管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，包括壓力提供系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、彎曲拉力系統(tǒng)、拉力傳感器、位移傳感器、扭矩測(cè)量裝置、試驗(yàn)臺(tái)架和壓力傳感器。壓力提供系統(tǒng)最高壓力為70MPa。單個(gè)雙作用液壓油缸最大拉力為250T，最大行程為550mm。單個(gè)拉力傳感器最大可承受載荷300T。位移傳感器最大量程為600mm。扭矩測(cè)量裝置最大量程為600000N.m。管道中心線到地面距離C范圍為：1500mm～6000mm，滿足NPS2～NPS60管線球閥測(cè)試高度要求。兩管箍之間距離B調(diào)整范圍為：1000mm～3000mm，滿足NPS2～NPS60管線球閥測(cè)試寬度要求。壓力傳感器最大量程為100MPa。
【專利說明】管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種彎曲試驗(yàn)裝置，特別涉及一種管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]管線球閥的閥體是一個(gè)承壓部件，其壓力邊界除了承壓內(nèi)部介質(zhì)的壓力之外，尚需承受外部載荷，如地基沉降、山體滑坡、洪水、泥石流、地震等自然災(zāi)害引起的彎曲載荷。管線球閥的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)ASME B16.34在閥體壁厚附加考慮因素時(shí)提到“為了克服裝配應(yīng)力、閥門關(guān)閉應(yīng)力、非圓形狀和應(yīng)力集中等所需的附加厚度，由制造廠各別確定”。但標(biāo)準(zhǔn)中未明確管線球閥閥體在彎曲載荷作用下閥體壁厚如何確定。因此，需對(duì)管線球閥在介質(zhì)壓力和外載荷彎曲載荷共同作用下進(jìn)行深入研究，并建造大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置進(jìn)行型式試驗(yàn)。型式試驗(yàn)的目的為:在介質(zhì)壓力和外載荷彎曲載荷共同作用下，驗(yàn)證閥門動(dòng)作的可靠性，驗(yàn)證管線球閥的密封性能，驗(yàn)證管線球閥的扭矩是否發(fā)生大的變化，同時(shí)對(duì)管線球閥和管道的應(yīng)力進(jìn)行測(cè)定。目前管線球閥最大規(guī)格為NPS60，最高壓力等級(jí)為Class2500，國內(nèi)外還未見報(bào)道可試驗(yàn)上述管線球閥參數(shù)的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，可試驗(yàn)NPS2?NPS60，Classl50?Class2500管線球閥。
[0004]為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，包括
[0005]⑴壓力提供系統(tǒng):提供被測(cè)試管線球閥和管道進(jìn)行殼體試驗(yàn)、高壓密封試驗(yàn)和低壓密封試驗(yàn)所需的試驗(yàn)壓力；
[0006]⑵數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):接收電阻應(yīng)變計(jì)、拉力傳感器、位移傳感器、扭矩測(cè)量裝置和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理并顯示；
[0007]⑶彎曲拉力系統(tǒng):用于控制管線球閥上下運(yùn)動(dòng)，形成變矩；
[0008]⑷拉力傳感器:一端固定在彎曲拉力系統(tǒng)的連接套，另一端固定在試驗(yàn)臺(tái)架的連接套上，用于傳遞雙作用液壓油缸的拉力；
[0009](5)位移傳感器:安裝于管線球閥的底部，用于測(cè)量管線球閥在雙作用液壓油缸的拉力作用下向下運(yùn)動(dòng)的最大直線位移量；
[0010](6)扭矩測(cè)量裝置:與管線球閥連接，用于測(cè)量閥門在常溫、低溫和高溫時(shí)的開關(guān)扭矩；
[0011](7)試驗(yàn)臺(tái)架:管線球閥與測(cè)試管道焊接后放置于支撐管上；
[0012]及
[0013]⑶壓力傳感器:安裝在壓力檢測(cè)口上，檢測(cè)測(cè)試管道的壓力，并將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。[0014]所述壓力提供系統(tǒng)包括操作按扭、觸摸屏數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、控制閥、保壓時(shí)間報(bào)警、壓力表、氣源接口和液壓增壓系統(tǒng)，提供最高壓力為70 Mpa，可對(duì)Classl50?Class2500管線球閥進(jìn)行試驗(yàn)。
[0015]所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括USB接口電阻應(yīng)變儀和筆記本電腦，USB接口電阻應(yīng)變儀接收電阻應(yīng)變計(jì)、拉力傳感器、位移傳感器、扭矩測(cè)量裝置和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，通過USB接口將試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳給筆記本電腦，經(jīng)應(yīng)變測(cè)試軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終以圖表的型式顯示測(cè)試結(jié)果。USB接口電阻應(yīng)變儀可實(shí)現(xiàn)單次采樣、定時(shí)采樣或連續(xù)采樣，最高采樣頻率:IHz0測(cè)量應(yīng)變范圍:±20000u ε，測(cè)量電阻范圍:50?10000Ω，靈敏度系數(shù):1.0?3.0自動(dòng)修正。USB接口電阻應(yīng)變儀可將電阻應(yīng)變計(jì)、拉力傳感器、位移傳感器、扭矩測(cè)量裝置、壓力傳感器的數(shù)據(jù)接收后，通過USB接口將試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳給筆記本電腦。應(yīng)變測(cè)試軟件包括參數(shù)設(shè)置模塊、視圖顯示模塊、視圖設(shè)置模塊、信號(hào)選擇模塊、采樣模塊和硬件接口模塊，最高采樣頻率:IHz0應(yīng)變測(cè)試軟件測(cè)量通道可達(dá)到4096個(gè)，提供二次開發(fā)接口，可方便與LABVIEW、CV1、VB等系統(tǒng)兼容。經(jīng)處理后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終以圖表的型式顯示測(cè)試結(jié)果。
[0016]所述彎曲拉力系統(tǒng)包括圓柱銷、連接套、調(diào)節(jié)螺母、油缸連接桿、雙作用液壓油缸、液壓軟管和拉力液壓系統(tǒng)，圓柱銷穿過連接套與拉力傳感器固定，調(diào)節(jié)螺母對(duì)拉力傳感器的安裝位置微量調(diào)節(jié)，油缸連接桿連接套和雙作用液壓油缸，雙作用液壓油缸安裝在拉力支撐座上。其中，拉力液壓系統(tǒng)包括油泵、油箱、電磁閥、泄壓閥、蓄能器、數(shù)顯壓力表組成。測(cè)試時(shí)調(diào)節(jié)數(shù)顯壓力表選擇需要的設(shè)定壓力，啟動(dòng)油泵。按“下拉”按鈕，雙作用液壓油缸開始向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的拉力時(shí)油泵自動(dòng)卸荷，壓力由蓄能器系統(tǒng)進(jìn)行保持。按“上升”按鈕，雙作用液壓油缸開始向上運(yùn)動(dòng)，并恢復(fù)原來狀態(tài)。手動(dòng)打開泄壓閥，系統(tǒng)泄壓。拉力液壓系統(tǒng)額定工作壓力18MPa，系統(tǒng)流量:15L/min，油箱容量:500L。
[0017]其中，單個(gè)雙作用液壓油缸最大拉力為250T，最大行程為550mm，最大可承受載荷300T。NPS60管線球閥所需最大載荷為220T，最大位移量為520mm，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥。
[0018]拉力傳感器可根據(jù)被測(cè)試的管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，單個(gè)拉力傳感器最大可承受載荷300T，NPS60管線球閥所需最大載荷為220T，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥。
[0019]位移傳感器可根據(jù)被測(cè)試管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，最大量程為600_，NPS60管線球閥最大位移量為520mm，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥。
[0020]扭矩測(cè)量裝置可根據(jù)被測(cè)試管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，最大量程為600000N *m,NPS60管線球閥最大扭矩為450000N.m,因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥。
[0021]壓力傳感器安裝在壓力檢測(cè)口上，檢測(cè)測(cè)試管道的壓力。壓力傳感器最大量程為lOOMPa，管線球閥最高壓力等級(jí)為Class2500 (PN420),殼體測(cè)試壓力為63MPa，因此可測(cè)試Classl50?Class2500管線球閥。
[0022]所述試驗(yàn)臺(tái)架包括進(jìn)壓口、泄放口、壓力表、壓力檢測(cè)口、支撐管、調(diào)節(jié)支撐座、支撐座、測(cè)試管道、管線球閥、電阻應(yīng)變計(jì)、管箍、調(diào)節(jié)螺母I1、連接套I1、圓柱銷II和拉力支撐座。進(jìn)壓口用于接收壓力提供系統(tǒng)提供的壓力，最高壓力為70 MPa，可對(duì)Classl50?Class2500管線球閥進(jìn)行試驗(yàn)。壓力表用于檢測(cè)測(cè)試管道的壓力，安裝在測(cè)試管道的兩端，壓力表最大量程為lOOMPa。支撐座采用地腳螺栓安裝固定在水泥上，調(diào)節(jié)支撐座固定于支撐座上，支撐管安裝于調(diào)節(jié)支撐座上，測(cè)試管道與管線球閥焊接后放置于支撐管上，與支撐管活動(dòng)連接。調(diào)節(jié)支撐座上在測(cè)試不同規(guī)格管線球閥時(shí)，調(diào)節(jié)管道中心線到地面距離C，管道中心線到地面距離C范圍為:1500mm?6000mm，滿足NPS2?NPS60管線球閥測(cè)試高度要求。測(cè)試管道與管線球閥焊接后放置于支撐管上，測(cè)試不同規(guī)格管線球閥時(shí)需更換測(cè)試管道和管線球閥，且保持試驗(yàn)臺(tái)架總長度A為25000mm。管箍安裝在測(cè)試管道上，兩管箍之間距離B根據(jù)測(cè)試不同規(guī)格管線球閥可進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍為:1000mm?3000mm，滿足NPS2?NPS60管線球閥測(cè)試寬度要求。
[0023]所述電阻應(yīng)變計(jì)粘貼于管線球閥焊縫、管線球閥與測(cè)試管道焊縫和測(cè)試管道上。
[0024]所述管箍與連接套螺接，連接套另一端安裝有拉力傳感器，并用圓柱銷固定。
[0025]本實(shí)用新型管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置的測(cè)試流程為:
[0026]a)未施加彎矩扭矩測(cè)量；
[0027]b)測(cè)試管道和管線球閥通過壓力提供系統(tǒng)施加壓力，壓力按設(shè)計(jì)壓力的25%、50%、75%、100%逐級(jí)增加，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連續(xù)采樣數(shù)據(jù)；
[0028]c)通過彎曲拉力系統(tǒng)對(duì)測(cè)試管道加載彎矩。加載時(shí)雙作用液壓油缸對(duì)兩測(cè)試管道施加的拉力每次增加10KN，直到最大值，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連續(xù)采樣數(shù)據(jù)；
[0029]d)測(cè)試管道和管線球閥密封檢查；
[0030]e)施加壓力和彎矩后扭矩測(cè)量；
[0031]f)卸載彎矩；
[0032]g)卸載壓力；
[0033]h)采樣數(shù)據(jù)分析及結(jié)果顯示。
[0034]本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于:
[0035]I)壓力提供系統(tǒng)最高壓力為70 MPa，可對(duì)Classl50?Class2500管線球閥進(jìn)行試驗(yàn)；
[0036]2)單個(gè)雙作用液壓油缸最大拉力為250T，最大行程為550mm。NPS60管線球閥所需最大載荷為220T，最大位移量為520mm，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥；
[0037]3)拉力傳感器可根據(jù)測(cè)試管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，單個(gè)拉力傳感器最大可承受載荷300T，NPS60管線球閥所需最大載荷為220T，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥；
[0038]4)位移傳感器可根據(jù)測(cè)試管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，最大量程為600mm，NPS60管線球閥最大位移量為520mm，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥；
[0039]5)扭矩測(cè)量裝置可根據(jù)測(cè)試管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，最大量程為600000N.m,NPS60管線球閥最大扭矩為450000N.m,因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥；
[0040]6)調(diào)節(jié)支撐座上在測(cè)試不同規(guī)格管線球閥時(shí)，調(diào)節(jié)管道中心線到地面距離C，管道中心線到地面距離C范圍為:1500mm?6000mm，滿足NPS2?NPS60管線球閥測(cè)試高度要求；
[0041]7)管箍安裝在測(cè)試管道上，兩管箍之間距離B根據(jù)測(cè)試不同規(guī)格管線球閥可進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍為:1000mm?3000mm，滿足NPS2?NPS60管線球閥測(cè)試寬度要求；
[0042]8)壓力傳感器最大量程為lOOMPa，管線球閥最高壓力等級(jí)為Class2500 (PN420),殼體測(cè)試壓力為63MPa，因此可測(cè)試Classl50?Class2500管線球閥。【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]圖1為本實(shí)用新型的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置示意圖；
[0044]圖2為本實(shí)用新型的壓力提供系統(tǒng)示意圖；
[0045]圖3為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理統(tǒng)示意圖；
[0046]圖4為本實(shí)用新型的應(yīng)力測(cè)試結(jié)果示意圖；
[0047]圖5為本實(shí)用新型的彎曲 拉力系統(tǒng)示意圖；
[0048]圖6為本實(shí)用新型的彎曲拉力系統(tǒng)液壓原理示意圖；
[0049]圖7為本實(shí)用新型的試驗(yàn)臺(tái)架示意圖；
[0050]圖中標(biāo)號(hào)說明
[0051]I 一壓力提供系統(tǒng)；Ia—操作按扭；
[0052]Ib—觸摸屏數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)；Ic 一控制閥；
[0053]Id—保壓時(shí)間報(bào)警；le—壓力表；
[0054]If 一氣源接口；Ig—液壓增壓系統(tǒng)；
[0055]2—數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；2a — USB接口電阻應(yīng)變儀；
[0056]2b—數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；2c—專用測(cè)試分析軟件；
[0057]3—彎曲拉力系統(tǒng)；3a—圓柱銷I;
[0058]3b—連接套I ;3c—調(diào)節(jié)螺母I ;
[0059]3d—油缸連接桿；3e—雙作用液壓油缸；
[0060]3f一液壓軟管；3g—拉力液壓系統(tǒng)；
[0061]4 一拉力傳感器；5—位移傳感器；
[0062]6一扭矩測(cè)量裝置；7—試驗(yàn)臺(tái)架；
[0063]7a—進(jìn)壓口 ；7b—泄放口 ；
[0064]7c—壓力表；7d—壓力檢測(cè)口；
[0065]7e—支撐管；7f—調(diào)節(jié)支撐座；
[0066]7g一支撐座；7h—測(cè)試管道；
[0067]7i—管線球閥；7j—電阻應(yīng)變計(jì)；
[0068]7k—管箍；71—調(diào)節(jié)螺母II;
[0069]7m—連接套II ；7n—圓柱銷II ；
[0070]7O一拉力支撐座A—試驗(yàn)臺(tái)架總長度；
[0071]B—兩管箍之間距離；C一管道中心線到地面距離；
[0072]D—管道中心線到執(zhí)行機(jī)構(gòu)距離；8—壓力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0073]請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0074]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，包括壓力提供系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2、彎曲拉力系統(tǒng)3、拉力傳感器4、位移傳感器5、扭矩測(cè)量裝置6、試驗(yàn)臺(tái)架7和壓力傳感器8。
[0075]如圖2所示，壓力提供系統(tǒng)I包括操作按扭la、觸摸屏數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)lb、控制閥lc、保壓時(shí)間報(bào)警Id、壓力表le、氣源接口 If、液壓增壓系統(tǒng)lg，主要為大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置提供試驗(yàn)壓力，可對(duì)管線球閥和管道進(jìn)行殼體試驗(yàn)、高壓密封試驗(yàn)和低壓密封試驗(yàn)。操作按扭Ia用來控制液壓增壓系統(tǒng)Ig的啟動(dòng)和停止。觸摸屏數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)Ib主畫面有四個(gè)按扭，包括單位名稱設(shè)置、工程參數(shù)設(shè)置、查閱和關(guān)閉系統(tǒng)。進(jìn)入系統(tǒng)前需要先進(jìn)行工程單位設(shè)置，包括閥門規(guī)格、閥門壓力等級(jí)和試驗(yàn)壓力單位?！肮こ虆?shù)設(shè)置”主要包括閥門產(chǎn)品碼、檢測(cè)日期、閥門類型、閥門型號(hào)、閥門規(guī)格、閥門壓力等級(jí)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)保壓時(shí)間、檢驗(yàn)員編號(hào)和試驗(yàn)臺(tái)編號(hào)等。全部設(shè)定完成后，觸摸“保存”按扭，試驗(yàn)參數(shù)將保存在數(shù)據(jù)庫里，方便以后操作調(diào)用，設(shè)置完畢后觸摸“監(jiān)控”按扭進(jìn)入試驗(yàn)工作。觸摸“查閱”可進(jìn)入歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)查閱界面。控制閥Ic用于控制提供壓力或泄放壓力。保壓時(shí)間報(bào)警Id用于管線球閥保壓時(shí)間達(dá)到后報(bào)警，以便進(jìn)行下一步工作。壓力表Ie用于顯示壓力大小。氣源接口 If用于低壓空氣的接入，最高壓力為1.0MPa，可進(jìn)行低壓密封試驗(yàn)。液壓增壓系統(tǒng)Ig用于提供殼體試驗(yàn)和高壓密封試驗(yàn)的壓力，最高壓力為70 MPa,可對(duì)Classl50?Class2500管線球閥進(jìn)行試驗(yàn)。
[0076]如圖3所示，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2包括USB接口電阻應(yīng)變儀2a、筆記本電腦2b和應(yīng)變測(cè)試軟件2c。USB接口電阻應(yīng)變儀2a可實(shí)現(xiàn)單次采樣、定時(shí)采樣或連續(xù)采樣，最高采樣頻率:1Hz。測(cè)量應(yīng)變范圍:±20000u ε，測(cè)量電阻范圍:50?10000Ω，靈敏度系數(shù):1.0?3.0自動(dòng)修正。USB接口電阻應(yīng)變儀2a可將電阻應(yīng)變計(jì)7j、拉力傳感器4、位移傳感器5、扭矩測(cè)量裝置6、壓力傳感器8的數(shù)據(jù)接收后，通過USB接口將試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳給筆記本電腦2b。應(yīng)變測(cè)試軟件2c包括參數(shù)設(shè)置模塊、視圖顯示模塊、視圖設(shè)置模塊、信號(hào)選擇模塊、采樣模塊、硬件接口模塊，最高采樣頻率:1Hz。應(yīng)變測(cè)試軟件2c測(cè)量通道可達(dá)到4096個(gè)，提供二次開發(fā)接口，可方便與LABVIEW、CV1、VB等系統(tǒng)兼容。應(yīng)變測(cè)試軟件2c用來處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終以圖表的型式顯示測(cè)試結(jié)果，應(yīng)力測(cè)試結(jié)果如圖4所示。
[0077]如圖5所示，彎曲拉力系統(tǒng)3包括圓柱銷13a、連接套13b、調(diào)節(jié)螺母13c、油缸連接桿3d、雙作用液壓油缸3e、液壓軟管3f、拉力液壓系統(tǒng)3g。連接套I3b用于安裝拉力傳感器4，安裝后用圓柱銷I3a穿過連接套I3b和拉力傳感器4固定，調(diào)節(jié)螺母I3c可對(duì)拉力傳感器4安裝位置微量調(diào)節(jié)。油缸連接桿3d用于連接套I3b和雙作用液壓油缸3e。雙作用液壓油缸3e用于控制管線球閥7i向下和向上運(yùn)動(dòng)，并形成彎矩，采用螺栓安裝在拉力支撐座7o上。單個(gè)雙作用液壓油缸3e最大拉力為250T，最大行程為550mm。NPS60管線球閥所需最大載荷為220T，最大位移量為520mm，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥。液壓軟管3f用于輸送拉力液壓系統(tǒng)3g所提供的液壓油和動(dòng)力。液壓原理示意圖如圖6所示，拉力液壓系統(tǒng)3g主要由油泵、油箱、電磁閥、泄壓閥、蓄能器、數(shù)顯壓力表組成。測(cè)試時(shí)調(diào)節(jié)數(shù)顯壓力表選擇需要的設(shè)定壓力，啟動(dòng)油泵。按“下拉”按鈕，雙作用液壓油缸3e開始向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的拉力時(shí)油泵自動(dòng)卸荷，壓力由蓄能器系統(tǒng)進(jìn)行保持。按“上升”按鈕，雙作用液壓油缸3e開始向上運(yùn)動(dòng)，并恢復(fù)原來狀態(tài)。手動(dòng)打開泄壓閥，系統(tǒng)泄壓。拉力液壓系統(tǒng)3g額定工作壓力18MPa，系統(tǒng)流量:15L/min，油箱容量:500L。
[0078]拉力傳感器4 一端固定在連接套13b，另一端固定在連接套II7m上，用于傳遞雙作用液壓油缸3e的拉力。拉力傳感器4內(nèi)部的彈性元件在雙作用液壓油缸3e的拉力作用下產(chǎn)彈性變形，粘貼的電阻應(yīng)變片也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，阻值將發(fā)生變化，信號(hào)傳輸給USB接口電阻應(yīng)變儀2a，完成將外力變換為電信號(hào)的過程。拉力傳感器4可根據(jù)測(cè)試管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，單個(gè)拉力傳感器最大可承受載荷300T，NPS60管線球閥所需最大載荷為220T，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥。
[0079]位移傳感器5安裝于管線球閥7i的底部，用于測(cè)量管線球閥7i在雙作用液壓油缸3e的拉力作用下，向下運(yùn)動(dòng)最大直線位移量。位移傳感器5可根據(jù)測(cè)試管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，最大量程為600mm，NPS60管線球閥最大位移量為520mm，因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥。
[0080]扭矩測(cè)量裝置6用于測(cè)量管線球閥7i的開關(guān)扭矩，扭矩測(cè)量裝置6可根據(jù)測(cè)試管線球閥規(guī)格不同進(jìn)行配置，最大量程為600000N.m, NPS60管線球閥最大扭矩為450000N.m,因此可測(cè)試NPS2?NPS60管線球閥。
[0081]如圖7所示，試驗(yàn)臺(tái)架7包括進(jìn)壓口 7a、泄放口 7b、壓力表7c、壓力檢測(cè)口 7d、支撐管7e、調(diào)節(jié)支撐座7f、支撐座7g、測(cè)試管道7h、管線球閥71、電阻應(yīng)變計(jì)7 j、管箍7k、調(diào)節(jié)螺母1171、連接套II7m、圓柱銷II7n、拉力支撐座7ο。進(jìn)壓口 7a用于接收壓力提供系統(tǒng)I提供的壓力，最高壓力為70 MPa，可對(duì)Classl50?Class2500管線球閥進(jìn)行試驗(yàn)。泄放口7b用于向測(cè)試管道7h和管線球閥7i注入試驗(yàn)介質(zhì)時(shí)排放空氣，使測(cè)試管道7h和管線球閥7i充滿試驗(yàn)介質(zhì)。壓力表7c用于檢測(cè)測(cè)試管道7h的壓力，安裝在測(cè)試管道7h的兩端，壓力表7c最大量程為lOOMPa。壓力檢測(cè)口 7d用于安裝壓力傳感器8。支撐管7e用于支撐測(cè)試管道7h，并與測(cè)試管道7h活動(dòng)連接，支撐管7e采用螺栓安裝在調(diào)節(jié)支撐座7f上。調(diào)節(jié)支撐座7f上在測(cè)試不同規(guī)格管線球閥時(shí)，調(diào)節(jié)管道中心線到地面距離C，管道中心線到地面距離C范圍為:1500mm?6000mm，滿足NPS2?NPS60管線球閥測(cè)試高度要求。調(diào)節(jié)支撐座7f采用螺栓安裝在支撐座7g上，支撐座7g采用地腳螺栓安裝在水泥基礎(chǔ)上。測(cè)試管道7h與管線球閥7i焊接后放置于支撐管7e上，測(cè)試不同規(guī)格管線球閥時(shí)需更換測(cè)試管道7h和管線球閥7i，且保持試驗(yàn)臺(tái)架總長度A為25000mm。根據(jù)管線球閥7i的結(jié)構(gòu)特征，分別選用兩片直角形和三片直角形應(yīng)變花焊在在電阻應(yīng)變計(jì)7j上，然后采用膠水將電阻應(yīng)變計(jì)7j貼在管線球閥7i焊縫、管線球閥7i與測(cè)試管道7h焊縫和測(cè)試管道7h上，在彎曲試驗(yàn)過程中，通過屏蔽線將信號(hào)傳輸給USB接口電阻應(yīng)變儀2a。管箍7k安裝在測(cè)試管道7h上，兩管箍之間距離B根據(jù)測(cè)試不同規(guī)格管線球閥可進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍為:1000mm?3000mm,滿足NPS2?NPS60管線球閥測(cè)試寬度要求。管箍7k與連接套II7m螺紋端連接，調(diào)節(jié)螺母1171可對(duì)安裝位置微量調(diào)節(jié)。連接套II7m另一端與用于安裝拉力傳感器4，安裝后用圓柱銷II7n固定。拉力支撐座7ο采用地腳螺栓安裝在水泥基礎(chǔ)上，用于安裝雙作用液壓油缸3e。
[0082]壓力傳感器8安裝在壓力檢測(cè)口 7d上，檢測(cè)測(cè)試管道7h的壓力。壓力傳感器8最大量程為lOOMPa，管線球閥最高壓力等級(jí)為Class2500 (PN420),殼體測(cè)試壓力為63MPa，因此可測(cè)試Classl50?Class2500管線球閥。
[0083]本實(shí)用新型管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置的測(cè)試流程為:
[0084]a)未施加彎矩扭矩測(cè)量；
[0085]b)測(cè)試管道7h和管線球閥7i通過壓力提供系統(tǒng)I施加壓力，壓力按設(shè)計(jì)壓力的25%、50%、75%、100%逐級(jí)增加，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2連續(xù)采樣數(shù)據(jù)；
[0086]c)通過彎曲拉力系統(tǒng)3對(duì)測(cè)試管道7h加載彎矩。加載時(shí)雙作用液壓油缸3e對(duì)兩測(cè)試管道7h施加的拉力每次增加10KN，直到最大值，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2連續(xù)采樣數(shù)據(jù)；
[0087]d)測(cè)試管道7h和管線球閥7i密封檢查；[0088]e)施加壓力和彎矩后扭矩測(cè)量；
[0089]f )卸載彎矩；
[0090]g)卸載壓力；
[0091]h)采樣數(shù)據(jù)分析及結(jié)果顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，包括 壓力提供系統(tǒng)(I):提供被測(cè)試管線球閥和管道進(jìn)行殼體試驗(yàn)、高壓密封試驗(yàn)和低壓密封試驗(yàn)所需的試驗(yàn)壓力； 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(2):接收電阻應(yīng)變計(jì)、拉力傳感器、位移傳感器、扭矩測(cè)量裝置和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理并顯示； 彎曲拉力系統(tǒng)(3):用于控制管線球閥上下運(yùn)動(dòng)，形成變矩； 拉力傳感器(4):一端固定在彎曲拉力系統(tǒng)的連接套，另一端固定在試驗(yàn)臺(tái)架的連接套上，用于傳遞雙作用液壓油缸的拉力； 位移傳感器(5):安裝于管線球閥的底部，用于測(cè)量管線球閥在雙作用液壓油缸的拉力作用下向下運(yùn)動(dòng)的最大直線位移量； 扭矩測(cè)量裝置(6):與管線球閥連接，用于測(cè)量閥門在常溫、低溫和高溫時(shí)的開關(guān)扭矩； 試驗(yàn)臺(tái)架(7):管線球閥與測(cè)試管道焊接后放置于支撐管上； 及 壓力傳感器(8):安裝在壓 力檢測(cè)口上，檢測(cè)測(cè)試管道的壓力，并將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述壓力提供系統(tǒng)包括操作按扭、觸摸屏數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、控制閥、保壓時(shí)間報(bào)警、壓力表、氣源接口和液壓增壓系統(tǒng)，提供最高壓力為70 Mpa0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括USB接口電阻應(yīng)變儀和筆記本電腦，USB接口電阻應(yīng)變儀接收電阻應(yīng)變計(jì)、拉力傳感器、位移傳感器、扭矩測(cè)量裝置和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，通過USB接口將試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳給筆記本電腦，經(jīng)應(yīng)變測(cè)試軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終以圖表的型式顯示測(cè)試結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述彎曲拉力系統(tǒng)包括圓柱銷、連接套、調(diào)節(jié)螺母、油缸連接桿、雙作用液壓油缸、液壓軟管和拉力液壓系統(tǒng)，圓柱銷穿過連接套與拉力傳感器固定，調(diào)節(jié)螺母對(duì)拉力傳感器的安裝位置微量調(diào)節(jié)，油缸連接桿連接套和雙作用液壓油缸，雙作用液壓油缸安裝在拉力支撐座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:單個(gè)雙作用液壓油缸最大拉力為250T，最大行程為550mm，最大可承受載荷300T。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述位移傳感器最大量程為600_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述扭矩測(cè)量裝置最大量程為600000N.m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述試驗(yàn)臺(tái)架包括進(jìn)壓口、泄放口、壓力表、壓力檢測(cè)口、支撐管、調(diào)節(jié)支撐座、支撐座、測(cè)試管道、管線球閥、電阻應(yīng)變計(jì)、管箍、調(diào)節(jié)螺母I1、連接套I1、圓柱銷II和拉力支撐座，支撐座采用地腳螺栓安裝固定在水泥上，調(diào)節(jié)支撐座固定于支撐座上，支撐管安裝于調(diào)節(jié)支撐座上，測(cè)試管道與管線球閥焊接后放置于支撐管上，與支撐管活動(dòng)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述電阻應(yīng)變計(jì)粘貼于管線球閥焊縫、管線球閥與測(cè)試管道焊縫和測(cè)試管道上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的管線球閥試驗(yàn)用的大型外載荷彎曲試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述管箍與連接套螺接，連接套另一端安裝有拉力傳感器，并用圓柱銷固定。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK203432795SQ201320541471
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】梁連金, 卓育成, 何偉華, 李北明, 梁世耿, 吳建偉 申請(qǐng)人:上海開維喜閥門集團(tuán)有限公司