CN108845038A - 一种阀门水压试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

一种阀门水压试验装置，活塞杆端部安装有支撑板，支撑板上安装有精调油缸，精调油缸上安装有试压右法兰，试压右法兰与每个精调油缸之间安装有压力传感器，控制装置由显示屏操作台、液压控制模块、声发射信号处理模块及水压控制模块四部分组成，液压控制模块用于控制液压缸内有杆腔和无杆腔的进油和回油；声发射信号处理模块内安装有声发射信号处理系统，由该系统引出一组声发射传感器，声发射传感器贴在阀门壳体上；水压控制模块控制其电动换向阀，使系统泄压。本发明通过该装置的声发射传感器检测活性裂纹缺陷和泄漏的具体位置，对裂纹大小和泄漏严重程度进行判断，确保法兰密封不泄漏。

Description

一种阀门水压试验装置及试验方法

技术领域

本发明属阀门水压试验设备及试验方法。

背景技术

阀门在制造出厂、现场安装及在役检测等环节都需要进行水压试验，现有阀门水压试验设备功能单一，只能对阀门进行静水压密封试验和壳体强度试验，结果判断依据为是否泄漏、破裂及压降是否超标等，无法对缺陷和泄漏点位置进行深入判断，特别是密封试验时无法判断压盖和阀杆的具体泄漏点。声发射检测技术是通过分析材料的活性缺陷信号来评价材料性能的无损检测方法，在对阀门进行水压试验时可通过声发射技术检测阀门内部的扩展裂纹和泄漏情况，对裂纹和泄漏点进行准确定位。

目前的阀门水压试验系统在试压过程中，都是通过丝杆或者活塞杆将试压法兰与阀门法兰贴紧，试压法兰与阀门法兰之间通过密封圈进行密封。对于一些大口径高压力阀门，试压过程中对试压法兰的推力达到一千多吨，如果阀门两端法兰的平行度不够，不管施加多大的推力都有可能泄露。为了确保试压成功，一方面要求试压系统推力足够，导致整体结构尺寸偏大，另一方面对大口径阀门法兰的平行度要求特别高。

“一种超高压阀门水压试验台”（公开号CN105300805A）；“阀门试压装置”（公开号CN107044910A）及“阀门试压机”（公开号CN106989871A）等，这些专利对应的阀门装置功能单一，只能进行静水压试验，判断阀门泄漏和破损情况，不具备声发射检测功能，无法通过监测裂纹扩张而自动泄压来保障设备和人员安全。另外，上述专利都是通过丝杆或者活塞杆推动法兰板以施加预紧力，或者利用三爪卡盘施加反方向力，对于两端法兰面平行度不够的大口径高压力阀门，法兰局部堵漏只能采取进一步加大法兰水平预紧力的方式，施加压力存在一定局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种阀门水压试验装置，通过该装置的声发射传感器检测活性裂纹缺陷和泄漏的具体位置，对裂纹大小和泄漏严重程度进行判断，确保法兰密封不泄漏。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种阀门水压试验装置，包括左支座1、试压左法兰2、阀门左法兰3、阀门壳体4、阀门右法兰6、试压右法兰7、压力传感器8、支撑板10、活塞杆11、右支座12、控制装置，左支座1上安装有试压左法兰2，右支座12内安装有液压缸，其特征在于：活塞杆11端部安装有支撑板10，支撑板10上安装有精调油缸9，精调油缸9上安装有试压右法兰7，试压右法兰7与每个精调油缸9之间安装有压力传感器8，控制装置由显示屏操作台14、液压控制模块13、声发射信号处理模块15及水压控制模块16等四部分组成，液压控制模块13用于控制液压缸内有杆腔和无杆腔的进油和回油；声发射信号处理模块15内安装有声发射信号处理系统，由该系统引出一组声发射传感器5，声发射传感器5贴在阀门壳体4上；水压控制模块13控制其电动换向阀，使系统泄压；显示屏操作台14具备声发射信号监测功能、活塞杆推力控制功能、水压调节功能及压力传感器读数显示功能。

活塞杆11装配在液压缸内，可在一定行程范围内轴向运动。

精调油缸9在支撑板10上呈圆周均匀分布，精调油缸9的位置可径向调节，以适应阀门法兰尺寸，精调油缸9可通过手动式或者自动式调节，精调油缸9的数量为4-10个。

试压右法兰7可与垂线保持一定夹角，以适应阀门法兰面平行度偏差。

一种利用阀门水压试验装置的试验方法，其特征在于：

该方法步骤为：

（1）将待试验阀门放置在试压左法兰2与试压右法兰3之间，根据阀门法兰的外径调整精调油缸9的径向位置，确保受力均匀；

（2）将声发射传感器5贴在阀门的合适位置上，在显示屏操作台14上建立声发射模型，并进行断铅试验，确认声发射传感器5的灵敏度；

（3）调节显示屏操作台14上的液压调节阀，使活塞杆11推动试压右法兰7，确保阀门法兰与试压法兰压紧，显示屏操作台14上显示每个压力传感器8的读数，此时锁紧活塞杆11的位置，达到粗调目的；

（4）准备工作完成后操作显示屏操作台14上的水压调节阀，对阀门注水打压，在试压过程中如果出现法兰处漏水，则结合压力传感器8的读数调整漏水处精调油缸9的输出力值，直至法兰处不渗漏，达到精调目的；

（5）试压过程中，通过显示屏操作台14实时监控阀门的声发射信号，观察活性裂纹缺陷位置及大小，如果活性缺陷信号异常突出，超过系统设置的阈值，则声发射信号处理模块15立即发指令给水压控制模块16，使系统泄压，从而确保人员和设备安全。

（6）试压过程中，通过显示屏操作台14实时监控水压值，观察压降情况，通过压降值、阀门渗漏情况及声发射信号大小及位置来判定阀门是否合格。

（7）试验结束，调节显示屏操作台14上的水压调节阀，使水压系统泄压，调节液压调节阀，使活塞杆11缩回，试压右法兰7恢复原位，拆卸声发射传感器5，取出阀门，进行下一个阀门的水压试验。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过增加声发射传感器检测活性裂纹缺陷和泄漏的具体位置，对裂纹大小和泄漏严重程度进行判断，试压时如果检测到信号强烈的裂纹缺陷，声发射信号处理模块可发指令给水压控制模块，使系统泄压，从而确保人员和设备安全。

（2）试压时如果检测到信号强烈的裂纹缺陷，声发射信号处理模块可发指令给水压控制模块，使系统泄压，从而确保人员和设备安全。试压时通过活塞杆给试压法兰施加推力，使试压法兰与阀门法兰压紧，实现粗调。通过试压法兰上的传感器实时采集压紧力来监控法兰受力情况，如果阀门法兰面因平行度不够或者局部没压紧而出现泄漏，调节精调油缸以对试压法兰局部施力，将试压法兰压紧。通过粗调与精调相结合的方式，可确保法兰密封不泄漏，另外这种粗调加精调相组合的方式可减小装置整体尺寸。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为精调油缸分布示意图；

图3为裂纹缺陷信号反馈控制示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明，因篇幅有限，所描述的实施例是本发明部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-3所示：左支座1上安装有试压左法兰2，右支座12内安装有液压缸，活塞杆11装配在液压缸内，可在一定行程范围内轴向运动。活塞杆11端部安装有支撑板10，支撑板10上安装有一定数量的精调油缸9，精调油缸9呈圆周均匀分布，数量根据法兰尺寸和受力情况确定，范围为4-10个，当阀门试验压力较低时选4-6个精调油缸9，试验压力较高时选7-10个个精调油缸9。精调油缸9的位置可径向调节，以适应阀门法兰尺寸，精调油缸9可通过手动式或者自动式调节。精调油缸9上安装有试压右法兰7，试压右法兰7可与垂线保持一定夹角，以适应阀门法兰面平行度偏差，试压右法兰7与每个精调油缸9之间安装有压力传感器8。试压时阀门左法兰3与试压左法兰2压紧，阀门右法兰6与试压右法兰7压紧。控制装置由显示屏操作台14、液压控制模块13、声发射信号处理模块15及水压控制模块16等四部分组成。液压控制模块13内安装有液压管线和控制阀，用于控制液压缸内有杆腔和无杆腔的进油和回油，实现试压法兰与阀门法兰之间的压紧与松开。声发射信号处理模块15内安装有声发射信号处理系统，由该系统引出一组声发射传感器5，走线时可将传感器5的线缆从右支座12内伸出来，试压前结合阀门的设计结构情况，将声发射传感器5贴在阀门壳体4的合适位置上，在显示屏操作台14上建模并监控声发射信号。试压时如果声发射传感器5检测到信号强烈的裂纹缺陷，声发射信号处理模块15可发送指令给水压控制模块13的电动换向阀，使系统泄压，从而确保人员和设备安全，裂纹缺陷信号反馈控制如图3所示。显示屏操作台14具备声发射信号监测功能、活塞杆推力控制功能、水压调节功能及压力传感器读数显示功能。

使用方法：将阀门放置在试压左法兰与试压右法兰之间，根据阀门法兰的外径调整精调油缸9的径向位置，确保受力均匀。将声发射传感器5贴在阀门的合适位置上，在显示屏操作台14上建立声发射模型，并进行断铅试验，确认声发射传感器5的灵敏度。调节显示屏操作台14上的液压调节阀，使活塞杆11推动试压右法兰7，确保阀门法兰与试压法兰压紧，显示屏操作台14上显示每个压力传感器8的读数，此时锁紧活塞杆11的位置，达到粗调目的。准备工作完成后操作显示屏操作台14上的水压调节阀，对阀门注水打压。在试压过程中如果出现法兰处漏水，则结合压力传感器8的读数调整漏水处精调油缸9的输出力值，直至法兰处不渗漏，达到精调目的。在试压过程中实时观察声发射信号，通过声发射模型判断活性裂纹和泄漏的严重程度及位置分布情况。如果检出的活性裂纹声发射信号非常强，则声发射信号处理模块15发出指令给水压控制模块16，使系统泄压，避免阀门爆裂而造成人员和设备伤害。

Claims (5)

1.一种阀门水压试验装置，包括左支座（1）、试压左法兰（2）、阀门左法兰（3）、阀门壳体（4）、阀门右法兰（6）、试压右法兰（7）、压力传感器（8）、支撑板（10）、活塞杆（11）、右支座（12）、控制装置，左支座（1）上安装有试压左法兰（2），右支座（12）内安装有液压缸，其特征在于：活塞杆（11）端部安装有支撑板（10），支撑板（10）上安装有精调油缸（9），精调油缸（9）上安装有试压右法兰（7），试压右法兰（7）与每个精调油缸（9）之间安装有压力传感器（8），控制装置由显示屏操作台（14）、液压控制模块（13）、声发射信号处理模块（15）及水压控制模块（16）四部分组成，液压控制模块（13）用于控制液压缸内有杆腔和无杆腔的进油和回油；声发射信号处理模块（15）内安装有声发射信号处理系统，由该系统引出一组声发射传感器（5），声发射传感器（5）贴在阀门壳体（4）上；水压控制模块（13）控制其电动换向阀，使系统泄压；显示屏操作台（14）具备声发射信号监测功能、活塞杆推力控制功能、水压调节功能及压力传感器读数显示功能。

2.根据权利要求1所述的一种阀门水压试验装置，其特征在于：活塞杆（11）装配在液压缸内，可在一定行程范围内轴向运动。

3.根据权利要求1或2所述的一种阀门水压试验装置，其特征在于：精调油缸（9）在支撑板（10）上呈圆周均匀分布，精调油缸（9）的位置可径向调节，以适应阀门法兰尺寸，精调油缸（9）可通过手动式或者自动式调节，精调油缸（9）的数量为4-10个。

4.根据权利要求1或2所述的一种阀门水压试验装置，其特征在于：试压右法兰（7）与垂线保持一定夹角，以适应阀门法兰面平行度偏差。

5.一种利用权利要求3所述的阀门水压试验装置的试验方法，其特征在于：

该方法步骤为：

（1）、将待试验阀门放置在试压左法兰（2）与试压右法兰（3）之间，根据阀门法兰的外径调整精调油缸（9）的径向位置，确保受力均匀；

（2）、将声发射传感器（5）贴在阀门的合适位置上，在显示屏操作台（14）上建立声发射模型，并进行断铅试验，确认声发射传感器（5）的灵敏度；

（3）、调节显示屏操作台（14）上的液压调节阀，使活塞杆（11）推动试压右法兰（7），确保阀门法兰与试压法兰压紧，显示屏操作台（14）上显示每个压力传感器（8）的读数，此时锁紧活塞杆（11）的位置，达到粗调目的；

（4）、准备工作完成后操作显示屏操作台（14）上的水压调节阀，对阀门注水打压，在试压过程中如果出现法兰处漏水，则结合压力传感器（8）的读数调整漏水处精调油缸（9）的输出力值，直至法兰处不渗漏，达到精调目的；

（5）、试压过程中，通过显示屏操作台（14）实时监控阀门的声发射信号，观察活性裂纹缺陷位置及大小，如果活性缺陷信号异常突出，超过系统设置的阈值，则声发射信号处理模块（15）立即发指令给水压控制模块（16），使系统泄压，从而确保人员和设备安全；

（6）、试压过程中，通过显示屏操作台（14）实时监控水压值，观察压降情况，通过压降值、阀门渗漏情况及声发射信号大小及位置来判定阀门是否合格；

（7）、试验结束，调节显示屏操作台（14）上的水压调节阀，使水压系统泄压，调节液压调节阀，使活塞杆（11）缩回，试压右法兰（7）恢复原位，拆卸声发射传感器（5），取出阀门，进行下一个阀门的水压试验。