電動試壓泵氣瓶爆破疲勞試驗多功能系統

 電動試壓泵氣瓶爆破疲勞試驗多功能系統

高壓氣瓶試壓泵爆破疲勞試驗多功能試壓系統

一、具體技術要求

1、產品試驗工藝流程及參數

1.1 目標產品

   目標產品包括鈦合金球形氣瓶，其結構簡圖如圖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 產品試驗工藝流程及參數

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：試驗系統與產品連接接口為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：正式進行強度試驗前須先進行水密封性試驗, 試驗介質為純凈水；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；

● 強度試驗：強度試驗介質為純凈水, 壓力34.32+0.5MPa，保壓時間10min；試驗過程應觀察有無壓降，氣瓶及接頭外觀有無滲水及明顯變形。強度試驗過程中，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備進行聲發射檢測，試驗系統應考慮甲方進行聲發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，計算所得數值不大于5%時產品合格。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載荷下試驗系統內貯水的壓縮量

● 典型試驗：典型試驗包括疲勞試驗和爆破試驗。疲勞試驗時氣瓶內充滿純凈水，加壓介質為純凈水，要求壓力從0MPa升至22.6+0.5MPa保持30s再降壓至0MPa，反復進行100次。爆破試驗試驗介質為純凈水，要求壓力從0MPa升至45.11MPa后保持0.5min，繼續加壓至氣瓶爆破，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行該項試驗；典型試驗前需先進行水密封性試驗，確保氣瓶本身及管路接頭氣密性符合要求。

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

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

2、設備功能及主要技術指標

試驗系統采用全數字化控制、測試方案，支持試驗流程和參數的現場定制，支持試驗狀態的自動切換及試驗過程自動控制，支持試驗數據的自動采集、存儲。具體功能包括：

2.1試驗基本信息錄入與存儲

     試驗系統支持錄入試驗的基本信息，具體包括：產品名稱、產品圖號、產品編號、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時間，不允許修改。試驗的基本信息應與試驗數據進行綁定，以便進行質量追溯性復查。

2.2 試驗流程定制

     試驗系統允許用戶根據產品實際需要現場調整試驗的流程以及每項試驗流程的工藝參數，系統可以按照用戶定義的試驗流程及參數控制各個泵、閥等執行元件完成試驗。用戶定制的流程配置方案允許按試驗名稱進行保存，允許加載已有試驗流程進行試驗。

2.3 試驗數據的采集

    試驗系統應自動采集試驗過程相關的傳感器數據并進行數值、曲線的動態顯示；所有試驗數據應與試驗基本信息進行綁定存儲；試驗數據應支持導出為excel格式數據。

2.4 可視化

    試驗系統應對試驗工位進行高清可視化圖像采集，用于監控試驗氣瓶的狀態，并輔助判定是否有滲水、氣泡等泄漏特征出現。可視化系統應確保試驗產品焊縫及密封接口可全方位觀測?？梢暬瘓D像數據應在控制臺同步顯示，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，系統能自動控制相關執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 強度試驗與殘余變形測量

系統提供簡單易行的操作方式向氣瓶內注滿純凈水并切換（允許人工操作）到強度試驗回路，試驗過程的增壓、保壓、泄壓過程全自動控制；試驗結束自動輸出殘余變形計算值。試驗回路切換時應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據誤差。

2.7 疲勞試驗功能

系統提供簡單易行的操作方式向氣瓶內注滿純凈水并切換（允許人工操作）到疲勞試驗回路，系統根據設定的試驗壓力、試驗次數等參數自動控制試驗過程完成疲勞試驗；疲勞試驗過程相關試驗數據應連續記錄。

2.8 爆破試驗功能

    爆破試驗采用液壓爆破方式。系統提供簡單易行的操作方式向氣瓶內注滿純凈水并切換（允許人工操作）到爆破試驗回路，系統根據設定的爆破試驗流程自動完成爆破試驗。系統應記錄爆破試驗壓力或未達到規定壓力即爆破的壓力及對應時間。系統增壓過程中，到達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，系統應自動按照設定的工藝流程進行氣密試驗前的“氣密封性試驗”，合格后自動完成氣密試驗。

3 試驗系統的精度及鑒定

試驗系統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。設備中所有傳感器均應經過國防工業相關計量機構檢定合格。系統交付時，乙方應提供系統級的校準方案。

4  兼容性要求

試驗系統的接口及傳感器量程應兼容甲方鋁合金柱形氣瓶、高強鋼柱形氣瓶相關要求。

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 高強鋼柱形氣瓶

    高強鋼柱形氣瓶如圖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，強度試驗最高壓力54MPa，爆破試驗最高壓力約100MPa。

                            圖3 高強鋼柱形氣瓶

5 擴展性要求

   系統應具備網絡通信功能，待甲方質量信息系統建設完成后，乙方有義務通過有償升級的方式幫助甲方將該設備接入質量信息系統。

6 其他要求

6.1 整套試驗系統管路內部應完全禁油，并采用防銹材料制造；

6.2試驗系統應在相應環節設置過濾裝置，保證試驗用循環水潔凈度不大于50um，試驗用壓縮空氣或氮氣潔凈度不大于10um；

6.3 試驗介質加注過程、氣瓶安裝過程應易于操作；

6.4 系統應選用商品化、標準化元件，內部走線應整齊規范；

6.6 系統各管路、泵、閥、傳感器應具備相應的過載能力，以及相應的安全保護機制。

6.7 系統增壓、泄壓應平穩，避免沖擊造成的人員、產品、設備損壞。

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