[发明专利]变容积外测法气瓶试验装置

说明书

技术领域

气瓶属于国际范围内使用的移动式压力容器，其使用量广、范围广，可以反复充装。我国的在役钢质无缝气瓶就有上千万只。气瓶储存的介质有氧气、氮气、氢气、石油天然气等其它高压气体。为了减少气瓶泄漏或爆炸所导致财产损失和人身伤亡的可能性，必须对出厂投入使用前的气瓶及对在服役的气瓶定期做水压试验来确定气瓶的弹、塑性变形量。对气瓶进行水压试验，能够精确地获得气瓶容积全变形量，残余变形量，并可得到容积残余变形率。将气瓶水压试验所测得容积残余变形率值与气瓶所规定判废的标准(其中GB/T11640-89规定铝合金气瓶为5％，GB5199规定无缝钢瓶为3％)作比较，以作为气瓶合格、降级使用或报废的依据。

伴随气瓶水压试验的同时，气瓶水压试验装置也应运而生。水压试验装置从20-30年代开始，经过了手工操作，60-70年代半自动控制，到了80-90年代的计算机自动控制的历程。特别是从九十年代，由于微型计算机广泛应用及软件开发技术不断进步，使得传统的气瓶水压试验装置由硬件配置改善和提高转移到以测控软件配置水平的提高上来。计算机测控气瓶水压试验装置不仅大大提高了试验结果的精度，而且也提高了气瓶水压试验的效率及降低操作人员的劳动强度，使气瓶的漏判和误判可能性都大大减少。

背景技术

国标GB/T9251-1997《气瓶水压试验方法》对气瓶水压试验方法、试验装置的基本要求及试验操作要点作了明确规定。规定的气瓶水压试验方法有三种：耐压试验、外测法气瓶容积变形试验(简称外测法试验)、内测法气瓶容积变形试验(简称内测法试验)。而我们选用了外测法试验

外测法试验是对气瓶进行水压试验的同时从气瓶外测量其容积残余变形率。受试瓶容积残余变形率按公式(1-2)计算：

η=ΔV′ΔV×100---(1-1)]]>

式中：η-受试瓶的容积的残余变形率，％

      ΔV′-受试瓶的残余变形量，ml

      ΔV-受试瓶的容积全变形量，ml

为测量容积残余变形率，本设备突破了传统的量管法和称重法，而采用变容积的方法。此方法将残余变形量表现为封闭介质的等压容积变形，不仅解决了压力变化带来的测量误差，也使测量结果更加直观可靠。在技术条件打到一定成熟的阶段，可将液体测压介质改为气体测压介质，使整套设备运行更加轻便精确。

发明内容

本装置水压试验的硬件主要包括试压容器和测试介质及其微压检测部分、变容积结构控制部分、气瓶压力检测部分、电气控制部分、微机跟踪部分连接组装结构而成。我们在研制本装置时，主要参考GB/T9251-1997《气瓶水压试验方法》和CGAC-1《压缩气体气瓶的水压试验方法》相关要求选择设计的，下面主要介绍这些硬件的相关技术参数及设计要求。

活塞式测量装置的设计参考我国气瓶水压试验标准和美国DOT法对于量管的标准要求。并以在微压检测装置的测控支持下控制其活塞位置变化，以保证测试介质在容器内绝对压力值不变，即使得活塞式测量装置的变化量直观的转化为气瓶的全变形量、残余变形量，达到测量目的。

试压容器的设计应参考外测法测试气瓶容积残余变形率对于水套的要求和水压试验中安全保护问题，介质容器满足被测气瓶的容积要求、机械强度，保障试验的安全性。为了达到试验时对于不同介质的密封要求。并在容器底部设计有排出介质的系统。

本装置可采用电接点压力表，可以对试验压力的上限进行设定，起到超压保护作用。参考我国气瓶水压试验标准和美国DOT法标准规定：必须安装能显示试验压力的电接点压力测量仪表，用于读取试验压力的压力测量仪表的精度级别不低于1.5级。

加压泵作为气瓶水压试验的一个重要组成部分使受试瓶缓慢而平稳地升压，其流量不宜过大。加压泵的选择同样需要考虑气瓶水压试验标准中对泵的性能要求。