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薄壁不锈钢卡压管件“水/气低压性能”测试研究
发布时间:2015-01-15 08:04:00 信息来源:王国林 王汉军 周超
  摘要:近年来我国薄壁不锈钢管件对欧美市场出口的增加,这无疑是一个好的机遇,但是,欧美市场对双卡压薄壁不锈钢管件技术参数要求比较高,对产品检测项目与手段也相对严格,为增加了产品的安全系数,要求在薄壁不锈钢管件产品测试中必须进行组件的水/气低压测试,而在国内没有水/气低压检测要求与规定。笔者对已开展的薄壁不锈钢双卡压管件水/气低压检测的实践,从原理、方法和效果上进行探讨,希望能给生产企业带来一定的帮助。

  关键词:双卡压管件   低压检测   原理效果

  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方法,并明确规定薄壁不锈钢双卡压管件须进行水/气低压检测,目的是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明确要求进行高压测试,但没有要求做水/气低压性能测试规定。因此,对卡压式组件开展水/气密低压性能测试的研究具有重要的意义。

  近两年,笔者通过与国外企业在技术和产品合作与交流,根据国外的先进检测方法,为达到产品安全性,我们开展薄壁不锈钢双卡压管件开展水/气低压性能测试研究,通过不同的压力、组件、保压时间和方法进行反复试验,掌握了较为完善的检测方法与规律。本文就不锈钢双卡压管件水/气密低压检测原理、方法和必要性简要阐述。

  一、水/气低压性能检测概述

  本文所做的薄壁不锈钢双卡压管件低压检测,分别为水压低压测试和气密低压测试二种。

  1、为什么要做水/气低压性能检测。卡压式连接管道系统是由管材、管件和密封圈组合压接而成,在输入水/气介质时,往往在高压情况下不会泄漏,而在低压时可能会发生渗漏。尤其对使用在燃气管道更应注重管道的低压性能检测,以防止低压情况下渗漏。因此,开展不锈钢卡压式管件的低压性能检测是十分必要的。

  2、国内标准中没有要求卡压式管件须要做水的低压测试,也没明确要做气密低压检测规定。

  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。

  二、水/气低压性能测试原理

  我们知道卡压式连接管道系统是由管材、管件和密封圈组合压接而成,管材管件及密封圈的公差与配合,以及压接的钳口位置等因素都会对组件的密封情况有着一定的影响。

  1、如果卡压式管件在密封圈与管件r的内壁、管材之间存在微小的间隙,当管道系统在输送低压流体介质和气体时,如果管件公差尺寸问题,或与密封圈配合有细微差异,水/气介质能通过微小间隙流动,管件会出现渗漏现象(见图1)。

                                          (图1  低压情况下密封圈微小间隙)   
 

  2、这种密封圈与管件R的内壁、管材之间微小的间隙,当管道系统输送高压水/气介质时,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,在高压状态下不易发生渗漏(见图2)。

                                               (图2  高压情况下密封圈变化)  
 

  3、双卡压管件内r角度对管件渗漏会产生一定的影响。管件r的角度大小,是产品质量的一个重要问题,它会影响密封圈放置的位置;影响密封圈与管件管材的配合,管件r角小,管材插入管件时会导致密封圈脱落。因此,在产品设计和质量控制时,须增加管件r的角度尺寸要求,目的是使密封圈与管件的r配合紧密(见图3)。

                                                   (图3  管件R的角度要求)   

 

  对管件r的角度需要有技术要求,角度控制在60°左右,确保双卡管件产品质量,增强安全性。

  三、水/气高低压检测装置

  该设备吸收了国外的检测设备长处,将水/气高、低压检测项目合并在一个设备上,分为:水槽、水压/气压表(高低压),高压控制阀门等部件。这样合二为一的检测装置便于操作,更加快捷和安全。(见图4)。

                                             (图4  水/气高低压测试组合设备)    
 

  1、高低水压检测。将管件组件连接精密水压表端口,用支架托住测试组件,分别进行低压和高压检测,观察压接处是否漏水,如图4所示。

  2、气密高低压检测。将至少5个以上的管件压接成测试组件,连接到气压软管上,将组件放置水槽中进行高低压检测,观察是否渗漏产生气泡,如图5所示。

                                                               (图5  压力测试组件)
 

  四、检测步骤与方法

  为达到测试准确,具体的检测方法、步骤等操作流程:

  第一步:设置5个管件为测试组合,将5个以上的管件压接为一个组合。(见图6)。

                                                         (图6  水气压测试组件)
 

  第二步:取5组管材、管件及密封圈压接成测试组件。

  第三步:压接的技术要求。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。(1)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;(2)对钳口合模缝压接部位都有明确规定(把组合件弱点集中在同一点上检测手段)。

  第四步:进行水压测试,将需要测试的组件接到水压的接口处,由低压到高压的分别测试:分别为0.1bar、1.0bar、5.0bar、16bar、24bar和40bar压力,各保持5分钟压力。

  第五步:进行气压测试,将需要测试的组件接到气压的软管接口处,由低压到高压的分别测试:分别为0.022bar、0.11bar、0.5bar、3.0bar和6bar压力,各保持5分钟压力。

  第六步:观察与判定。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:分别依次为0.022bar、0.11bar、0.5bar、3.0bar和6bar压力,各保持5分钟压力进行检测。

  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分钟压力进行检测。

  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、小结

  1、笔者在管件检验中吸收了国外先进的经验与检测办法,增加水/气压低压测试,开启了国内卡压式管件检测没有水/气低压测试的先河,确保双卡压管件产品的质量。

  2、检测实践表明,管件r角度的大小,影响密封圈与管件管材的配合,管件r角小,管材插入管件时会导致密封圈脱落,内壁r角呈60°的安全性较好,不出现渗漏。

  目前国内管件标准中没有对r的角度作出要求与规定,笔者建议在企业标准和生产中增加对r角的控制与掌握。

  3、测试研究结果:管件的公差尺寸掌握在0.2—0.4mm以内,低压不会出现渗漏现象,公差超过0.6mm以上低压容易出现渗漏。

  4、采用焊缝平整、饱满光滑、无拉痕的管材,低压测试不渗漏。

  5、建议国内有关技术标准制定和企业,对卡压式管件检测除需要做的高压检测外,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。

 

                                                                                                                                     2015年1月

 

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