CN110987646A - 一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备及方法，该试验设备包括压力测量装置、加注管路；所述压力测量装置包括测量贮箱上箱最高点压力的上箱前端压力测量装置、测量贮箱上箱最低点压力的上箱后端压力测量装置、测量贮箱下箱最高点压力的下箱前端压力测量装置，以及测量贮箱下箱最低点压力的下箱后端压力测量装置；所述加注管路分为两路，一路与贮箱的上箱的加注口连通，且该路的管道上设有上箱加泄控制阀；另一路与贮箱的下箱的加注口连通，且该路的管道上设有下箱加泄控制阀。本发明通过上下箱分步协调的方式实现共底结构贮箱的承压试验，确保了共底贮箱试验安全。

Description

一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备及方法

技术领域

本发明属于贮箱测试技术领域，尤其是涉及一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备以及方法。

背景技术

运载火箭燃料贮箱在完成装配焊接后，需通过承压试验全面考核其制造质量。传统贮箱一般为单箱结构，均直接对箱内加注试验介质进行试验。5米直径薄壁共底贮箱为国内首次采用该尺寸的分体式结构，贮箱通过共底隔离成上下两个分箱，其中共底为两个薄壁球形箱底叠加套装而成，并在中间夹层部分填充绝热材料。由于该特殊结构，上下分箱压力变化引起的共底变形会导致上下分箱间压力的重新分布，进而造成上下箱间压力的相互影响。同时，共底特殊薄壁夹层结构也决定了共底本身不允许承受过载或负压，避免对共底双薄壁和夹层造成损伤。

承压试验过程可分为试验前准备阶段、加注阶段、加压保压阶段、泄压阶段、介质泄出阶段、试验后处理阶段、焊缝检查等7个阶段。目前，单箱结构贮箱的承压试验均是采用贮箱竖立的方式进行，将贮箱放置于试验基座上，从贮箱后底侧法兰连接管路进行加注或充气，通过试验台控制进行加压保压等试验流程。

现有贮箱均为单箱结构，不涉及分体式贮箱上下箱间互相变形影响协调问题，因此，现有技术方案和工艺方法无法实现分体式共底贮箱承压试验。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备以及试验方法，本发明针对大直径(可用于5米直径)薄壁双腔共底贮箱分体式特殊结构承压试验需求，本发明设计了一套安全可靠的流程式工艺技术方案，通过上下箱分步协调的方式实现共底结构贮箱的承压试验，确保了共底贮箱试验安全。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备，包括压力测量装置、加注管路；

所述压力测量装置包括测量贮箱上箱最高点压力的上箱前端压力测量装置、测量贮箱上箱最低点压力的上箱后端压力测量装置、测量贮箱下箱最高点压力的下箱前端压力测量装置，以及测量贮箱下箱最低点压力的下箱后端压力测量装置；

所述加注管路分为两路，一路与贮箱的上箱的加注口连通，且该路的管道上设有上箱加泄控制阀；另一路与贮箱的下箱的加注口连通，且该路的管道上设有下箱加泄控制阀；

还包括与贮箱的上箱顶端连接的上箱排气/补气装置以及与贮箱的下箱连通的下箱排气/补气装置。

加注管路的另一端连接的是可以加注介质以及加压的设备，采用现有技术中的装备，只要实现能够加注、加压、泄出、泄压就可以，也可以分别采用能够实现各自功能的装备，分别与加注管路连通。也可以采用整体的一套设备，同时实现几种功能，例如，在中国专利CN201510064006中公开的一种5M级贮箱容积标定装备，可以直接将本申请的加注管路，与该申请中的贮箱液压容积标定装备进行连接。

进一步的，上箱的加注口位于贮箱的上箱侧面底端，上箱排气/补气装置位于贮箱的上箱顶部；下箱的加注口位于贮箱的下箱低端；

上箱前端压力测量装置设置于贮箱上箱的顶端，上箱后端压力测量设置于贮箱上箱的底端；下箱后端压力测量装置设置于贮箱下箱的底端。

进一步的，还包括可延伸到贮箱的下箱顶端的排气/补气管；下箱前端压力测量装置以及下箱排气/补气装置设置于排气/补气管上。

进一步的，还包括与贮箱的顶端连接的上箱紧急排放装置以及下箱紧急排放装置；所述下箱紧急排放装置与排气/补气管连接；

通过在共底贮箱上下箱的前后端设置压力测量监测点，对上下箱的最高点和最低点压力进行实时监测。为防止贮箱超压，在上下箱分别设置紧急排放装置，与上下箱最高点压力测量装置相关联，当超过压力设置上限时，紧急排放装置进行排放。紧急排放装置与上下箱最高点压力测量装置相关联，可以采用现有的控制系统，实现自动控制，也可以通过操作人员观察压力测量装置的数值，人为的启动紧急排放装置。

在加注管路与贮箱的上箱以及下箱连通的管路上分别设有上箱加注找零液位装置以及下箱加注找零液位装置；

还包括与贮箱顶端连接的点位液位传感器。

通过在加注管路上设置两路调节截止阀的方式，对上下箱加注泄出过程进行控制。为确定加注起始点，在试验介质流入贮箱前位置设置加注找零液位装置(即找零液位传感器)，以该传感器触发点作为加注起始点，开始记录流入箱内的介质。上箱加注终止点设置在贮箱顶端，传感器触发后，上箱加注停止。下箱由于结构特殊性，加注终止点设置为排气/补气管流出试验介质时。泄回过程为加注拟过程，当找零液位传感器触发后，泄回停止。

进一步的，上箱前端压力测量装置、上箱后端压力测量装置、下箱前端压力测量装置，以及下箱后端压力测量装置均为压力测量传感器；

上箱排气/补气装置以及下箱排气/补气装置为排气/补气阀门。

通过在上下箱分别设置排气/补气装置，分别与上下箱最高点压力测量装置相关联，实现贮箱加注过程中箱内气体的排出和介质泄出过程中箱内及时补气。上箱排补气装置设置于贮箱顶端，下箱排补气装置设置与下箱排补气管出口端，加注过程中排气/补气装置处于打开状态，实时将箱内气体排出，加注完成后关闭。贮箱完成承压试验泄压时，当上下箱最高点压力测量装置显示的压力值接近于0时，排气/补气装置打开，实现上下箱与大气环境间的连通。

为保证共底特殊结构试验安全，在整个承压试验周期内，共底结构不允许承受负压，即共底上端压力不得高于下端压力。通过实时监测上箱后端压力测量装置和下箱前端压力测量装置，对共底上下端压力进行监测，并与紧急排放装置相关联，当出现上箱后端压力测量装置显示的压力值高于下箱前端压力测量装置显示的压力值时，上箱紧急排放装置开启对上箱进行泄压排放，直至上箱后端压力测量装置低于下箱前端压力测量装置。同时，为避免上箱后端压力测量装置的压力值高于下箱前端压力测量装置的压力值的状态的发生，在加注、加压、泄压和泄回过程中，均采用逐步交替小步长协调的方式进行。

本发明还提供了一种使用如上所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备进行承压变形试验的方法，包括如下步骤，

1)将贮箱由水平状态翻转至竖直状态后放置于试验基座上，连接相关管路以及装置(包括测量传感器、排补气装置、紧急排放装置等)；

2)为避免上下箱压差对共底的影响，加注采用先下箱后上箱的顺序；由于下箱顶部为共底封闭结构，无法直接排出箱内气体，因此下箱加注时，通过下箱排气/补气装置将下箱内的气体排出；下箱采用自后底端法兰加注的方式进行，下箱加注完成后，对下箱排气/补气装置进行密封，然后对下箱加压，施加压力以能平衡上箱水柱自重压力为基准；上箱加注时，通过上箱排气/补气装置将上箱内的气体排出；上箱加注采用自贮箱侧面法兰加注，顶部法兰排气的方式进行，加注过程中需高度关注下箱。

3)加注完成后，上下箱交替协调进行加压，任何时候上箱压力不得高于下箱压力，共底上下两侧压差不高于单底考核压力；加压至目标考核压力后进行保压，然后对箱体的焊缝及接口位置进行目视检查；

4)加压完成后，上下箱交替协调进行泄压，任何时候上箱压力不得高于下箱压力，共底上下两侧压差不高于单底考核压力；

5)泄压完成后，上下箱交替协调进行试验介质回收，泄回过程需实时向箱内补气，防止箱内产生负压；

6)拆除相关管路和装置，对箱内残留试验介质进行烘干，烘干完成后，对贮箱内外表面所有焊缝进行目视检查，确认有无缺陷。

优选的，所述步骤2)包括如下操作步骤，

a)关闭上箱加泄控制阀，打开下箱加泄控制阀，使下箱与加注管路相连通，打开下箱排气/补气装置，使下箱与外部大气环境连通；

b)加注过程中，下箱内气体通过下箱排气/补气装置排出，注意监测下箱前端压力测量装置和下箱后端压力测量装置，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2，避免发生产品超压，如压力变大，则需调整加注流量；

c)当下箱排气/补气装置有水流出后，停止下箱加注，关闭下箱加泄控制阀；当下箱排气/补气装置不再流水后，关闭下箱排气/补气装置；

d)通过压力挤水的方式对下箱进行加压，加压压力以能抵消上箱水柱自重压力为基准，避免共底承受负压；

e)打开上箱加泄控制阀，使上箱与加注管路相连通，打开上箱排气/补气装置，使上箱与外部大气环境连通；

f)加注过程中，箱内气体通过上箱排气/补气装置排出，注意监测上箱前端压力测量装置和上箱后端压力测量装置，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2，避免发生产品超压，如压力变大，则需调整加注流量；

g)上箱加注过程中需注意监测下箱前端压力测量装置和下箱后端压力测量装置，如下箱接近承压试验压力，则通过下箱排气/补气装置进行泄压；

h)上箱加注到贮箱顶端，点位液位传感器触发，停止加注，关闭上箱加泄控制阀和上箱排气/补气装置。

优选的，步骤3)包括如下操作步骤，

a)通过压力挤水的方式对下箱进行加压，加压至巡检压力(一般为0.2MPa)后，对下箱相连接的堵盖、管路、阀门、传感器、仪表的接口进行检查，确认无泄漏后可继续进行加压；

b)下箱加压过程中需注意监测上箱前端压力测量装置和上箱后端压力测量装置，防止因下箱加压共底变形导致上箱超压，如上箱接近承压试验压力，则通过上箱排气/补气装置进行泄压；

c)加压至下箱目标考核压力后进行保压，然后对下箱焊缝及接口位置进行目视检查有无问题(有无裂纹、泄漏等问题)；

d)通过压力挤水的方式对上箱进行加压，加压至巡检压力(一般为0.2MPa)后，对上箱相连接的堵盖、管路、阀门、传感器、仪表的接口进行检查，确认无泄漏后可继续进行加压；

e)上箱加压过程中需注意监测下箱前端压力测量装置和下箱后端压力测量装置，因上箱加压共底变形，下箱压力会随上箱压力增加而增加，如下箱超过承压试验压力±0.005MPa范围，则通过下箱排气/补气装置进行泄压，泄至试验压力±0.005MPa范围下限后，再对上箱进行增压，如此反复，直至上箱加压至目标考核压力；

f)加压至上箱目标考核压力后进行保压，然后对上箱焊缝及接口位置进行目视检查有无问题(有无裂纹、泄漏等问题)。

优选的，步骤4)中包括如下步骤，

a)开启上箱加泄控制阀，通过加注管路缓慢回水的方式对上箱进行泄压，泄压至上箱前端压力接近0时，打开上箱排气/补气装置，使箱内与外部大气连通，上箱完成泄压，关闭上箱加泄控制阀；

b)开启下箱加泄控制阀，通过加注管路缓慢回水的方式对下箱进行泄压，泄压至下箱前端压力接近初始保护压力后停止泄压，关闭下箱加泄控制阀；

步骤5)包括如下步骤，

a)打开上箱加泄控制阀，采用水泵回抽的方式，将上箱内的试验介质进行回收，回收完成后关闭上箱加泄控制阀；

b)打开下箱排气/补气装置，将下箱内余压泄除，使下箱排气/补气装置处于常开状态；

c)打开下箱加泄控制阀，采用水泵回抽的方式，将下箱内的试验介质进行回收，回收过程通过下箱排气/补气装置向箱内补气，回收完成后关闭下箱加泄控制阀。

试验完成后，拆除相关试验管路、测量传感器、排补气装置、紧急排放装置等，贮箱下架后对箱内残留试验介质进行烘干。

烘干完成后，对贮箱内外表面所有焊缝进行目视检查，确认有无裂纹、腐蚀等缺陷。对检查发现的表面缺陷进行刮削排除，如排除后低于焊接区基体厚度，则需进行补焊，补焊后再次进行承压试验考核。

本发明还提供一种使用如上所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备进行容积测量的方法，包括如下步骤，

a)关闭上箱加泄控制阀，打开下箱加泄控制阀，使下箱与加注管路相连通，打开下箱排气/补气装置，使下箱与外部大气环境连通；

b)通过下箱加注找零液位装置确认下箱加注起始点，开始累积计算流入下箱内的介质质量；

c)加注过程中，下箱内气体通过下箱排气/补气装置排出，注意监测下箱前端压力测量装置和下箱后端压力测量装置(，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2；

d)当下箱排气/补气装置有水流出后，停止下箱加注，关闭下箱加泄控制阀，并记录下箱加注累积质量m2；当下箱排气/补气装置不再流水后，关闭下箱排气/补气装置，并记录Q2累积排出的介质质量，与m2相减即得下箱箱内介质质量；

e)通过压力挤水的方式对下箱进行加压，加压压力以能抵消上箱水柱自重压力为基准；

f)打开上箱加泄控制阀，使上箱与加注管路相连通，打开上箱排气/补气装置，使上箱与外部大气环境连通；

g)通过上箱加注找零液位装置确认上箱加注起始点，开始累积计算流入上箱内的介质质量；

h)加注过程中，箱内气体通过上箱排气/补气装置排出，注意监测上箱前端压力测量装置和上箱后端压力测量装置，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2；

i)上箱加注过程中需注意监测下箱前端压力测量装置和下箱后端压力测量装置，如下箱接近承压试验压力，则通过下箱排气/补气装置进行泄压；

j)上箱停止加注后，关闭上箱加泄控制阀和上箱排气/补气装置，并记录上箱加注累积质量m1；如箱内未加满，则通过量杯进行补加并记录补加量，与m1相加即得上箱箱内介质质量。

相对于现有技术，本发明所述的一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备以及方法，具有以下优势：

(1)本发明所述的试验装备，可以实现对大直径薄壁双腔共底结构贮箱的承压试验，通过测压装置、排气/补气装置、加注管路等的设置，实现测压及紧急排放控制、加注泄出起终点和排补气控制、共底承压协调控制等，从而保证共底结构贮箱的承压试验的安全可靠。

(2)本发明所述的测试方法，以公开的试验装备为基础，设计了具体的共底贮箱承压试验工艺实现方法，形成了大直径薄壁双腔共底结构贮箱分布协调承压试验方法。

(3)使用本发明的试验装备，不仅适用于共底贮箱的承压试验需求，可满足罐体类各种压力容器的承压试验需求；同时本发明还可以实现对共底贮箱容积的测量。

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试验装备的简单结构示意图；

图2为本发明实施例所述的试验流程图。

附图标记说明：

1、上箱加泄控制阀；2、下箱加泄控制阀；3、上箱排气/补气装置；4、下箱排气/补气装置；5、上箱加注找零液位装置；6、下箱加注找零液位装置；7、上箱前端压力测量装置；8、上箱后端压力测量装置；9、下箱前端压力测量装置；10、下箱后端压力测量装置；11、上箱紧急排放装置；12、下箱紧急排放装置；13、排气/补气管；14、共底；15、加注管路；16、点位液位传感器。

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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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。

一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备，包括压力测量装置、加注管路15；

所述压力测量装置包括测量贮箱上箱最高点压力的上箱前端压力测量装置7、测量贮箱上箱最低点压力的上箱后端压力测量装置8、测量贮箱下箱最高点压力的下箱前端压力测量装置9，以及测量贮箱下箱最低点压力的下箱后端压力测量装置10；

所述加注管路15分为两路，一路与贮箱的上箱的加注口连通，且该路的管道上设有上箱加泄控制阀1；另一路与贮箱的下箱的加注口连通，且该路的管道上设有下箱加泄控制阀2；

还包括与贮箱的上箱顶端连接的上箱排气/补气装置3以及与贮箱的下箱连通的下箱排气/补气装置4。

上箱的加注口位于贮箱的上箱侧面底端，上箱排气/补气装置3位于贮箱的上箱顶部；下箱的加注口位于贮箱的下箱低端；

上箱前端压力测量装置7设置于贮箱上箱的顶端，上箱后端压力测量装置8设置于贮箱上箱的底端；下箱后端压力测量装置10设置于贮箱下箱的底端。

还包括可延伸到贮箱的下箱顶端的排气/补气管13；下箱前端压力测量装置9以及下箱排气/补气装置4设置于排气/补气管13上。

还包括与贮箱的顶端连接的上箱紧急排放装置11以及下箱紧急排放装置12；所述下箱紧急排放装置12与排气/补气管13连接；

在加注管路15与贮箱的上箱以及下箱连通的管路上分别设有上箱加注找零液位装置5以及下箱加注找零液位装置6；

还包括与贮箱顶端连接的点位液位传感器16。

上箱前端压力测量装置7、上箱后端压力测量装置8、下箱前端压力测量装置9，以及下箱后端压力测量装置10均为压力测量传感器；

上箱排气/补气装置3以及下箱排气/补气装置4为排气/补气阀门。

一种使用如上所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备进行承压变形试验的方法，包括如下步骤，

1)将贮箱由水平状态翻转至竖直状态后放置于试验基座上，连接相关管路以及装置(包括测量传感器、排补气装置、紧急排放装置等)；

2)为避免上下箱压差对共底的影响，加注采用先下箱后上箱的顺序；由于下箱顶部为共底封闭结构，无法直接排出箱内气体，下箱采用自后底端法兰加注的方式进行，下箱加注时，通过下箱排气/补气装置4将下箱内的气体排出，下箱加注完成后，对下箱排气/补气装置4进行密封，然后对下箱加压，施加压力以能平衡上箱水柱自重压力为基准；上箱加注时，通过上箱排气/补气装置3将上箱内的气体排出；

具体包括如下操作：

a)关闭上箱加泄控制阀1，打开下箱加泄控制阀2，使下箱与加注管路15相连通，打开下箱排气/补气装置4，使下箱与外部大气环境连通；

b)通过下箱加注找零液位装置6确认下箱加注起始点，开始累积计算流入下箱内的介质质量；

c)加注过程中，下箱内气体通过下箱排气/补气装置4排出，注意监测下箱前端压力测量装置9和下箱后端压力测量装置10，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2，避免发生产品超压，如压力变大，则需调整加注流量；

d)当下箱排气/补气装置4有水流出后，停止下箱加注，关闭下箱加泄控制阀2，并记录下箱加注累积质量m2；当下箱排气/补气装置4不再流水后，关闭下箱排气/补气装置4，并记录Q2累积排出的介质质量，与m2相减即得下箱箱内介质质量；

e)通过压力挤水的方式对下箱进行加压，加压压力以能抵消上箱水柱自重压力为基准，避免共底14承受负压；

f)打开上箱加泄控制阀1，使上箱与加注管路15相连通，打开上箱排气/补气装置3，使上箱与外部大气环境连通；

g)通过上箱加注找零液位装置5确认上箱加注起始点，开始累积计算流入上箱内的介质质量；

h)加注过程中，箱内气体通过上箱排气/补气装置3排出，注意监测上箱前端压力测量装置7和上箱后端压力测量装置8，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2，避免发生产品超压，如压力变大，则需调整加注流量；

i)上箱加注过程中需注意监测下箱前端压力测量装置9和下箱后端压力测量装置10，如下箱接近承压试验压力，则通过下箱排气/补气装置4进行泄压,防止因上箱液柱压力，导致下箱超压；

j)当上箱液体加注到贮箱顶端时，触发点位液位传感器16，上箱停止加注后，关闭上箱加泄控制阀1和上箱排气/补气装置3，并记录上箱加注累积质量m1；如箱内未加满，则通过量杯进行补加并记录补加量，与m1相加即得上箱箱内介质质量。

3)加注完成后，上下箱交替协调进行加压，任何时候上箱压力不得高于下箱压力，共底上下两侧压差不高于单底考核压力；加压至目标考核压力后进行保压，然后对箱体的焊缝及接口位置进行目视检查；

具体操作包括如下操作：

a)通过压力挤水的方式对下箱进行加压，加压至巡检压力(一般为0.2Mpa)后，对下箱相连接的堵盖、管路、阀门、传感器、仪表等接口进行检查，确认无泄漏后可继续进行加压；

b)下箱加压过程中需注意监测上箱前端压力测量装置7和上箱后端压力测量装置8，如上箱接近承压试验压力，则通过上箱排气/补气装置3进行泄压，防止因下箱加压共底14变形导致上箱超压；

c)加压至下箱目标考核压力后进行保压，然后对下箱焊缝及接口位置进行目视检查有无问题(有无裂纹、泄露等问题)；

d)通过压力挤水的方式对上箱进行加压，加压至巡检压力(一般为0.2MPa)后，对上箱相连接的堵盖、管路、阀门、传感器、仪表等接口进行检查，确认无泄漏后可继续进行加压；

e)上箱加压过程中需注意监测下箱前端压力测量装置9和下箱后端压力测量装置10，如下箱超过承压试验压力±0.005MPa范围，则通过下箱排气/补气装置4进行泄压，泄至试验压力±0.005MPa范围下限后，再对上箱进行增压，如此反复，直至上箱加压至目标考核压力；

f)加压至上箱目标考核压力后进行保压，然后对上箱焊缝及接口位置进行目视检查有无问题(有无裂纹、泄露等问题)。

4)加压完成后，上下箱交替协调进行泄压，任何时候上箱压力不得高于下箱压力，共底上下两侧压差不高于单底考核压力；

具体包括如下操作：

a)缓慢开启上箱加泄控制阀1，通过加注管路15缓慢回水的方式对上箱进行泄压，泄压至上箱前端压力接近0时，打开上箱排气/补气装置3，使箱内与外部大气连通，上箱完成泄压，关闭上箱加泄控制阀1；

b)缓慢开启下箱加泄控制阀2，通过加注管路15缓慢回水的方式对下箱进行泄压，泄压至下箱前端压力接近初始保护压力后停止泄压，关闭下箱加泄控制阀2；

5)泄压完成后，上下箱交替协调进行试验介质回收，泄回过程需实时向箱内补气，防止箱内产生负压；

具体包括如下操作：

a)打开上箱加泄控制阀1，采用水泵回抽的方式，将上箱内的试验介质进行回收，回收完成后关闭上箱加泄控制阀1；

b)打开下箱排气/补气装置4，将下箱内余压泄除，使下箱排气/补气装置4处于常开状态；

c)打开下箱加泄控制阀2，采用水泵回抽的方式，将下箱内的试验介质进行回收，回收过程通过下箱排气/补气装置4向箱内补气，回收完成后关闭下箱加泄控制阀2。

6)拆除相关管路和装置，对箱内残留试验介质进行烘干，烘干完成后，对贮箱内外表面所有焊缝进行目视检查，确认有无缺陷。

在进行贮箱承压试验的加注过程中，同时实现了对贮箱容积的测量。

以某型号5m直径共底贮箱为例，通过该试验装备及方法进行了液压试验和容积测量，加注流量采用20t/h(起始)—200t/h(大流量)—50t/h(终止)分梯度加注的方式，对上下箱容积进行了精密标定，上下箱加注时间均为1h左右；然后进行了液压强度考核试验，下箱最终考核试验压力0.6MPa，上箱最终考核试验压力0.3MPa，圆满完成了考核任务。

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 (10)

1.一种薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备，其特征在于：包括压力测量装置、加注管路(15)；

所述压力测量装置包括测量贮箱上箱最高点压力的上箱前端压力测量装置(7)、测量贮箱上箱最低点压力的上箱后端压力测量装置(8)、测量贮箱下箱最高点压力的下箱前端压力测量装置(9)，以及测量贮箱下箱最低点压力的下箱后端压力测量装置(10)；

所述加注管路(15)分为两路，一路与贮箱的上箱的加注口连通，且该路的管道上设有上箱加泄控制阀(1)；另一路与贮箱的下箱的加注口连通，且该路的管道上设有下箱加泄控制阀(2)；

还包括与贮箱的上箱顶端连接的上箱排气/补气装置(3)以及与贮箱的下箱连通的下箱排气/补气装置(4)。

2.根据权利要求1所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备，其特征在于：上箱的加注口位于贮箱的上箱侧面底端，上箱排气/补气装置(3)位于贮箱的上箱顶部；下箱的加注口位于贮箱的下箱底端；

上箱前端压力测量装置(7)设置于贮箱上箱的顶端，上箱后端压力测量装置(8)设置于贮箱上箱的底端；下箱后端压力测量装置(10)设置于贮箱下箱的底端。

3.根据权利要求1所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备，其特征在于：还包括可延伸到贮箱的下箱顶端的排气/补气管(13)；下箱前端压力测量装置(9)以及下箱排气/补气装置(4)设置于排气/补气管(13)上。

4.根据权利要求3所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备，其特征在于：还包括与贮箱的顶端连接的上箱紧急排放装置(11)以及下箱紧急排放装置(12)；所述下箱紧急排放装置(12)与排气/补气管(13)连接；

在加注管路(15)与贮箱的上箱以及下箱连通的管路上分别设有上箱加注找零液位装置(5)以及下箱加注找零液位装置(6)；

还包括与贮箱顶端连接的点位液位传感器(16)。

5.根据权利要求1所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备，其特征在于：上箱前端压力测量装置(7)、上箱后端压力测量装置(8)、下箱前端压力测量装置(9)，以及下箱后端压力测量装置(10)均为压力测量传感器；

上箱排气/补气装置(3)以及下箱排气/补气装置(4)为排气/补气阀门。

6.一种使用如权利要求1～5任一项所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备进行承压变形试验的方法，其特征在于：包括如下步骤，

1)将贮箱由水平状态翻转至竖直状态后放置于试验基座上，连接相关管路以及装置；

2)加注采用先下箱后上箱的顺序；下箱加注时，通过下箱排气/补气装置(4)将下箱内的气体排出，下箱加注完成后，对下箱排气/补气装置(4)进行密封，然后对下箱加压，施加压力以能平衡上箱水柱自重压力为基准；上箱加注时，通过上箱排气/补气装置(3)将上箱内的气体排出；

3)加注完成后，上下箱交替协调进行加压，任何时候上箱压力不得高于下箱压力，共底上下两侧压差不高于单底考核压力；上箱加压过程中，下箱需实时泄掉高于目标值的压力；加压至目标考核压力后进行保压，然后对箱体的焊缝及接口位置进行目视检查；

4)加压完成后，上下箱交替协调进行泄压，任何时候上箱压力不得高于下箱压力，共底上下两侧压差不高于单底考核压力；

5)泄压完成后，上下箱交替协调进行试验介质回收，泄回过程需实时向箱内补气，防止箱内产生负压；

6)拆除相关管路和装置，对箱内残留试验介质进行烘干，烘干完成后，对贮箱内外表面所有焊缝进行目视检查，确认有无缺陷。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤2)包括如下操作步骤，

a)关闭上箱加泄控制阀(1)，打开下箱加泄控制阀(2)，使下箱与加注管路(15)相连通，打开下箱排气/补气装置(4)，使下箱与外部大气环境连通；

b)加注过程中，下箱内气体通过下箱排气/补气装置(4)排出，注意监测下箱前端压力测量装置(9)和下箱后端压力测量装置(10)，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2；

c)当下箱排气/补气装置(4)有水流出后，停止下箱加注，关闭下箱加泄控制阀(2)；当下箱排气/补气装置(4)不再流水后，关闭下箱排气/补气装置(4)；

d)通过压力挤水的方式对下箱进行加压，加压压力以能抵消上箱水柱自重压力为基准；

e)打开上箱加泄控制阀(1)，使上箱与加注管路(15)相连通，打开上箱排气/补气装置(3)，使上箱与外部大气环境连通；

f)加注过程中，箱内气体通过上箱排气/补气装置(3)排出，注意监测上箱前端压力测量装置(7)和上箱后端压力测量装置(8)，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2；

g)上箱加注过程中需注意监测下箱前端压力测量装置(9)和下箱后端压力测量装置(10)，如下箱接近承压试验压力，则通过下箱排气/补气装置(4)进行泄压；

h)上箱加注到贮箱顶端，停止加注，关闭上箱加泄控制阀(1)和上箱排气/补气装置(3)。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤3)包括如下操作步骤，

a)通过压力挤水的方式对下箱进行加压，加压至巡检压力后，对下箱相连接的堵盖、管路、阀门、传感器、仪表的接口进行检查，确认无泄漏后可继续进行加压；

b)下箱加压过程中需注意监测上箱前端压力测量装置(7)和上箱后端压力测量装置(8)，如上箱接近承压试验压力，则通过上箱排气/补气装置(3)进行泄压；

c)加压至下箱目标考核压力后进行保压，然后对下箱焊缝及接口位置进行目视检查有无问题；

d)通过压力挤水的方式对上箱进行加压，加压至巡检压力后，对上箱相连接的堵盖、管路、阀门、传感器、仪表的接口进行检查，确认无泄漏后可继续进行加压；

e)上箱加压过程中需注意监测下箱前端压力测量装置(9)和下箱后端压力测量装置(10)，如下箱超过承压试验压力±0.005MPa范围，则通过下箱排气/补气装置(4)进行泄压，泄至试验压力±0.005MPa范围下限后，再对上箱进行增压，如此反复，直至上箱加压至目标考核压力；

f)加压至上箱目标考核压力后进行保压，然后对上箱焊缝及接口位置进行目视检查有无问题。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤4)中包括如下步骤，

a)开启上箱加泄控制阀(1)，通过加注管路(15)缓慢回水的方式对上箱进行泄压，泄压至上箱前端压力接近0时，打开上箱排气/补气装置(3)，使箱内与外部大气连通，上箱完成泄压，关闭上箱加泄控制阀(1)；

b)开启下箱加泄控制阀(2)，通过加注管路(15)缓慢回水的方式对下箱进行泄压，泄压至下箱前端压力接近初始保护压力后停止泄压，关闭下箱加泄控制阀(2)；

步骤5)包括如下步骤，

a)打开上箱加泄控制阀(1)，采用水泵回抽的方式，将上箱内的试验介质进行回收，回收完成后关闭上箱加泄控制阀(1)；

b)打开下箱排气/补气装置(4)，将下箱内余压泄除，使下箱排气/补气装置(4)处于常开状态；

c)打开下箱加泄控制阀(2)，采用水泵回抽的方式，将下箱内的试验介质进行回收，回收过程通过下箱排气/补气装置(4)向箱内补气，回收完成后关闭下箱加泄控制阀(2)。

10.一种使用如权利要求1～5任一项所述的薄壁双腔共底结构贮箱承压试验装备进行容积测量的方法，其特征在于：包括如下步骤，

a)关闭上箱加泄控制阀(1)，打开下箱加泄控制阀(2)，使下箱与加注管路(15)相连通，打开下箱排气/补气装置(4)，使下箱与外部大气环境连通；

b)通过下箱加注找零液位装置(6)确认下箱加注起始点，开始累积计算流入下箱内的介质质量；

c)加注过程中，下箱内气体通过下箱排气/补气装置(4)排出，注意监测下箱前端压力测量装置(9)和下箱后端压力测量装置(10)，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2；

d)当下箱排气/补气装置(4)有水流出后，停止下箱加注，关闭下箱加泄控制阀(2)，并记录下箱加注累积质量m2；当下箱排气/补气装置(4)不再流水后，关闭下箱排气/补气装置(4)，并记录Q2累积排出的介质质量，与m2相减即得下箱箱内介质质量；

e)通过压力挤水的方式对下箱进行加压，加压压力以能抵消上箱水柱自重压力为基准；

f)打开上箱加泄控制阀(1)，使上箱与加注管路(15)相连通，打开上箱排气/补气装置(3)，使上箱与外部大气环境连通；

g)通过上箱加注找零液位装置(5)确认上箱加注起始点，开始累积计算流入上箱内的介质质量；

h)加注过程中，箱内气体通过上箱排气/补气装置(3)排出，注意监测上箱前端压力测量装置(7)和上箱后端压力测量装置(8)，压力严禁超过产品承压试验压力的1/2；

i)上箱加注过程中需注意监测下箱前端压力测量装置(9)和下箱后端压力测量装置(10)，如下箱接近承压试验压力，则通过下箱排气/补气装置(4)进行泄压；

j)上箱停止加注后，关闭上箱加泄控制阀(1)和上箱排气/补气装置(3)，并记录上箱加注累积质量m1；如箱内未加满，则通过量杯进行补加并记录补加量，与m1相加即得上箱箱内介质质量。

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