一種用于檢測圓柱形壓力氣瓶或管道防爆性能的方法
【專利摘要】一種用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法。其包括建立由作為試件的壓力氣瓶或壓力管道、堵頭、進(jìn)出液口、防爆裝置和壓力交變試驗臺組成的測試系統(tǒng)；利用壓力交變試驗臺向試件內(nèi)充入具有設(shè)定交變頻率和壓力比r的高壓液體；持續(xù)充液，以使裂紋逐步擴(kuò)展，直至在以變形量傳感器作為防爆裝置時防爆裝置發(fā)出報警信號或在以防爆護(hù)套作為防爆裝置時壓力氣瓶或壓力管道出現(xiàn)破裂等步驟。本發(fā)明優(yōu)點是：試驗中裂紋的發(fā)展過程和最終裂紋的寬度更符合實際裂紋的特征，實驗中壓力氣瓶或壓力管道破裂時產(chǎn)生的變形和變形傳遞也更接近實際破裂過程，因此試驗的結(jié)果也更能檢驗防爆裝置的實際防爆效果。
【專利說明】—種用于檢測圓柱形壓力氣瓶或管道防爆性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于壓力氣瓶或壓力管道檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國發(fā)明專利申請第200910245130.0中公開了一種用于檢測消防鋼瓶防爆報警功能的方法，根據(jù)這種公開的方法，相關(guān)技術(shù)人員可以設(shè)計出在圓柱形壓力氣瓶或壓力管道的外壁面上布設(shè)諸如線型或點型變形量傳感器或防爆護(hù)套作為防爆裝置而對其進(jìn)行防爆性能檢測的方法。如圖1所示，該方法所采用的測試系統(tǒng)是在作為試件的壓力氣瓶上的圓柱形管段或壓力管道I內(nèi)壁或外壁面上人工刻出軸向貫通或不貫通且具有一定深度及寬度的裂紋4，兩端分別用堵頭2、3進(jìn)行密封，并在堵頭2上設(shè)置進(jìn)出液口 6，將防爆裝置5安裝在壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道I的外壁面上，同時將液壓試驗機(jī)a通過管路與進(jìn)出液口 6相連。試驗時，利用液壓試驗機(jī)a通過進(jìn)出液口 6向試件內(nèi)部充入高壓液體，以使試件內(nèi)的壓力逐漸升高，然后觀察防爆裝置5的報警情況(當(dāng)防爆裝置5為安裝在壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道I外壁面上的線型或點型變形量傳感器時)或壓力氣瓶或壓力管道的破裂情況(當(dāng)防爆裝置5為安裝在壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道I外壁面上的防爆護(hù)套時)，由此來判定防爆裝置的防爆性能。
[0003]但是，這種測試方法存在如下缺陷:1)裂紋4是采用人工方式形成的，而不是自然產(chǎn)生的，因此裂紋4的實際尺寸與自然裂紋間存在差別，特別是人工裂紋的寬度與自然裂紋的寬度差別很大；2)試件內(nèi)的壓力是逐漸升高的，而實際情況是該壓力不是單純升高的，而是忽高忽低，即在一定的壓力范圍內(nèi)上下震蕩，也就是說試驗中壓力氣瓶或壓力管道I的受力情況與實際工作中的受力情況有差別；3)試驗中裂紋4基本上是不變化或變化很小的，而在實際工作中，裂紋則是由短到長、由淺到深逐步發(fā)展而產(chǎn)生的，直至壓力氣瓶或壓力管道I出現(xiàn)破裂?？傊?，試驗條件與實際工作條件的差別會導(dǎo)致試件的試驗變形量與實際變形量存在下列差別:裂紋尺寸特別是寬度尺寸的不同會導(dǎo)致試件外壁的變形量與實際變形量有差別；試件內(nèi)部施壓方式的不同(特別是交變壓力會影響變形量傳感器或防爆護(hù)套在試件外壁面上的固定效果，從而導(dǎo)致試件的變形量在向變形量傳感器或防爆護(hù)套的傳遞過程中產(chǎn)生一定的損耗，從而影響防爆性能)會導(dǎo)致試驗中試件的防爆性能與實際防爆性能有差別。此外，裂紋是逐步擴(kuò)展的，這一實際情況也沒有在試驗中有所體現(xiàn)。
[0004]綜上，試驗中的變形量與實際變形量的差別、試驗中變形量由試件到防爆裝置的傳遞損耗與實際變形量的傳遞損耗的差別，以及裂紋擴(kuò)展方式的不同，都會導(dǎo)致采用上述測量方法所得到的壓力氣瓶或壓力管道I的防爆裝置5的防爆性能與實際情況有差別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可使檢測結(jié)果更貼近實際情況的用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法。[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟:
[0007]I)建立測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在作為試件的壓力氣瓶上的圓柱形管段或壓力管道內(nèi)壁或外壁面上人工刻出軸向貫通或不貫通且具有預(yù)定深度及寬度的初始裂紋，兩端分別用堵頭進(jìn)行密封，并在堵頭上設(shè)置進(jìn)出液口，將防爆裝置安裝在壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道的外壁面上，同時將壓力交變試驗臺通過管路與進(jìn)出液口相連；
[0008]2)利用壓力交變試驗臺通過進(jìn)出液口向試件內(nèi)充入具有設(shè)定交變頻率和壓力比r的高壓液體，以對試件產(chǎn)生交變壓力；
[0009]3)持續(xù)充液，以使初始裂紋逐步擴(kuò)展，此時初始裂紋的根部逐漸接近實際裂紋，直至在以變形量傳感器作為防爆裝置時防爆裝置發(fā)出報警信號或在以防爆護(hù)套作為防爆裝置時壓力氣瓶或壓力管道出現(xiàn)破裂為止，以觀察防爆裝置的防爆效果。
[0010]所述的測試系統(tǒng)中還設(shè)有計數(shù)器，計數(shù)器串聯(lián)或并聯(lián)安裝在壓力交變試驗臺與進(jìn)出液口之間的連接管路上。
[0011]所述的初始裂紋的深度為壓力氣瓶或壓力管道設(shè)計厚度的一半，寬度為0.1?
0.5mmο
[0012]所述的壓力交變試驗臺所提供的高壓液體的交變頻率為0.5?5次/min.，壓力比r在0.1?0.8之間選取。
[0013]所述的變形量傳感器為線型變形量傳感器或多個點型變形量傳感器的組合；防爆護(hù)套為金屬或非金屬套，其與壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道的外壁面之間留有間隙或無間隙。
[0014]本發(fā)明提供的用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法的優(yōu)點是:試驗中裂紋的發(fā)展過程和最終裂紋的寬度更符合實際裂紋的特征，實驗中壓力氣瓶或壓力管道破裂時產(chǎn)生的變形和變形傳遞也更接近實際破裂過程，因此試驗的結(jié)果也更能檢驗防爆裝置的實際防爆效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為一種已有技術(shù)的用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法所采用的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明提供的用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法所采用的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法進(jìn)行詳細(xì)說明。與已有技術(shù)相同的部件采用相同的附圖標(biāo)號。
[0018]本發(fā)明提供的用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟:
[0019]I)建立如圖2所示的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在作為試件的壓力氣瓶上的圓柱形管段或壓力管道I內(nèi)壁或外壁面上人工刻出軸向貫通或不貫通且具有預(yù)定深度及寬度的初始裂紋4，兩端分別用堵頭2、3進(jìn)行密封，并在任一堵頭上設(shè)置進(jìn)出液口 6，將防爆裝置5安裝在壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道I的外壁面上，同時將壓力交變試驗臺b通過管路與進(jìn)出液口 6相連；
[0020]2)利用壓力交變試驗臺b通過進(jìn)出液口 6向試件內(nèi)充入具有設(shè)定交變頻率和壓力比r的高壓液體，以對試件產(chǎn)生交變壓力；
[0021]3)持續(xù)充液，以使初始裂紋4逐步擴(kuò)展，此時初始裂紋4的根部逐漸接近實際裂紋，直至在以變形量傳感器作為防爆裝置5時防爆裝置5發(fā)出報警信號或在以防爆護(hù)套作為防爆裝置5時壓力氣瓶或壓力管道I出現(xiàn)破裂為止，以觀察防爆裝置5的防爆效果。
[0022]所述的測試系統(tǒng)中還設(shè)有計數(shù)器7，計數(shù)器7串聯(lián)或并聯(lián)安裝在壓力交變試驗臺b與進(jìn)出液口 6之間的連接管路上，可利用其來記錄高壓液體的循環(huán)次數(shù)，也可以通過記錄打壓時間和交變頻率的方法間接計算出循環(huán)次數(shù)。
[0023]所述的初始裂紋4的深度一般選擇在壓力氣瓶或壓力管道I設(shè)計厚度的一半左右，如果初始裂紋4太深，交變次數(shù)很少時防爆裝置5就會出現(xiàn)報警或試件破裂，同時試驗中從初始裂紋4處擴(kuò)展而形成的自然裂紋的深度也太小，因此試無法準(zhǔn)確考核壓力氣瓶或壓力管道I的防爆性能，特別是在交變載荷條件下工作的可靠性。而若初始裂紋4太淺，則試驗工作量過大。初始裂紋4的寬度為0.1?0.5mm。
[0024]壓力交變試驗臺b所提供的高壓液體的交變頻率為0.5?5次/min.，壓力比r(每次交變過程中的最小壓力與最大壓力之比)在0.1?0.8之間選取，選取的原則是應(yīng)保證裂紋4擴(kuò)展速度適當(dāng)。
[0025]進(jìn)出液口 6可以是一個通道，也可以是進(jìn)液口與出液口兩個通道的組合。
[0026]另外，試驗中試件內(nèi)的最大壓力值應(yīng)設(shè)置在壓力氣瓶或壓力管道I的公稱壓力值附近，這樣試驗條件就更接近實際情況。
[0027]此外，壓力比r可以是恒定的，也可以按設(shè)定的規(guī)律不斷變化。同樣，試件充壓的最大壓力或最小壓力可以是恒定不變的，也可以按設(shè)定的程序隨交變次數(shù)的增加逐步增加或逐步減少，前提是應(yīng)保證防爆裝置5動作時交變循環(huán)的次數(shù)要適當(dāng)。
[0028]另外，所述的變形量傳感器可以是線型變形量傳感器，也可以是多個點型變形量傳感器(例如應(yīng)變片)的組合；防爆護(hù)套為可以承力的金屬或非金屬套，其與壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道I的外壁面之間留有間隙或無間隙。
[0029]此外，當(dāng)采用變形量傳感器作為防爆裝置5時，報警時間應(yīng)設(shè)定在試件破裂之前。當(dāng)采用防爆護(hù)套作為防爆裝置5時，防爆裝置5的作用是盡可能減小壓力氣瓶或壓力管道破裂時的威力。一般用壓力釋放速度來衡量爆破威力，壓力釋放越快，爆破威力越大，以此來判定護(hù)套型防爆裝置的防爆性能。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測圓柱形壓力氣瓶或壓力管道防爆性能的方法，其特征在于:其包括按順序進(jìn)行的下列步驟: 1)建立測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在作為試件的壓力氣瓶上的圓柱形管段或壓力管道(I)內(nèi)壁或外壁面上人工刻出軸向貫通或不貫通且具有預(yù)定深度及寬度的初始裂紋(4)，兩端分別用堵頭(2、3)進(jìn)行密封，并在任一堵頭上設(shè)置進(jìn)出液口(6)，將防爆裝置(5)安裝在壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道(I)的外壁面上，同時將壓力交變試驗臺b通過管路與進(jìn)出液口(6)相連； 2)利用壓力交變試驗臺b通過進(jìn)出液口(6)向試件內(nèi)充入具有設(shè)定交變頻率和壓力比r的高壓液體，以對試件產(chǎn)生交變壓力； 3)持續(xù)充液，以使初始裂紋(4)逐步擴(kuò)展，此時初始裂紋(4)的根部逐漸接近實際裂紋，直至在以變形量傳感器作為防爆裝置(5)時防爆裝置(5)發(fā)出報警信號或在以防爆護(hù)套作為防爆裝置(5)時壓力氣瓶或壓力管道(I)出現(xiàn)破裂為止，以觀察防爆裝置(5)的防爆效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的測試系統(tǒng)中還設(shè)有計數(shù)器(7)，計數(shù)器(7)串聯(lián)或并聯(lián)安裝在壓力交變試驗臺b與進(jìn)出液口(6)之間的連接管路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的初始裂紋4的深度為壓力氣瓶或壓力管道(I)設(shè)計厚度的一半，寬度為0.1?0.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的壓力交變試驗臺b所提供的高壓液體的交變頻率為0.5?5次/min.，壓力比r在0.1?0.8之間選取。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的變形量傳感器為線型變形量傳感器或多個點型變形量傳感器的組合；防爆護(hù)套為金屬或非金屬套，其與壓力氣瓶上圓柱形管段或壓力管道(I)的外壁面之間留有間隙或無間隙。
【文檔編號】G01N3/36GK103994935SQ201410161682
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】張衛(wèi)社 申請人:張衛(wèi)社