CN108593451B - 一种水压机新型试压方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水压机新型试压方法，使用的水压机中增压器的一端设置有行程传感器，所述行程传感器的感应杆与缸体内活塞连接；该方法包括如下步骤：S1：预紧；S2：充水；S3：保压；S4：泄压：到达保压时间后记录无损钢管内腔的压力以及行程传感器的移动距离L，之后泄压；S5：通过下式(2)计算理论值：

S6：使用试压钢管重复步骤S1‑S4，并将行程传感器的移动距离L′与步骤S5测得的理论值进行对比。本发明所述试压方法能够检测到的钢管内部的细小砂孔，及时将有质量问题的钢管剔除，提高了钢管的成品质量。

Description

一种水压机新型试压方法

技术领域

本发明属于钢管生产技术领域，尤其是涉及一种水压机新型试压方法。

背景技术

钢管水压试验机是一种检验设备，通过静水压试验的方法检验无缝钢管缺陷，广泛用于各种承压无缝钢管的检验。钢管在进行静水压试验时，受内压力作用，如果钢管性能不符合要求或自身存在缺陷，则会在内压力的作用下发生弯曲、出现裂纹、开裂泄压等，将缺陷充分暴露。因此，静水压试验可对钢管强度、表面(内部)缺陷有较好的检验作用。

水压机密封方式分为径向密封和端面密封，一般径向密封是水压测试领域应用较广且技术相对成熟的密封方式，目前采用径向密封的水压机只能检测处存在问题较大的钢管，而对于钢管中存在细小的砂孔等问题较小的钢管现有技术中的水压机无法检测，因此，设计一种能够准确检测出试压钢管是否有细小沙孔的质量问题的试压方法是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种水压机新型试压方法，以解决现有的试压方法无法检测出钢管中出现细小砂孔从而造成钢管质量不达标的技术问题。

本发明的方面是针对径向密封式水压机试压方法。径向密封示意图如图 1所示。

径向密封的水压机工艺过程：当试压钢管到达试压中心后，充水端、排气端从两端分别套入管头，钢管进入密封模具。预密封增压器动作，乳化液通过充水端和排气端的梭阀进入密封模具的外圈，使密封产生径向压缩力，到达设定压力后，充水阀、排气阀打开，乳化液进入钢管内腔并把气体从排气阀出口排出，当钢管内腔空气排净后，排气阀、充水阀分别关闭，增压缸前进向钢管内增压，升至设定压力时，增压缸液压油路切断，进行保压、计时；到达保压时间泄压，增压缸、预密封增压器后退，密封环腔内的压力下降，密封在弹性力的作用下胀开，充水端和排气端退回，试压结束。

水压机保压是应用油水平衡原理，见图3所示，，Pw为进入被试钢管的试验水压，该压力作用到移动端，对移动端产生轴向推力FW，Pz 为平衡缸的平衡压力，平衡缸输出力为Fz，Pm为移动缸工作压力，移动缸对移动端的力为Fm。理想情况下，以上三个力始终保持以下关系，见式(1)：

ΔF＝Fz+Fw+Fm＝0 (1)

静水压试验中Pm为一固定值，这样，移动端与被试钢管没有任何相对移动，密封圈处的摩擦力为0，密封圈工作于理想状态。但实际情况中，Pz 是随Pw的变化动态调整的，尤其是当水压上升和下降速度很快时，式(1) 不可能成立，导致密封圈处产生摩擦力，移动端与钢管产生相对移动，必然破坏密封圈并无法密封，造成钢管内压力泄露。所以，钢管在试压过程中，尤其是在保压过程中，增压缸要始终保持前进状态，弥补密封圈泄露的压力损失，达到保压效果，就不能做到静态保压。当钢管有很小砂孔时，钢管内部水压会从砂孔泄露，如果一直达不到试压压力，则可判断钢管或是设备有问题；但如果砂孔很小，可以完成保压，此时，钢管的质量问题就会被掩盖。

为解决上述问题本发明提出一种水压机新型试压方法，该方法中使用的水压机中增压器的一端设置有行程传感器，所述行程传感器的感应杆与缸体内活塞连接；

该方法包括如下步骤：

S1：预紧

测量无损钢管的外径D，壁厚H以及长度l后将无损钢管装入水压机的试压中心，将充水端、排气端从两端分别套入管头，无损钢管进入密封模具，预密封增压器动作，乳化液通过充水端和排气端的梭阀进入密封模具的外圈，使密封产生径向压缩力产生密封圈，并到达设定压力P1；

S2：充水

打开充水阀、排气阀，使乳化试压液进入钢管内腔并把气体从排气阀出口排出，当无损钢管内腔空气排净后，排气阀、充水阀分别关闭；

S3：保压

增压缸前进向无损钢管内增压，升至设定压力时，增压缸液压油路切断，进行保压、计时；

S4：泄压

到达保压时间后记录无损钢管内腔的压力P2以及行程传感器的移动距离L，之后泄压，增压缸、预密封增压器后退，密封圈内的压力下降，密封圈在弹性力的作用下胀开，充水端和排气端退回，试压结束；

S5：通过下式(2)计算理论值：

公式中：L—增压缸移动的距离,mm；

V—钢管内部容积,V＝π(D-H)²l/2,mm³；

ΔP—压力损失，即ΔP＝P1-P2,MPa；

d—增压器活塞杆内径,mm；

k—系数，K的取值范围为0.85～1.05；

S6：将试压钢管重复步骤S1-S4，并将行程传感器的移动距离L′与步骤 S5测得的理论值进行对比，在误差允许的范围内则试压钢管合格，反之则不合格。

进一步的，所述误差允许的范围为L端值±5mm。

进一步的，所述试压钢管的长度为6-11m。

进一步的，所述保压时间为8-10s。

进一步的，所述行程传感器的感应杆的轴心与缸体内活塞的轴心共线设置。

相对于现有技术，本发明所述的水压机新型试压方法具有以下优势：

本发明所述的水压机新型试压方法能够检测出一般试压方法中无法检测到的钢管内部的细小砂孔，及时将有质量问题的钢管剔除，提高了钢管的成品质量。同时可以进一步检测水压机的机械设备状态，例如磨具密封，如果实验结果误差值太大，说明密封、冲水阀、排气阀等部件有可能损坏。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的水压机的径向密封示意图；

图2为本发明实施例所述的水压机试验装置结构示意图；

图3为本发明实施例所述的水压机油水平衡示意图；

图4为本发明实施例所述的增压器的内部结构示意图。

附图标记说明：

1、单向阀；2、密封模具；3、密封圈；4、试压钢管；5、增压缸；6、压力表；7、充水阀；8、水罐；9、梭阀；10、充水端；11、排气阀；12、预密封增压器；13、移动缸；14、平衡缸；15、移动端；16、行程传感器； 17、压力油进口；18、端盖；19、活塞；20、压力油出口；21、缸体、22、高圧密封；23、压力水出口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种水压机新型试压方法，该水压机为径向密封式水压机，该水压机主要由机械、液压、乳化液循环、电气控制系统组成。水压机机械设备一般由输送装置、对中装置、密封装置、增压装置组成，液压系统包括液压泵和液压阀，电气控制系统主要由现场传感器、仪表、PLC控制器组成。本发明的方法使用的水压机除增压装置外其他均为已知设备，其具体结构如图2所示。

一种水压机新型试压方法，该方法中使用的水压机中增压器的一端设置有行程传感器，如图4所示，行程传感器的感应杆与缸体内活塞连接，行程传感器的感应杆的轴心与缸体内活塞的轴心共线设置；

该方法包括如下步骤：

S1：预紧

测量无损钢管的外径D，壁厚H以及长度l后将无损钢管通过水压机中的对中装置装入水压机的试压中心，将充水端、排气端从两端分别套入管头，无损钢管的两端进入密封模具，驱动预密封增压器动作，预密封增压器中的乳化液通过充水端和排气端的梭阀进入密封模具的外圈，使密封模具内产生径向压缩力从而压紧密封圈(密封圈的材质为聚氨酯材质)；

S2：充水

打开充水阀、排气阀，使乳化试压液进入无损钢管内腔并把气体从排气阀出口排出，当无损钢管内腔空气排净后，排气阀、充水阀分别关闭；

S3：保压

增压缸内的活塞向内推进向无损钢管内增压，升至设定压力P1时，增压缸的液压油路切断，进行保压8s-10s的时间；

S4：泄压

到达设定的保压时间后记录此时无损钢管内腔的压力P2以及行程传感器的移动距离L，之后泄压，增压缸、预密封增压器后退，密封圈外圈的压力下降，密封圈在弹性力的作用下胀开，充水端和排气端退回，试压结束；

S5：通过下式(2)计算理论值：

公式中：L—增压缸移动的距离,mm；

V—钢管内部容积,V＝π(D-H)²l/2,mm³；

ΔP—压力损失，即ΔP＝P1-P2,MPa；

d—增压器活塞杆内径,mm；

k—系数，K的取值范围为0.85～1.05；

S6：将试压钢管(长度通常为6-11m)重复步骤S1-S4，并将行程传感器的移动距离L′与步骤S5测得的理论值进行对比，在误差允许的范围内则试压钢管合格，误差允许的范围为L端值±5mm。反之则不合格。

不合格的钢管进行标记后进行后续回收等处理。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种径向密封式水压机试压方法，其特征在于：该方法中使用的水压机中增压缸的一端设置有行程传感器，所述行程传感器的感应杆与缸体内活塞连接；该方法包括如下步骤：

S1：预紧

测量无损钢管的外径D，壁厚H以及长度l后将无损钢管装入水压机的试压中心，将充水端、排气端从无损钢管两端分别套入无损钢管管头，无损钢管进入密封模具，预密封增压器动作，乳化液分别通过充水端和排气端的梭阀进入密封模具的外圈，使密封模具内产生径向压缩力，该径向压缩力压缩密封圈，并到达设定压力P1；密封圈设在密封模具内，并且密封圈的一端与无损 钢管接触；

S2：充水

打开充水端的充水阀、排气端的排气阀，使乳化液进入无损钢管内腔并把气体从排气阀出口排出，当无损钢管内腔空气排净后，排气阀、充水阀分别关闭；

S3：保压

增压缸内的活塞前进向无损钢管内增压，升至设定压力时，增压缸液压油路切断，进行保压、计时；

S4：泄压

到达保压时间后记录无损钢管内腔的压力P2以及行程传感器的移动距离L，之后泄压，增压缸、预密封增压器后退，密封圈内的压力下降，密封圈在弹性力的作用下胀开，充水端和排气端退回，试压结束；

S5：通过下式(1)计算理论值：

公式中：L—增压缸移动的距离,mm；

V—钢管内部容积,V＝π(D-H)²l/2,mm³；

ΔP—压力损失，即ΔP＝P₁-P₂,MPa；

d—增压缸内活塞内径,mm；

k—系数，K的取值范围为0.85～1.05；

S6：使用试压钢管重复步骤S1-S4，并将行程传感器的移动距离L′与步骤S5测得的理论值进行对比，在误差允许的范围内则试压钢管合格，反之则不合格。

2.根据权利要求1所述的径向密封式水压机试压方法，其特征在于：所述误差允许的范围为L端值±5mm。

3.根据权利要求2所述的径向密封式水压机试压方法，其特征在于：所述试压钢管的长度为6-11m。

4.根据权利要求2所述的径向密封式水压机试压方法，其特征在于：所述保压时间为8-10s。

5.根据权利要求2所述的径向密封式水压机试压方法，其特征在于：所述行程传感器的感应杆的轴心与缸体内活塞的轴心共线设置。

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