電動試壓泵氣瓶爆破疲勞試驗多功能系統(tǒng)

高壓氣瓶試壓泵爆破疲勞試驗多功能試壓系統(tǒng)

一、具體技術(shù)要求

1、產(chǎn)品試驗工藝流程及參數(shù)

1.1 目標(biāo)產(chǎn)品

   目標(biāo)產(chǎn)品包括鈦合金球形氣瓶，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示，外徑約348mm，重量約7.5Kg，容積約21L。

                   圖1 鈦合金氣瓶外形示意圖

1.2 產(chǎn)品試驗工藝流程及參數(shù)

鈦合金球形氣瓶的試驗工藝流程如下：

裝配試驗工裝→初始容積測量→水密封性試驗→強(qiáng)度試驗（含殘余變形測量）→烘干→氣密封性試驗→氣密試驗→（水密封性試驗→典型試驗）；

各試驗步驟具體要求如下：

●裝配試驗工裝：試驗系統(tǒng)與產(chǎn)品連接接口為M20×1.5  60°球面接管嘴。

●初始容積測量：通過注水方式測量鈦合金氣瓶容積；鈦合金氣瓶容積約21L，要求測量誤差≤10ml。

●密封性試驗：正式進(jìn)行強(qiáng)度試驗前須先進(jìn)行水密封性試驗, 試驗介質(zhì)為純凈水；試驗壓力9.81Mpa，保壓時間3min，觀察有無壓降，氣瓶及接頭外觀有無滲水；3min無壓降，視為合格，合格后泄壓至0MPa；

● 強(qiáng)度試驗：強(qiáng)度試驗介質(zhì)為純凈水, 壓力34.32+0.5MPa，保壓時間10min；試驗過程應(yīng)觀察有無壓降，氣瓶及接頭外觀有無滲水及明顯變形。強(qiáng)度試驗過程中，需完成球形氣瓶的殘余變形量檢測；同時甲方將采用其他設(shè)備進(jìn)行聲發(fā)射檢測，試驗系統(tǒng)應(yīng)考慮甲方進(jìn)行聲發(fā)射檢測時有足夠的操作空間。

    殘余變形量計算公式Vk-Vo/Vm-Vo-Wa，計算所得數(shù)值不大于5%時產(chǎn)品合格。其中：

      Vo-氣瓶初始容積

      Vm-加壓34.32+0.5 MPa時氣瓶容積

      Vk-泄壓至0MPa時氣瓶容積

      Wa-在室溫和34.32+0.5 MPa載荷下試驗系統(tǒng)內(nèi)貯水的壓縮量

● 典型試驗：典型試驗包括疲勞試驗和爆破試驗。疲勞試驗時氣瓶內(nèi)充滿純凈水，加壓介質(zhì)為純凈水，要求壓力從0MPa升至22.6+0.5MPa保持30s再降壓至0MPa，反復(fù)進(jìn)行100次。爆破試驗試驗介質(zhì)為純凈水，要求壓力從0MPa升至45.11MPa后保持0.5min，繼續(xù)加壓至氣瓶爆破，爆破壓力最高約60MPa。

典型試驗為抽樣試驗，每批次僅抽取一定比例氣瓶進(jìn)行該項試驗；典型試驗前需先進(jìn)行水密封性試驗，確保氣瓶本身及管路接頭氣密性符合要求。

●密封性試驗：氣密試驗前先進(jìn)行4.9MPa，3min的氣密封性檢查；試驗過程應(yīng)將氣瓶置于純凈水中，觀察保壓過程有無氣泡產(chǎn)生，同時檢測保壓回路壓力表有無壓降；試驗過程無壓降，無氣泡產(chǎn)生視為合格，合格后直接升壓進(jìn)行氣密試驗。

●氣密試驗：氣密試驗壓力22.6+0.5MPa，保持10min，試驗介質(zhì)為潔凈壓縮空氣。試驗過程應(yīng)將氣瓶置于純凈水中，觀察保壓過程有無氣泡產(chǎn)生，同時檢測保壓回路壓力表有無壓降；試驗過程無壓降，無氣泡產(chǎn)生視為合格，合格后泄壓至0MPa，試驗結(jié)束。

2、設(shè)備功能及主要技術(shù)指標(biāo)

試驗系統(tǒng)采用全數(shù)字化控制、測試方案，支持試驗流程和參數(shù)的現(xiàn)場定制，支持試驗狀態(tài)的自動切換及試驗過程自動控制，支持試驗數(shù)據(jù)的自動采集、存儲。具體功能包括：

2.1試驗基本信息錄入與存儲

     試驗系統(tǒng)支持錄入試驗的基本信息，具體包括：產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品圖號、產(chǎn)品編號、試驗日期、試驗項目、操作人員、檢驗人員等。其中試驗日期為系統(tǒng)時間，不允許修改。試驗的基本信息應(yīng)與試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行綁定，以便進(jìn)行質(zhì)量追溯性復(fù)查。

2.2 試驗流程定制

     試驗系統(tǒng)允許用戶根據(jù)產(chǎn)品實際需要現(xiàn)場調(diào)整試驗的流程以及每項試驗流程的工藝參數(shù)，系統(tǒng)可以按照用戶定義的試驗流程及參數(shù)控制各個泵、閥等執(zhí)行元件完成試驗。用戶定制的流程配置方案允許按試驗名稱進(jìn)行保存，允許加載已有試驗流程進(jìn)行試驗。

2.3 試驗數(shù)據(jù)的采集

    試驗系統(tǒng)應(yīng)自動采集試驗過程相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)值、曲線的動態(tài)顯示；所有試驗數(shù)據(jù)應(yīng)與試驗基本信息進(jìn)行綁定存儲；試驗數(shù)據(jù)應(yīng)支持導(dǎo)出為excel格式數(shù)據(jù)。

2.4 可視化

    試驗系統(tǒng)應(yīng)對試驗工位進(jìn)行高清可視化圖像采集，用于監(jiān)控試驗氣瓶的狀態(tài)，并輔助判定是否有滲水、氣泡等泄漏特征出現(xiàn)?？梢暬到y(tǒng)應(yīng)確保試驗產(chǎn)品焊縫及密封接口可全方位觀測?？梢暬瘓D像數(shù)據(jù)應(yīng)在控制臺同步顯示，同時支持錄像、抓拍操作，獲得的視頻、圖片文件與試驗基本信息綁定存儲。

2.5 初始容積測量

    操作人員將鈦合金氣瓶放置在指定工位上，系統(tǒng)能自動控制相關(guān)執(zhí)行元件通過注水的方式測定鈦合金氣瓶的初始容器，并自動得出測量值。

2.6 強(qiáng)度試驗與殘余變形測量

系統(tǒng)提供簡單易行的操作方式向氣瓶內(nèi)注滿純凈水并切換（允許人工操作）到強(qiáng)度試驗回路，試驗過程的增壓、保壓、泄壓過程全自動控制；試驗結(jié)束自動輸出殘余變形計算值。試驗回路切換時應(yīng)保證管路中空氣全部排出，防止因管路損耗造成殘余變形數(shù)據(jù)誤差。

2.7 疲勞試驗功能

系統(tǒng)提供簡單易行的操作方式向氣瓶內(nèi)注滿純凈水并切換（允許人工操作）到疲勞試驗回路，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗壓力、試驗次數(shù)等參數(shù)自動控制試驗過程完成疲勞試驗；疲勞試驗過程相關(guān)試驗數(shù)據(jù)應(yīng)連續(xù)記錄。

2.8 爆破試驗功能

    爆破試驗采用液壓爆破方式。系統(tǒng)提供簡單易行的操作方式向氣瓶內(nèi)注滿純凈水并切換（允許人工操作）到爆破試驗回路，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的爆破試驗流程自動完成爆破試驗。系統(tǒng)應(yīng)記錄爆破試驗壓力或未達(dá)到規(guī)定壓力即爆破的壓力及對應(yīng)時間。系統(tǒng)增壓過程中，到達(dá)40MPa后需控制沖壓速度，防止低壓爆破。

2.7 氣密試驗功能

    操作人員將氣瓶安裝在指定的試驗工位，系統(tǒng)應(yīng)自動按照設(shè)定的工藝流程進(jìn)行氣密試驗前的“氣密封性試驗”，合格后自動完成氣密試驗。

3 試驗系統(tǒng)的精度及鑒定

試驗系統(tǒng)的初始容積測量誤差≤10ml；殘余變形測量過程中對回水容積的測量誤差≤2ml。設(shè)備中所有傳感器均應(yīng)經(jīng)過國防工業(yè)相關(guān)計量機(jī)構(gòu)檢定合格。系統(tǒng)交付時，乙方應(yīng)提供系統(tǒng)級的校準(zhǔn)方案。

4  兼容性要求

試驗系統(tǒng)的接口及傳感器量程應(yīng)兼容甲方鋁合金柱形氣瓶、高強(qiáng)鋼柱形氣瓶相關(guān)要求。

4.1鋁合金氣瓶如圖2所示，氣瓶直徑Φ123mm，長度約454mm，容積約3L, 容積測量誤差≤5ml； 氣密試驗最高壓力22.6MPa，強(qiáng)度試驗壓力29Mpa，爆破試驗壓力70Mpa；試驗時管路接口為M20×1.5 60°球面接管嘴。

                   圖2  鋁合金柱形氣瓶

4.2 高強(qiáng)鋼柱形氣瓶

    高強(qiáng)鋼柱形氣瓶如圖3所示，氣瓶直徑Φ120mm，長度約839mm，容積7.2L，容積測量誤差≤5ml；氣密試驗最高壓力36MPa，強(qiáng)度試驗最高壓力54MPa，爆破試驗最高壓力約100MPa。

                            圖3 高強(qiáng)鋼柱形氣瓶

5 擴(kuò)展性要求

   系統(tǒng)應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)通信功能，待甲方質(zhì)量信息系統(tǒng)建設(shè)完成后，乙方有義務(wù)通過有償升級的方式幫助甲方將該設(shè)備接入質(zhì)量信息系統(tǒng)。

6 其他要求

6.1 整套試驗系統(tǒng)管路內(nèi)部應(yīng)完全禁油，并采用防銹材料制造；

6.2試驗系統(tǒng)應(yīng)在相應(yīng)環(huán)節(jié)設(shè)置過濾裝置，保證試驗用循環(huán)水潔凈度不大于50um，試驗用壓縮空氣或氮氣潔凈度不大于10um；

6.3 試驗介質(zhì)加注過程、氣瓶安裝過程應(yīng)易于操作；

6.4 系統(tǒng)應(yīng)選用商品化、標(biāo)準(zhǔn)化元件，內(nèi)部走線應(yīng)整齊規(guī)范；

6.6 系統(tǒng)各管路、泵、閥、傳感器應(yīng)具備相應(yīng)的過載能力，以及相應(yīng)的安全保護(hù)機(jī)制。

6.7 系統(tǒng)增壓、泄壓應(yīng)平穩(wěn)，避免沖擊造成的人員、產(chǎn)品、設(shè)備損壞。

7 安裝場地要求 系統(tǒng)安裝在甲方專用氣瓶試驗間，其場地尺寸如圖4所示；現(xiàn)場提供220V/380V 電源，38MPa高壓氣、自來水。