高压大直径钢管水压试验机及其液压系统。

背景技术

近年来，为满足电力、石化、船舶、锅炉、军工等行业在结构、输送等用途上对大直径厚壁无缝钢管的需求，我国已涌现出多台大型制管生产设备。随着对钢管的耐压等级重视程度的提高，作为耐压检测设备的大型超高压无缝钢管水压试验机是必不可缺的。

钢管水压试验机就是先把被试钢管两端封堵后，向钢管内充满水或乳化液，再将管内水压升至设定压力。保压规定的一段时间，观察钢管是否有泄漏、爆裂现象等缺陷，进而判断该钢管是否达到试压要求。

目前，传统的水压试验机就是台大型卧式水压机，靠三根以上柱子将两端固定梁联结起来形成受力框架。其中一个固定梁内有水压缸，它的柱塞对钢管两端的密封模具施力，封堵钢管两端后进行水压试验。

这种传统的卧式水压试验机的受力原理是靠外部框架来承受钢管两端轴向液压力，可称为外压式。已广泛用于中、小直径钢管的水压试验，适用于批量大的生产线，技术较成熟。小直径钢管的水压试验机可用框架梁加丝杠螺母来承受钢管两端轴向液压力。

但是，传统外压式水压试验原理用于超高压大直径钢管水压试验就不太适宜。例如，无缝钢管最大外径可达1320mm，壁厚达200mm，试验压力达140MPa。，对这么大直径钢管进行超高压水压试验，需在钢管两端施加相向封堵轴向力过万吨，也就是要用100MN以上传统的卧式水压试验机进行超高压水压试验。封堵钢管两端轴向液压力的外压力太大，需近万吨甚至超万吨的卧式水压机，少则也需几千吨。整体设备重量大，造价高，被试钢管批量小，利用率低，投资回报率低。但有时这个水压试验是必需的，为了解决这个矛盾，本发明专利提出内拉式超高压大直径钢管水压试验机。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提出一种内拉式水压试验原理的超高压大直径钢管水压试验机及其液压系统，区别于传统的靠外部框架形成外力施压于钢管两端实现封堵密封而进行水压试验的外压式，内拉式水压试验机是依靠套在被试钢管内的活塞杆向后的拉力实现封堵密封钢管两端进行水压试验。该方式将大幅度降低设备重量，成倍减少投资。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内拉式超高压大直径钢管水压试验机，包括活塞缸缸体及位于其两端的前盖和后盖，还包括位于缸体内的活塞、活塞杆、用于固定活塞与活塞杆的后端锯齿形螺母、用于传力给被试钢管的前端锯齿形螺母、用于密封固定被试钢管的内密封模具和外密封模具；所述活塞将缸体分割为无杆腔和有杆腔，所述活塞杆贯穿被试钢管，所述被试钢管通过内密封模具被压在所述缸体的前盖上，所述前端锯齿形螺母、后端锯齿形螺母位于活塞杆的两端。

其中，所述有杆腔向后作用在活塞上的液压力通过活塞杆的后端锯齿形螺母和前端锯齿形螺母将装在活塞杆外的被试钢管以及套入被试钢管两端的内密封模具和外密封模具三者拉压在缸体的前盖上，该作用力与有杆腔内向前作用在前盖上的液压力相向平衡，使被试钢管内形成了环柱形封闭空间。

其中，所述被试钢管内环柱形封闭空间有两个对外孔道，一个是开在内密封模具下方的进水管道，另一个是开在外密封模具最上方的排气管道。

其中，所述被试钢管最高可承受的试验压力为140MPa。

缸体有杆腔内高压液体对活塞向后作用的拉力，通过活塞杆两端的锯齿形螺母，将装在活塞杆外的被试钢管及套入其两端的密封模具三者紧紧地拉压在缸体的前盖上。由于被试钢管两端密封模具的密封作用，使被试钢管内形成了环柱形封闭空间。然后就可以对钢管进行水压试验。就是因为靠套在被试钢管内的活塞杆向后的拉力实现封堵密封钢管两端进行水压试验，所以称为“内拉式”。以区别传统的靠外部框架形成外力施压于钢管两端实现封堵密封而进行水压试验的“外压式”。

一种用于上述钢管水压试验机的液压系统，包括与试验机连接的为活塞前后移动提供动力的低压油动力系统、用于控制活塞杆运动的电液闭环控制系统、用于为被试钢管内环柱形封闭空间形成超高压提供动力的高压水泵蓄势器动力系统、低压供水系统、油压驱动装置等。

其中，所述低压油动力系统由两台螺杆泵、低压油罐及油位显示控制器、多种低压阀及油箱等组成。

其中，所述电液闭环控制系统由带按钮的电手柄、PLC、比例阀、旋转编码器及四阀分配器等组成。

其中，所述高压水泵蓄势器动力系统由高压柱塞水泵、高压水罐及水位显示控制器、充氮车、最低液面阀和高压闸阀等组成。

其中，所述低压供水系统由离心泵、低压水罐及水位显示控制器、几种低压阀及水箱等组成。

其中，所述油压驱动装置由叶片泵、皮嚢式蓄能器、比例阀、开关阀、压力阀和油箱等组成。

被试钢管内环柱形封闭空间只有两个对外孔道：一个是开在内密封模具下方的进水管道，用于充低压水、高压水和增压至超高压，最后卸压；另一个是开在外密封模具最上方的排气管道，设有超高压排气阀、充水监测器。先向此空间充1.0MPa的低压水或乳化液，在不断充水的同时，逐步将封闭空间内存留的空气经设有超高压排气阀的排气管道排挤出封闭空间。当将空气排完接着排出低压水时，充水监测器发出信号，关闭超高压排气阀和超高压充水阀。此时封闭空间充满了1.0MPa的低压水。接着，将被试钢管内压力充至30MPa。再利用增压器将压力增至要求的试验压力(最高可达140MPa超高压)。保压并观察到规定的时间得出结论后，用超高压卸压阀把钢管内超高压水卸到常压。最后，卸掉缸体有杆腔压力后，无杆腔进液(1.5MPa)推动活塞带着活塞杆和被试钢管稍稍前行，至被试钢管与内密封模具脱离，放空钢管内的全部水或乳化液，落入地下集水池回收再利用。

有益效果：

本发明可以对大直径厚壁无缝钢管进行水压实验，具备以下优势：

1、内拉式钢管水压试验机在内部形成内力封闭环链，不需要任何外力就可对钢管进行超高压水压试验；

2、活塞杆在被试钢管内部，减少受力面积，减少端面液压作用力和相应的设备体积、重量；

3、设置高压(30MPa)水泵蓄势器动力系统，配置少，动力大；

4、用差动活塞缸体做为超高压水压增压器，将高压水由30MPa增至140MPa以上超高压，增压速度快；

5、用差动活塞缸体做为高压油压增压器，并用30MPa高压水做动力，将1.5MPa低压油增压至35MPa，增压速度快；

6、由螺杆泵和低压油罐组成的1.5MPa低压油动力系统，压力平稳，流量可满足移动活塞速度10mm/s；

7、缸体的活塞杆前、后移动由电液闭环控制系统操纵四阀分配器完成，直接操作电手柄控制油缸活塞杆平稳精准运动；

8、由离心泵和低压水罐组成的1.0MPa低压供水系统，向被试钢管充水速度快，时间短。

9、弥补了此前日渐成熟地外压式原理的传统水压试验方式的不足，将填补大直径钢管的超高压水压试验设备的顶端承压能力范围的空白。并且可以大幅度降低设备重量，成倍减少投资。

10、改变了提高钢管水压试验的试压能力的努力方向，以适应随着大直径钢管的广泛应用及制造能力的不断提升，水压试验设备的整体试压能力也需要不断加大才能满足其使用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附是本发明为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案。下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的液压系统方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的一种内拉式超高压大直径钢管水压试验机及其液压系统，包括活塞缸缸体2及位于其两端的前盖和后盖，还包括位于缸体2内的活塞4、活塞杆5、用于固定活塞4与活塞杆5的后端锯齿形螺母3和传力给被试钢管1的前端锯齿形螺母8、用于密封固定被试钢管1的内密封模具6和外密封模具7；所述活塞4将缸体2分割为无杆腔9和有杆腔10，所述活塞杆5贯穿被试钢管1，所述被试钢管1通过内密封模具6被压在所述缸体2的前盖上，所述前端锯齿形螺母8、后端锯齿形螺母3位于活塞杆5的两端。

由缸体2有杆腔10内高压液体对活塞4向后作用的拉力，通过活塞杆5两端的锯齿形螺母3、8，将装在活塞杆5外的被试钢管1及套入其两端的密封模具6、7三者紧紧地拉压在缸体2的前盖上。由于被试钢管1两端密封模具的密封作用，使被试钢管1内形成了环柱形封闭空间。然后就可以对钢管进行水压试验。就是因为靠套在被试钢管1内的活塞杆5向后的拉力实现封堵密封钢管两端进行水压试验，所以称为“内拉式”。

使用时，先向有杆腔10充1.5MPa的低压油，然后向被试钢管1不断充水(1.0MPa)的同时，逐步将封闭空间内存留的空气经设有超高压排气阀⑨的排气管道排挤出封闭空间。当将空气排完接着排出低压水时，充水监测器发出信号关闭超高压排气阀⑨和超高压充水阀②。此时封闭空间充满了1.0MPa的低压水。接着向缸体2有杆腔10和被试钢管1的封闭空间先、后阶梯增压，具体过程为：先用高压油压增压器将有杆腔10增压至10MPa，然后由高压水泵蓄势器动力系统13将被试钢管1内压力充至30MPa；接着阶梯增压，最终用高压油压增压器将有杆腔10增压至30MPa，再利用超高压水压增压器将被试钢管1封闭空间压力增至要求的试验压力(最高140MPa)。保压并观察到规定的时间得出结论后，用超高压卸压阀⑧把被试钢管1内超高压水卸到常压。最后卸掉缸体2有杆腔10压力至1.5MPa后，无杆腔9进液压油(1.5MPa)推动活塞4带着活塞杆5和被试钢管1稍稍前行，至被试钢管1与内密封模具6脱离，放空钢管内的全部水或乳化液，落入地下水池回收再利用。

其中，所述有杆腔10向后作用在活塞4上的液压力通过活塞杆5的后端锯齿形螺母3和前端锯齿形螺母8将装在活塞杆5外的被试钢管1以及套入被试钢管1两端的内密封模具6和外密封模具7三者拉压在缸体2的前盖上，该作用力与有杆腔10内向前作用在前盖上的液压力相向平衡，使被试钢管1内形成了环柱形封闭空间。

其中，所述被试钢管1内环柱形封闭空间有两个对外孔道，一个是开在内密封模具6下方的进水管道，另一个是开在外密封模具7最上方的排气管道。所述被试钢管1最高可承受的试验压力为140MPa。

一种用于上述钢管水压试验机的液压系统，包括与试验机连接的为活塞4前后移动和有杆腔10升压提供动力的低压油动力系统11、用于控制活塞杆5运动的电液闭环控制系统、用于为被试钢管1内环柱形封闭空间形成超高压提供动力的高压水泵蓄势器动力系统13、用于向环柱形封闭空间充水并排气的低压供水系统12、油压驱动装置14等。

内拉式大直径超高压钢管水压试验机的主机设计计算的基本公式，即被试钢管1被活塞杆5夹紧时作用力关系如下：

P₁×(D₁ ²-d₁ ²)＞P₂×(D₂ ²-d₂ ²)，其中：

P1—缸体2有杆腔10的液体压强；

D1—缸体2的缸径；

d1—缸体2前盖内的活塞杆5直径；

P2—被试钢管1试验压力；

D2—被试钢管1两端密封模具内的最大密封直径；

d2—被试钢管1的外密封模具7与活塞杆5配合直径。

利用此公式可根据被试钢管1的管径和试验压力，计算设计缸体2及其活塞杆5的主要参数。

内拉式封堵法就是采用一个大型差动活塞油缸，其高压有杆腔10向后作用在活塞4上的液压力通过活塞杆5(及其后端的锯齿形螺母)拉住前端的锯齿形螺母，同时把套在活塞杆5外的被试钢管1和两端密封模具一起压在缸体2前盖上(此时在钢管内腔可形成高压)。此作用力与有杆腔10内向前作用在前盖上的液压力相向抗衡。这样，在缸体2有杆腔10和被密封了的被试钢管1内腔都充满高压液体后，形成了内力封闭环链，也就是不需要任何其他外力就可对被试钢管1进行超高压水压试验。此技术创新点就是对钢管水压试验机进行了原理性革命。它将与传统技术中日渐成熟的外压式原理的水压试验方式并驾齐驱，将填补大直径钢管的超高压水压试验设备的顶端承压能力范围的空白。

随着大直径钢管的广泛应用及制造能力的不断提升，水压试验设备的整体试压能力也需要不断加大才能满足其使用要求。为此，本发明改变了提高钢管水压试验的试压能力的努力方向，克服了本领域技术人员的技术局限。

钢管水压试验的压力升降过程(见图1)：

(A)、液压系统试前启动：

启动螺杆油泵，低压油罐(20m³，1.5MPa)达最高油位，四阀分配器处于缸体2有杆腔10接通位置；启动离心水泵，低压水罐(20m³，1.0MPa)达最高水位；启动三台高压柱塞泵，高压水罐(3m³，30MPa)达最高水位。

(B)、试前安装：

内密封模具6套入活塞杆5(内径Φ520配合，盘内端靠缸体2的前盖，盘外端装有对被试钢管1的端面密封圈，盘外圆面下部径向装进水管道)，运管车运被试钢管1入试压位，外密封模具7装入活塞杆5(内径Φ510配合并装有径向大间隙密封，外圆正上部装超高压排气阀⑨连接充水监测器，内端面装有对被试钢管1的端面密封圈，外端面将压前端锯齿形螺母8)，前端锯齿形螺母8的两个半螺母扣合。接通低压油动力系统11(压力1.5MPa)；缸体2有杆腔10后拉(压力1.5MPa，拉力3.5MN)通过活塞杆5和两个锯齿形螺母拉压外密封模具7和被试钢管1到内密封模具6直至缸体2前盖，此时两个端面密封圈被压，关闭液压闸阀①，关闭超高压平衡阀○,₁₂，打开超高压预充水阀⑩，接通高压水泵蓄势器动力系统13(压力30MPa)，停两分钟后，关闭超高压预充水阀⑩，径向大间隙密封内充高压水(压力30MPa)抱住活塞杆5，安装完毕。

(C)、自动程序控制升压和卸压过程：

被试钢管1内环柱形封闭空间只有两个对外孔道：一个是开在内密封模具6下方的进水管道，用于充低压水、高压水和增压至超高压，最后卸压；另一个是开在外密封模具7最上方的排气管道，设有超高压排气阀⑨、充水监测器。

打开超高压排气阀⑨及超高压充水阀②，此时高压液闸⑦和超高压卸压阀⑧关闭，接通低压供水系统12(低压水罐和离心水泵1.0MPa)至被试钢管1试压腔(环柱形封闭空间)，先向此空间充1.0MPa的低压水或乳化液，在不断充水的同时，逐步将封闭空间内存留的空气经设有超高压排气阀⑨的排气管道排挤出封闭空间。当将空气排完接着排出低压水时，充水监测器发出信号，关闭超高压排气阀⑨和超高压充水阀②。此时封闭空间充满了1.0MPa的低压水。

关闭超高压充水阀②后，打开液闸⑤和液闸○,₁₁，高压油压增压器上腔充满低压油，充油行程至终点后直线位移传感器发讯，关闭液闸⑤，打开液闸③，高压油压增压器将缸体2有杆腔10增压至10MPa(可先计算得，此为水压30MPa对应值)后，压力变送器发讯，关闭液闸③和液闸○,₁₁；打开液闸⑦，接通高压水泵蓄势器动力系统13(压力30MPa)，将高压水(30MPa)充至被试钢管1试压腔，打开超高压平衡阀○,₁₂。

再打开液闸③，高压油压增压器将缸体2有杆腔10增压至35MPa(此值可先计算得)后，压力变送器发讯，关闭液闸③，打开高压液闸⑥，超高压水压增压器上腔充满高压水(30MPa)，充水行程至终点后直线位移传感器发讯，关闭高压液闸⑥，打开高压液闸④，超高压水压增压器将超高压水增压至被试钢管1试压腔，增压行程至终点后直线位移传感器发讯，关闭高压闸阀④而打开液闸⑥，增压器有杆腔(上腔)通过高压液闸⑦进高压水(30MPa)而无杆腔(下腔)排水至水箱，行程终点直线位移传感器又发讯，关闭液闸⑥而打开液闸④，又是增压行程，反复多次增压，增压至要求的压力(最高达140MPa)，压力变送器发讯，液闸④关闭，完成增压过程。

接着开始保压，随时察看是否有泄漏、爆裂现象等缺陷，保压到规定时间后，试压完成。

然后开始分级缷压，先打开超高压卸压阀⑧，被试钢管1试压腔和径向大间隙密封卸压至30Mpa，压力变送器发讯，然后打开液闸①将缸体2有杆腔10卸压至10MPa，压力变送器发讯；再打开超高压卸压阀⑧，将被试钢管1试压腔和径向大间隙密封降为常压，压力变送器发讯，接着打开液闸①将缸体2有杆腔10卸至1.5MPa。缸体2无杆腔9进油(电手柄控制)，慢推活塞杆5向前，分开前端锯齿形螺母8的两个半螺母，运管车稍外移被试钢管1，被试钢管1离开内密封模具6一定距离，水或乳化液自由流出试压腔，落入集水池。

内拉式大直径钢管超高压水压试验机的创新点在于：

(1)、内拉式钢管水压试验机在内部形成内力封闭环链，不需要任何外力就可对大直径厚壁钢管进行超高压水压试验；

(2)、活塞杆5在被试钢管1内部，减少受力面积，减少端面液压作用力和相应的设备体积、重量；

(3)、设置高压(30MPa)水泵蓄势器动力系统，配置少，动力大；

(4)、用差动活塞缸做为超高压水压增压器，将高压水由30MPa增至140MPa以上超高压，增压速度快；

(5)、用差动活塞缸做为高压油压增压器，并用30MPa高压水做动力，将1.5MPa低压油增压至35MPa，增压速度快；

(6)、由螺杆泵和低压油罐组成的低压油动力系统11，压力平稳，流量可满足移动活塞4速度10mm/s；

(7)、缸体2的活塞杆5前、后移动由电液闭环控制系统操纵四阀分配器完成，直接操作电手柄控制油缸活塞杆5平稳、精准运动；

(8)、由离心泵和低压水罐组成的1.0MPa低压供水系统12，向被试钢管1充水速度快，时间短。

内拉式大直径钢管超高压水压试验机的优势还在于：

(1)、体积小，与相应的传统外压式钢管水压试验机相比，大幅度降低设备重量；

(2)、成倍减小投资；

(3)、运行成本低；

(4)、装机容量小，节约电能，环保效果明显；

(5)、设备维修量减小；

(6)、彻底解决了大直径厚壁钢管的水压试验问题，每条生产线的小批量多品种大直径厚壁钢管都可以得到在线水压试验，保证钢管质量，可提高钢管价值，增强用户对钢管产品的信任度，扩大销售市场。

(7)、改变了增大钢管水压试验能力的思考方向，除了大直径厚壁钢管的水压试验放弃增大传统外压式水压试验机的承压能力而必须采用内拉式外，偏小些的中等直径钢管的水压试压，在多品种规格小批量的情况下也应考虑采用内拉式，在某些产品范围内应出现两种水压试验方式并驾齐驱的形势。

具体的，本发明包括：

(1)、低压油动力系统：系统压力1.5MPa。由两台螺杆泵、低压油罐及油位显示控制器、几种低压阀及油箱等组成。功用有四，一是主机差动缸体2活塞杆5的前、后移动时供液压油，二是运管车内外移动的动力，即向两个运管车油缸供液压油；三是主机有杆腔10增压时，向高压油压增压器充低压油，四是做为半螺母夹紧松开的螺纹夹紧油缸的动力；

(2)、电液闭环控制系统：由带按钮的电手柄、PLC、比例阀、旋转编码器及四阀分配器等组成、精确控制主机活塞杆5和运管车的运动；

(3)、高压油压增压器及其控制阀：用30MPa高压水做动力，将1.5MPa低压油增压至35MPa。为主机的有杆腔10阶梯增压；

(4)、高压水泵蓄势器动力系统：系统压力30MPa。由高压柱塞水泵、高压水罐及水位显示控制器、充氮车、最低液面阀和高压闸阀等组成。功用有六，一是高压油压增压器的动力，二是超高压水压增压器的动力，三是完成向被试钢管1充30MPa高压水，四是向大间隙径向密封圈预充30MPa高压水，五是各托举缸的动力，六是两条进、出步进运管装置的动力；

(5)、超高压水压增压器及控制阀：用30MPa高压水做动力，将30MPa高压水增压至140MPa。为被试钢管1阶梯增压；

(6)、低压供水系统：系统压力1MPa。由离心泵、低压水罐及水位显示控制器、几种低压阀及水箱等组成。功用是向被试钢管1充低压水并排气。

(7)、油压驱动装置14：系统压力15MPa。由叶片泵、皮嚢式蓄能器、比例阀、开关阀、压力阀和油箱等常规组成。功能是做为油缸接力器、各液压顶杆及对中夹紧油缸的动力；

(8)、超高压排气阀○,₉、充水监测器、超高压充水阀○,₂、超高压预充水阀○,₁₀、超高压平衡阀○,₁₂和超高压卸压阀○,₈及用于隔离的高压液压闸阀共十个；

(9)、冲洗试前钢管用离心泵；

(10)、吹干试后钢管用低压气罐；

(11)、压力变送器、直线位移传器等压力、位移检测仪表等；

(12)、电气控制系统；

(13)、干油润滑系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内拉式超高压大直径钢管水压试验机，包括活塞缸缸体(2)及位于其两端的前盖和后盖，其特征在于：还包括位于缸体(2)内的活塞(4)、活塞杆(5)、用于固定活塞杆(5)的后端锯齿形螺母(3)和传力给被试钢管(1)的前端锯齿形螺母(8)、用于密封固定被试钢管(1)的内密封模具(6)和外密封模具(7)；所述活塞(4)将缸体(2)的内腔分割为无杆腔(9)和有杆腔(10)，所述活塞杆(5)贯穿被试钢管(1)，所述被试钢管(1)通过内密封模具(6)被压在所述缸体(2)的前盖上，所述前端锯齿形螺母(8)、后端锯齿形螺母(3)位于活塞杆(5)的两端。

2.根据权利要求1所述的内拉式超高压大直径钢管水压试验机，其特征在于：所述有杆腔(10)向后作用在活塞(4)上的液压力通过活塞杆(5)的后端锯齿形螺母(3)和前端锯齿形螺母(8)将装在活塞杆(5)外的被试钢管(1)以及套入被试钢管(1)两端的内密封模具(6)和外密封模具(7)三者拉压在缸体(2)的前盖上，该作用力与有杆腔(10)内向前作用在前盖上的液压力相向平衡，使被试钢管(1)内形成了环柱形封闭空间。

3.根据权利要求1所述的内拉式超高压大直径钢管水压试验机，其特征在于：所述被试钢管(1)内环柱形封闭空间有两个对外孔道，一个是开在内密封模具(6)下方的进水管道，另一个是开在外密封模具(7)最上方的排气管道。

4.根据权利要求1所述的内拉式超高压大直径钢管水压试验机，其特征在于：所述被试钢管(1)最高可承受的试验压力为140MPa。

5.一种用于权利要求1-4任一项钢管水压试验机的液压系统，其特征在于：包括与试验机连接的为活塞(4)前后移动和有杆腔(10)升压提供动力的低压油动力系统(11)、用于控制活塞杆(5)运动的电液闭环控制系统、用于为被试钢管(1)内环柱形封闭空间形成超高压提供动力的高压水泵蓄势器动力系统(13)、用于向环柱形封闭空间充水并排气的低压供水系统(12)、油压驱动装置(14)。

6.根据权利要求5所述的钢管水压试验机的液压系统，其特征在于：所述低压油动力系统(11)由两台螺杆泵、低压油罐及油位显示控制器、多种低压阀及油箱组成。

7.根据权利要求5所述的钢管水压试验机的液压系统，其特征在于：所述电液闭环控制系统由带按钮的电手柄、PLC、比例阀、旋转编码器及四阀分配器组成。

8.根据权利要求5所述的钢管水压试验机的液压系统，其特征在于：所述高压水泵蓄势器动力系统(13)由高压柱塞水泵、高压水罐及水位显示控制器、充氮车、最低液面阀和高压闸阀组成。

9.根据权利要求5所述的钢管水压试验机的液压系统，其特征在于：所述低压供水系统(12)由离心泵、低压水罐及水位显示控制器、几种低压阀及水箱组成。

10.根据权利要求5所述的钢管水压试验机的液压系统，其特征在于：所述油压驱动装置(14)由叶片泵、皮嚢式蓄能器、比例阀、开关阀、压力阀和油箱组成。