薄壁不銹鋼水管雙卡壓式管件“水、氣低壓性能”測試研究
摘要:近年來我國薄壁不銹鋼水管連接件——雙卡壓式管件對歐美市場出口的增加,這無疑是一個好的機遇,但是,歐美市場對雙卡壓式管件技術(shù)參數(shù)要求比較高,對產(chǎn)品檢測項目與手段也相對嚴(yán)格,為增加了產(chǎn)品的安全系數(shù),要求在薄壁雙卡壓式管件產(chǎn)品測試中必須進行組件的水/氣低壓測試,而在國內(nèi)沒有水/氣低壓檢測要求與規(guī)定。筆者對已開展的薄壁雙卡壓式管件水/氣低壓檢測的實踐,從原理、方法和效果上進行探討,希望能給生產(chǎn)企業(yè)帶來一定的幫助。
關(guān)鍵詞:雙卡壓管件 低壓檢測 原理效果
在國外十分重視卡壓式管件水/氣壓低壓的檢測,有明確的檢測手段與測試方法,并明確規(guī)定薄壁雙卡壓式管件須進行水/氣低壓檢測,目的是檢驗產(chǎn)品質(zhì)量和組件配合情況,有效杜絕組件產(chǎn)品暇疵,保證產(chǎn)品質(zhì)量。而國內(nèi)在卡壓式管件檢測中明確要求進行高壓測試,但沒有要求做水/氣低壓性能測試規(guī)定。因此,對卡壓式組件開展水/氣密低壓性能測試的研究具有重要的意義。
近兩年,筆者通過與國外企業(yè)在技術(shù)和產(chǎn)品合作與交流,根據(jù)國外的先進檢測方法,為達到產(chǎn)品安全性,我們開展薄壁雙卡壓式管件開展水/氣低壓性能測試研究,通過不同的壓力、組件、保壓時間和方法進行反復(fù)試驗,掌握了較為完善的檢測方法與規(guī)律。本文就不銹鋼雙卡壓管件水/氣密低壓檢測原理、方法和必要性簡要闡述。
一、水/氣低壓性能檢測概述
本文所做的薄壁雙卡壓式管件低壓檢測,分別為水壓低壓測試和氣密低壓測試二種。
1、為什么要做水/氣低壓性能檢測。卡壓式連接管道系統(tǒng)是由管材、管件和密封圈組合壓接而成,在輸入水/氣介質(zhì)時,往往在高壓情況下不會泄漏,而在低壓時可能會發(fā)生滲漏。尤其對使用在燃氣管道更應(yīng)注重管道的低壓性能檢測,以防止低壓情況下滲漏。因此,開展不銹鋼卡壓式管件的低壓性能檢測是十分必要的。
2、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中沒有要求卡壓式管件須要做水的低壓測試,也沒明確要做氣密低壓檢測規(guī)定。
GB/T 19228.1-2011《不銹鋼卡壓式管件組件 第1部分卡壓式管件》7.3耐壓試驗中明確:“不銹鋼卡壓連接,組成一組試樣,進行耐壓試驗,試驗介質(zhì)為自來水,其試驗壓力2.5MPa,保壓1min,管子與管件連接部位應(yīng)無滲漏和脫落現(xiàn)象”。
GB/T 29038-2012《薄壁不銹鋼管道技術(shù)規(guī)范》7.3中規(guī)定管道系統(tǒng)驗收時,水壓試驗壓力為管道系統(tǒng)工作壓力的1.5倍,且不得小于0.6MPa。
二、水/氣低壓性能測試原理
我們知道卡壓式連接管道系統(tǒng)是由管材、管件和密封圈組合壓接而成,管材管件及密封圈的公差與配合,以及壓接的鉗口位置等因素都會對組件的密封情況有著一定的影響。
1、如果卡壓式管件在密封圈與管件r的內(nèi)壁、管材之間存在微小的間隙,當(dāng)管道系統(tǒng)在輸送低壓流體介質(zhì)和氣體時,如果管件公差尺寸問題,或與密封圈配合有細微差異,水/氣介質(zhì)能通過微小間隙流動,管件會出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象(見圖1)。
(圖1 低壓情況下密封圈微小間隙)
2、這種密封圈與管件R的內(nèi)壁、管材之間微小的間隙,當(dāng)管道系統(tǒng)輸送高壓水/氣介質(zhì)時,密封圈在介質(zhì)壓力的作用下,對密封圈產(chǎn)生一定的擠壓,使密封圈與管件之間的微小間隙填滿,在高壓狀態(tài)下不易發(fā)生滲漏(見圖2)。
(圖2 高壓情況下密封圈變化)
3、雙卡壓管件內(nèi)r角度對管件滲漏會產(chǎn)生一定的影響。管件r的角度大小,是產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要問題,它會影響密封圈放置的位置;影響密封圈與管件管材的配合,管件r角小,管材插入管件時會導(dǎo)致密封圈脫落。因此,在產(chǎn)品設(shè)計和質(zhì)量控制時,須增加管件r的角度尺寸要求,目的是使密封圈與管件的r配合緊密(見圖3)。
(圖3 管件R的角度要求)
對管件r的角度需要有技術(shù)要求,角度控制在60°左右,確保雙卡管件產(chǎn)品質(zhì)量,增強安全性。
三、水/氣高低壓檢測裝置
該設(shè)備吸收了國外的檢測設(shè)備長處,將水/氣高、低壓檢測項目合并在一個設(shè)備上,分為:水槽、水壓/氣壓表(高低壓),高壓控制閥門等部件。這樣合二為一的檢測裝置便于操作,更加快捷和安全。(見圖4)。
(圖4 水/氣高低壓測試組合設(shè)備)
1、高低水壓檢測。將管件組件連接精密水壓表端口,用支架托住測試組件,分別進行低壓和高壓檢測,觀察壓接處是否漏水,如圖4所示。
2、氣密高低壓檢測。將至少5個以上的管件壓接成測試組件,連接到氣壓軟管上,將組件放置水槽中進行高低壓檢測,觀察是否滲漏產(chǎn)生氣泡,如圖5所示。
(圖5 壓力測試組件)
四、檢測步驟與方法
為達到測試準(zhǔn)確,具體的檢測方法、步驟等操作流程:
第一步:設(shè)置5個管件為測試組合,將5個以上的管件壓接為一個組合。(見圖6)。
(圖6 水氣壓測試組件)
第二步:取5組管材、管件及密封圈壓接成測試組件。
第三步:壓接的技術(shù)要求。更能準(zhǔn)確有效測試出組合件的質(zhì)量情況,達到產(chǎn)品質(zhì)量要求之目的。(1)在低壓檢測時將管件、管子的焊縫、以及密封圈的缺口放在同一個點上;(2)對鉗口合模縫壓接部位都有明確規(guī)定(把組合件弱點集中在同一點上檢測手段)。
第四步:進行水壓測試,將需要測試的組件接到水壓的接口處,由低壓到高壓的分別測試:分別為0.1bar、1.0bar、5.0bar、16bar、24bar和40bar壓力,各保持5分鐘壓力。
第五步:進行氣壓測試,將需要測試的組件接到氣壓的軟管接口處,由低壓到高壓的分別測試:分別為0.022bar、0.11bar、0.5bar、3.0bar和6bar壓力,各保持5分鐘壓力。
第六步:觀察與判定。對管件組合進行不同水/氣壓力的測試。水/氣測試壓力為:(注1bar=0.1MPa)
1、氣壓測試壓力:分別依次為0.022bar、0.11bar、0.5bar、3.0bar和6bar壓力,各保持5分鐘壓力進行檢測。
結(jié)果判定:水中觀察是否有氣泡冒出,若有連續(xù)的細小氣泡,則為不合格。
2、水壓測試壓力:分別為0.1bar、1.0bar、5.0bar、16bar、24bar和40bar壓力,各保持5分鐘壓力進行檢測。
結(jié)果判定:觀察是否有水的滲漏現(xiàn)象,有手擦拭有水滲出,則為不合格。
五、小結(jié)
1、筆者在管件檢驗中吸收了國外先進的經(jīng)驗與檢測辦法,增加水/氣壓低壓測試,開啟了國內(nèi)卡壓式管件檢測沒有水/氣低壓測試的先河,確保雙卡壓管件產(chǎn)品的質(zhì)量。
2、檢測實踐表明,管件r角度的大小,影響密封圈與管件管材的配合,管件r角小,管材插入管件時會導(dǎo)致密封圈脫落,內(nèi)壁r角呈60°的安全性較好,不出現(xiàn)滲漏。
目前國內(nèi)管件標(biāo)準(zhǔn)中沒有對r的角度作出要求與規(guī)定,筆者建議在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)中增加對r角的控制與掌握。
3、測試研究結(jié)果:管件的公差尺寸掌握在0.2—0.4mm以內(nèi),低壓不會出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,公差超過0.6mm以上低壓容易出現(xiàn)滲漏。
4、采用焊縫平整、飽滿光滑、無拉痕的管材,低壓測試不滲漏。
5、建議國內(nèi)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定和企業(yè),對卡壓式管件檢測除需要做的高壓檢測外,能夠增加水/氣低壓檢測手段,以確保產(chǎn)品質(zhì)量的提高。不斷提高我國管件產(chǎn)品的質(zhì)量,向世界奉獻高品質(zhì)的管道產(chǎn)品。
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