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薄壁不锈钢管件低压性能测试研究

发布时间:2014年11月12日

薄壁不锈钢管件低压性能测试研究
在国外十分重视卡压式管件水/气压低压的检测,有明确的检测手段与测试流程,明确规定须进行水/气低压检测,目的检验产品质量和组件配合情况,有效杜绝组件产品暇疵,保证产品质量。而国内在卡压式管件检测中没有要求做水/气低压测试规定。因此,对卡压式组件开展水/气密低压测试的研究具有重要的意义。
近两年,我公司通过与国外企业产品合作研制,从生产工艺、产品质量和检测手段上进行反复试验,目前我们研发的“双锥双卡”产品,通过水/气低压测试无渗漏,达到欧洲标准,成功出口欧洲国家。目前已经定型生产,并获得国家专利(国内外也是首创,专利号为:ZL2013 2 0362203.6)。本文就水/气低压测试的有关原理和方法简要阐述。​

一、水/气低压性能测试概述
卡压式管件低压测试分别为水压低压测试、气密低压测试二种。
1、为什么要进行水/气低压检测。当卡压式连接管道系统在输入水/气介质时,往往高压情况下不会泄漏,而在低压时会发生渗漏。尤其对使用燃气的管道更应注重管道的低压检测,防止低压渗漏。因此,研究不锈钢卡压式管件的低压测试性能,具有十分重要意义。
GB/T 19228.1-2011《不锈钢卡压式管件组件 第1部分卡压式管件》7.3耐压试验中明确:“不锈钢卡压连接,组成一组试样,进行耐压试验,试验介质为自来水,其试验压力2.5MPa,保压1min,管子与管件连接部位应无渗漏和脱落现象”。
GB/T 29038-2012《薄壁不锈钢管道技术规范》7.3中规定管道系统验收时,水压试验压力为管道系统工作压力的1.5倍,且不得小于0.6MPa。
国内标准中没有要求卡压式管件压接后须要做水的低压测试;也没明确做气密高、低压检测规定。
2、低压性能测试原理。(1)卡压式管件在密封圈与管件R的内壁、管材之间还会存在微小的间隙。当管道系统在输送低压流体介质时,如果管件质量问题,或与密封圈有差异,介质能通过微小间隙流动,而导致管件出现渗漏现象(见图1)。​


(2)而当管道系统输送高压介质时,密封圈在介质压力的作用下,对密封圈产生一定的挤压,使密封圈与管件之间的微小间隙填满,在高压状态下反而不会发生渗漏(见图2)。​



​二、检测装置结构
1、水/气压检测设备。该设备吸收了国外的检测设备长处,将水/气压检测合并在一个设备上分:水槽、水压/气压表,高压控制阀门等部件。使得检测更加方便、精细和安全(见图3)。​


2、压力测试组件(见图4)​


三、测试方法
1、设置5个管件为测试组合。(1)将5个以上的管件压接为一个组合(不少于5个管件);(2)分别进行水/气高低压测试(见图5)。​


2、组件的卡压要求。(1)为更加准确的检测产品质量,在低压检测时将管件、管子的焊缝、以及密封圈的缺口放在同一个点上(把组合件弱点集中在同一点上检测手段),更能准确有效测试出组合件的质量情况,达到产品质量要求之目的;(2)对钳口合模缝压接部位都有明确规定。
3、为达到测试准确,规定了具体的检测方法、步骤、判定标准等操作流程。​

四、测试压力与判断
分别对管件组合进行不同水/气压力的测试。水/气测试压力为:(注1bar=0.1MPa)
1、气压测试压力:分别为0.022bar、0.11bar、0.5bar、3.0bar和6bar压力,各保持5分钟压力。
结果判定:水中观察是否有气泡冒出,若有连续的细小气泡,则为不合格。
2、水压测试压力:分别为0.1bar、1.0bar、5.0bar、16bar、24bar和40bar压力,各保持5分钟压力。
结果判定:观察是否有水的渗漏现象,有手擦拭有水渗出,则为不合格。
五、卡压管件R角对管件渗漏的影响
管件R的角度大小,是产品质量的一个重要问题,它会影响密封圈位置(R角小,管材插入管件时会导致密封圈脱落),影响到与管件管材的配合。我们在产品设计和质量控制时,增加了管件R的角度尺寸要求。
1、目前我们研发的“双锥双卡”产品,吸收了国外产品的质量要求,对管件内R的角度作了技术要求,角度控制在60°左右。目的是使密封圈与管件的R配合紧密(见图6)。​


2、检测方法:对生产中的管件作剖面,在显微镜角下进行R的内角度检测。
3、国内管件标准中没有对R的角度要求。​

六、小结
1、采用水/气低压测试,对产品尺寸控制会更加严格。根据测试研究结果:管件的公差尺寸掌握在0.2—0.4mm以内,焊缝平整,管件R呈60°,则不会出现渗漏现象。
2、低压检测要求,将管件、管材焊缝及密封圈的缺口放在同一个点上,更能有效的检测管件管子和密封圈的生产质量。
3、我公司所采用水/气压低压测试方法,吸收了国外先进的经验与检测办法,开启了国内卡压式管件检测没有水/气低压测试的先河,确保了管件产品的质量。
4、建议国内有关标准制定单位和行业领导部门,对卡压式管件能够增加水/气低压检测手段,以确保产品质量的提高。不断提高我国管件产品的质量,向世界奉献高品质的管道产品。​
 

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