CN112162004A

CN112162004A - 不锈钢防冻性能测试装置及测试方法

Info

Publication number: CN112162004A
Application number: CN202011046992.3A
Authority: CN
Inventors: 严棋; 王杨
Original assignee: Shanghai Municipal Water Resources Development And Utilization National Engineering Center Co ltd
Current assignee: Shanghai Municipal Water Resources Development And Utilization National Engineering Center Co ltd
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2021-01-01

Abstract

本发明提出一种不锈钢防冻性能测试装置及测试方法，该测试装置包括水箱，第一水管，变频泵，变温元件，第一压力检测件，和第二压力检测件，该测试方法，包括如下步骤：使待测不锈钢管放置于第一预设温度中，使不锈钢管中的水以第一预设速度流动，在第一预设时间后检测不锈钢管两端压力，若有压力变化，则保持第一预设温度和第一预设流速至冻结。该不锈钢防冻性能测试装置及测试方法，通过变温单元和变频泵的设置，可以实现对不同流速或不同压力的使用状态的模拟，通过第一压力检测件和第二压力检测件的设置，可以有效地观察到待测不锈钢管中是否产生冻结，可以测试待测不锈钢管不同流速、不同压力下的冻结温度，有效的对各种不锈钢管进行测试。

Description

不锈钢防冻性能测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及不锈钢防冻性能测试技术领域，尤其涉及一种不锈钢防冻性能测试装置及测试方法。

背景技术

随着社会经济的发展和人民生活品质的提高,人们对二次供水的水质要求也越来越高。《上海市城市总体规划（2017-2035年）》和《上海市供水规划（2017-2035年）》提出，按照卓越的全球城市发展定位和城市精细化管理的总体要求，至2035年，实现饮用水目标“与同期欧美发达国家同级城市保持同等水平，满足直饮要求”。为此，上海市在二供管理水平、老旧供水管网改造等方面开展了系列探索与尝试。

近年来，全国各省市已陆续开始了进行不锈钢材质供水管道改造的尝试。2013年5月21日，深圳市政府办公厅颁发了《关于印发深圳市优质饮用水入户工程实施方案的通知》（深府办[2013]17号），福田区率先对小区供水系统进行更换不锈钢管道的改造；2018年年底，长沙完成了3万户居民304薄壁不锈钢水管路改造；2020年3月，广东省发改委、住建厅联合发文督促各地市抓紧实施老旧小区改造项目，旧房改造管道优先选用不锈钢水管。经过更新改造后的小区，用户龙头水质明显提升，管网漏损显著改善。

目前，对于不同品牌、型号的不锈钢供水管道的抗压性、耐腐蚀性等相关性能已有相关研究。但是，尚未对不锈钢水管的抗冻性能进行过研究，在极端天气下，若未加相应的保温措施，则可能出现供水中断、管道冻裂等相关风险。2017年，面对寒潮，上海城投水务集团旋即启动了《公司寒潮应急保障预案》，采取Ⅲ级响应措施。因此，研究不同品牌、型号及保温措施下的不锈钢管道在不同压力、流速状态下，对应的结冻温度，对指导供水企业保障二次供水安全有效的运行具有重大意义。

发明内容

本发明针对现有技术存的问题，提出一种可以有效的对不同不锈钢管进行不同压力、不同流速状态以及对应冻结温度进行测试的不锈钢防冻性能测试装置及测试方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种不锈钢防冻性能测试装置，包括水箱，与所述水箱连接的第一水管，与所述第一水管连接的变频泵，可放置待测不锈钢管的变温元件，以及设于所述第一水管上的第一压力检测件，所述待测不锈钢管一端与所述第一水管连接，所述待测不锈钢管的另一端与第二水管连接，所述第二水管上设有第二压力检测件。

作为本发明的进一步优化，所述第二水管的另一端与所述水箱连接。

作为本发明的进一步优化，还包括设于所述第一水管上的第一阀门。

作为本发明的进一步优化，还包括设于所述第一水管或所述第二水管上的流速检测件。

作为本发明的进一步优化，还包括设于所述第二水管上的排水阀。

作为本发明的进一步优化，所述第一水管和所述第二水管通过法兰与所述待测不锈钢管连接。

作为本发明的进一步优化，所述第一水管和所述第二水管的直径均为50mm。

一种不锈钢防冻测试方法，包括如下步骤：使待测不锈钢管放置于第一预设温度中，使不锈钢管中的水以第一预设速度流动，在第一预设时间后检测不锈钢管两端压力，若有压力变化，则保持第一预设温度和第一预设流速至冻结。

作为本发明的进一步优化，待测不锈钢管进水的一端连接有第一阀门，还包括如下步骤：将第一阀门打开至第一开度，使不锈钢管中的水以第一预设速度流动；将第一阀门打开至第二开度，使不锈钢管中的水第一预设速度流动。

作为本发明的进一步优化，还包括如下步骤：若压力无变化，则使不锈钢管按照预设的温度梯度降温至第二预设温度。

作为本发明的进一步优化，还包括如下步骤：改变供水量以使不锈钢管中的水以第二预设速度流动，在第一预设时间后检测不锈钢管两端压力，若有压力变化，则保持第一预设温度和第一预设流速至冻结。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所述的不锈钢防冻性能测试装置，通过变温单元和变频泵的设置，可以实现对不同流速或不同压力的使用状态的模拟，通过第一压力检测件和第二压力检测件的设置，可以有效地观察到待测不锈钢管中是否产生冻结，从而可以测试待测不锈钢管不同流速、不同压力下的冻结温度，有效的对各种不锈钢管进行测试。

本发明所述的不锈钢防冻性能测试方法，通过将待测不锈钢管放置在第一预设温度的环境中，并使水流按照第一预设速度经过，通过观察两侧的压力变化来检测待测不锈钢管中是否发生冻结现象，操作简单方便，受外界影响小，可以测试各种的不锈钢管。

附图说明

为了更清楚地说明本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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明不锈钢防冻性能测试装置的结构示意图；

以上各图中，1、水箱；2、变频泵；3、第一阀门；4、第一压力检测件；5、第二压力检测件；6、法兰；7、变温元件；8、温度检测件；9、流速检测件；10、排水阀；11、第一水管；12、第二水管；13、待测不锈钢管。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参考图1，本发明提出一种不锈钢防冻性能测试装置，包括水箱1，与所述水箱1连接的第一水管11，与所述第一水管11连接的变频泵2，可放置待测不锈钢管13的变温元件7，以及设于所述第一水管11上的第一压力检测件4，所述待测不锈钢管13一端与所述第一水管11连接，所述待测不锈钢管13的另一端与第二水管12连接，所述第二水管12上设有第二压力检测件5。

本发明所述的不锈钢防冻性能测试装置，通过变温单元7和变频泵2的设置，可以实现对不同流速或不同压力的使用状态的模拟，从而可以测试待测不锈钢管13不同流速、不同压力下的冻结温度，通过第一压力检测件4和第二压力检测件5的设置，可以有效地观察到待测不锈钢管13中是否产生冻结，有效的对各种不锈钢管进行测试，本实施例中，在测试时，如果在稳定流速和稳定温度下，所述第一压力检测件4检测的压力升高，而所述第二压力检测件5检测的压力降低，则说明所述待测不锈钢管13正在冻结过程中，即可测试该温度及该流速下的冻结时长等参数。

进一步的，所述第二水管12与所述水箱1连接，所述待测不锈钢管13的另一端与所述第二水管12连接，从而使得该测试装置的水路成为一个闭环的循环，无需过多水即可完成测试，且不会造成对水资源的浪费。

进一步的，还包括设于所述第一水管11上的第一阀门3，通过所述第一阀门3的设置，可以与所述变频泵2配合，实现对于所述第一水管11内的同压力不同流速，或同流速不同压力等各种不同使用条件的模拟，进一步增加了可以模拟的使用场景的数量。

进一步的，还包括设于所述第一水管11或所述第二水管12上的流速检测件9，从而可以有效的对流速进行监测，同时可以有效地监测冻结过程中流速的变化，以及变化过程中冻结速度的情况等参数。

进一步的，还包括设于所述第二水管12上的排水阀10，在测试结束后，由于所述待测不锈钢管13已经冻住，此时可通过所述变温元件7改变温度，使其融化，并通过所述排水阀10将溶解的水排出，从而可以进行下一次的测试。

进一步的，所述第一水管11和所述第二水管12通过法兰6与所述待测不锈钢管13连接，上述连接方式易于安装和拆卸，本实施例中，所述第一水管11、所述第二水管12和所述待测不锈钢管13的直径均为50mm，其中所述待测不锈钢管13为U型，上述设置方便安装和拆卸。

进一步的，还包括设于所述变温元件7内的温度检测件8，从而有效的对所述待测不锈钢管13的环境温度进行监测，有利于记录和分析。

本发明所述的不锈钢防冻测试装置，使用时，先向所述水箱1中注水，随后关闭所述排水阀10，打开所述第一阀门3至50%，调节所述变温元件7至零度，调节所述变频泵2，通过所述流速检测件9读取流量，至流量为0.7 m³/h，观察所述第一压力检测件4和所述第二压力检测件5，观察10分钟，若第一压力检测件4的数值增大，第二压力检测件5的数值减小，则说明有冻结现象，随后保持所述变频泵2和所述变温元件7不动，直至无水流动，并记录时间，随后调节所述变温元件7，关闭所述变频泵2，打开所述排水阀10，将融化的水排出，随后进行其他工况的测试，测试完后，通过所述法兰6将所述待测不锈钢管13卸下并更换其他的待测件。

本发明还提出一种不锈钢防冻测试方法，包括如下步骤：使待测不锈钢管放置于第一预设温度中，使不锈钢管中的水以第一预设速度流动，在第一预设时间后检测不锈钢管两端压力，若有压力变化，则保持第一预设温度和第一预设流速至冻结。

以下以具体的实验对本发明所述的不锈钢防冻性能测试方法进行说明：

将第一阀门打开至50%，调节至流量为0.7 m³/h，记录两端的压力值，调节环境温度至0℃，持续10分钟，观察两端的压力值，若两端压力有变化（进水端压力升高，出水端压力降低），则保持该工况，直至待测不锈钢管无水流出，记录冻结时长t，若无变化，则调节环境温度下降1℃，随后再继续观察10分钟，若无变化，继续按照1℃的温度梯度进行递减，直至两侧压力有变化。

将水化冻后，将第一阀门打开至100%，重复上述步骤。

将水化冻后，将第一阀门打开只50%，调节至流量为1.0 m³/h，记录两端的压力值，调节环境温度至0℃，持续10分钟，观察两端的压力值，若两端压力有变化（进水端压力升高，出水端压力降低），则保持该工况，直至待测不锈钢管无水流出，记录冻结时长t，若无变化，则调节环境温度下降1℃，随后再继续观察10分钟，若无变化，继续按照1℃的温度梯度进行递减，直至两侧压力有变化。

再进行化冻后，将第一阀门打开至100%，重复上述步骤。

从而测得不同开度、不同流速下的该不锈钢管的冻结温度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种不锈钢防冻性能测试装置，其特征在于，包括水箱，与所述水箱连接的第一水管，与所述第一水管连接的变频泵，可放置待测不锈钢管的变温元件，以及设于所述第一水管上的第一压力检测件，所述待测不锈钢管一端与所述第一水管连接，所述待测不锈钢管的另一端与第二水管连接，所述第二水管上设有第二压力检测件。

2.根据权利要求1所述的不锈钢防冻性能测试装置，其特征在于，所述第二水管的另一端与所述水箱连接。

3.根据权利要求1所述的不锈钢防冻性能测试装置，其特征在于，还包括设于所述第一水管上的第一阀门。

4.根据权利要求3所述的不锈钢防冻性能测试装置，其特征在于，还包括设于所述第一水管或所述第二水管上的流速检测件。

5.根据权利要求1所述的不锈钢防冻测试装置，其特征在于，还包括设于所述第二水管上的排水阀。

6.根据权利要求1所述的不锈钢防冻测试装置，其特征在于，所述第一水管和所述第二水管通过法兰与所述待测不锈钢管连接。

7.一种不锈钢防冻测试方法，其特征在于，包括如下步骤：使待测不锈钢管放置于第一预设温度中，使不锈钢管中的水以第一预设速度流动，在第一预设时间后检测不锈钢管两端压力，若有压力变化，则保持第一预设温度和第一预设流速至冻结。

8.根据权利要求7所述的不锈钢防冻测试方法，其特征在于，待测不锈钢管进水的一端连接有第一阀门，该方法还包括如下步骤：将第一阀门打开至第一开度，使不锈钢管中的水以第一预设速度流动；将第一阀门打开至第二开度，使不锈钢管中的水第一预设速度流动。

9.根据权利要求7所述的不锈钢防冻测试方法，其特征在于，还包括如下步骤：若压力无变化，则使不锈钢管按照预设的温度梯度降温至第二预设温度。

10.根据权利要求所述的不锈钢防冻测试方法，其特征在于，还包括如下步骤：改变供水量以使不锈钢管中的水以第二预设速度流动，在第一预设时间后检测不锈钢管两端压力，若有压力变化，则保持第一预设温度和第一预设流速至冻结。