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摘要:該文介紹了一種機(jī)械管道強(qiáng)度檢測(cè)裝置，闡述了該裝置的結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)原理、裝置的檢測(cè)過(guò)程以及兩種實(shí)施方法思路。該裝置涉及了石油化工領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，是一種用于石油化工類(lèi)的機(jī)械管道強(qiáng)度大小的檢測(cè)裝置。該裝置不同于傳統(tǒng)上的采用壓板來(lái)夾緊管道從而測(cè)試管道強(qiáng)度的方式，該類(lèi)方法擁有檢測(cè)精度高、數(shù)值受人力使用因素的影響較小、固定效果好的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:石油化工;管道;強(qiáng)度檢測(cè)

管道的用途很廣泛，主要用在長(zhǎng)距離輸送石油和天然氣、給水、排水、供熱、供煤氣、等各種工業(yè)裝置中［1］。管道材料根據(jù)溫度、壓力以及輸送介質(zhì)的不同往往分為以下幾類(lèi):一是碳鋼類(lèi);二是普通低合金鋼類(lèi);三是合金鋼類(lèi);四是不銹鋼類(lèi);五是有色金屬鋼類(lèi);六是非金屬類(lèi);七是襯里鋼管類(lèi)［2］。化工類(lèi)管道的類(lèi)別多，因此對(duì)于管道的選取十分重要。管道的特點(diǎn)是:相互之間有聯(lián)系，且相互影響，長(zhǎng)細(xì)之間的比例較大，很容易失衡，受力情況復(fù)雜;組分很多，各自有不同的特點(diǎn)和技術(shù)要求［3］。所以生產(chǎn)出的石油化工機(jī)械管道其強(qiáng)度都各有不同。在企業(yè)面臨選擇不同廠家的石油化工機(jī)械管道時(shí)，需要進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)以及試壓，試壓是檢驗(yàn)管道工程質(zhì)量和保證管道安全運(yùn)行的重要手段，也是提高管道輸送量的依據(jù)［4］，現(xiàn)有技術(shù)中大多簡(jiǎn)單的采用壓板來(lái)夾緊管道，測(cè)試管道強(qiáng)度，但此類(lèi)方法存在檢測(cè)精度不高、數(shù)值受人力使用因素的影響較大、固定不足等缺點(diǎn)。該裝置提供了一種新的方法來(lái)解決上述背景中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題。

1裝置結(jié)構(gòu)

包括檢測(cè)裝置外殼，檢測(cè)裝置外殼一側(cè)設(shè)有啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，檢測(cè)裝置外殼內(nèi)部設(shè)有檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括液壓室，液壓室內(nèi)部設(shè)有液壓管，液壓管貫穿液壓室，液壓管上設(shè)有液壓泵，液壓管位于液壓泵的輸入端，液壓泵通過(guò)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與外部電源電性連接，液壓泵兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有壓力管，壓力管位于液壓泵的輸出端，壓力管上設(shè)有液壓缸，液壓缸與壓力管相連通，液壓缸內(nèi)部設(shè)有壓力表，壓力表上設(shè)有限位塊，限位塊與液壓缸內(nèi)壁相連接，限位塊上設(shè)有液壓活塞，液壓活塞貼合與液壓缸內(nèi)壁，液壓活塞上設(shè)有壓力桿，壓力桿貫穿液壓活塞，壓力桿上設(shè)有壓力墊片，壓力墊片上設(shè)有管道樣品，管道樣品下對(duì)稱(chēng)設(shè)有彎曲傳感器，彎曲傳感器與啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電性連接，管道樣品兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有固定桿，固定桿與檢測(cè)裝置外殼內(nèi)壁相連接。液壓缸外圍設(shè)有固定架，固定架內(nèi)部設(shè)有固定孔，液壓缸通過(guò)固定孔與固定架相連接。檢測(cè)裝置外殼上設(shè)有水平尺，水平尺上設(shè)有壓力彈簧。固定桿外圍對(duì)稱(chēng)設(shè)有固定支架。檢測(cè)裝置外殼內(nèi)部另設(shè)有監(jiān)控?cái)z像頭，監(jiān)控?cái)z像頭與外部顯示屏幕電性連接。檢測(cè)裝置外殼下設(shè)有底座。

2實(shí)施方案結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)裝置做出進(jìn)一步的描述。

2.1實(shí)施方案例一

請(qǐng)參閱圖1～圖4，該裝置包括檢測(cè)裝置外殼，檢測(cè)裝置外殼一側(cè)設(shè)有啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，檢測(cè)裝置外殼內(nèi)部設(shè)有檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括液壓室，液壓室內(nèi)部設(shè)有液壓管，液壓管貫穿液壓室，液壓管上設(shè)有液壓泵，液壓管位于液壓泵的輸入端，液壓泵通過(guò)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與外部電源電性連接，液壓泵兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有壓力管，壓力管位于液壓泵的輸出端，壓力管上設(shè)有液壓缸，液壓缸與壓力管相連通，液壓缸內(nèi)部設(shè)有壓力表，壓力表上設(shè)有限位塊，限位塊與液壓缸內(nèi)壁相連接，限位塊上設(shè)有液壓活塞，液壓活塞貼合與液壓缸內(nèi)壁，液壓活塞上設(shè)有壓力桿，壓力桿貫穿液壓活塞，壓力桿上設(shè)有壓力墊片，壓力墊片上設(shè)有管道樣品，管道樣品下對(duì)稱(chēng)設(shè)有彎曲傳感器，彎曲傳感器與啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電性連接，管道樣品兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有固定桿，固定桿與檢測(cè)裝置外殼內(nèi)壁相連接。通過(guò)上述方案，設(shè)置啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后液壓泵得電，液壓泵得電后通過(guò)液壓管將液壓室內(nèi)的液壓油進(jìn)行吸入，再通過(guò)壓力管進(jìn)入液壓缸內(nèi)，液壓缸內(nèi)的液壓活塞在液壓油的作用下進(jìn)行移動(dòng)，液壓活塞帶動(dòng)壓力桿進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)管道樣品通過(guò)一個(gè)壓力令固定桿達(dá)到固定管道樣品的目的，隨著壓力管承受的壓力不斷增加，管道樣品會(huì)到達(dá)其所能夠達(dá)到的抗彎極限，進(jìn)而管道樣品發(fā)生彎曲，這時(shí)彎曲傳感器感應(yīng)到管道樣品彎曲后會(huì)通過(guò)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)令液壓泵進(jìn)行斷電，液壓泵停止，這時(shí)只需要觀察壓力表顯示的壓力即可得出管道的強(qiáng)度(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASME31.8規(guī)定允許的管道變形(含彈性變形)為2%;加拿大標(biāo)準(zhǔn)CSAZ662規(guī)定允許的管道塑形變形是2.5%［5］，可利用該標(biāo)準(zhǔn)的壓力值以核算測(cè)得壓力是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn))。

2.2實(shí)施方案例二

請(qǐng)參閱圖1～圖4，液壓缸外圍設(shè)有固定架，固定架內(nèi)部設(shè)有固定孔，液壓缸通過(guò)固定孔與固定架相連接，檢測(cè)裝置外殼上設(shè)有水平尺，水平尺上設(shè)有壓力彈簧，固定桿外圍對(duì)稱(chēng)設(shè)有固定支架，檢測(cè)裝置外殼內(nèi)部設(shè)有監(jiān)控?cái)z像頭，監(jiān)控?cái)z像頭與外部顯示屏幕電性連接，檢測(cè)裝置外殼下設(shè)有底座。通過(guò)設(shè)置固定架，通過(guò)固定孔得以固定液壓缸的目的，通過(guò)設(shè)置水平尺，可以清楚的看到管道樣品是否彎曲，令壓力彈簧達(dá)到緩沖水平尺的目的，通過(guò)設(shè)置固定支架，固定支架得以固定固定桿的目的，通過(guò)設(shè)置監(jiān)控?cái)z像頭，可以通過(guò)監(jiān)控?cái)z像頭在外部顯示屏幕上觀察管道樣品的情況，通過(guò)設(shè)置底座，達(dá)到便于放置裝置的目的。

2.3實(shí)施方案總結(jié)

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，設(shè)置啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后液壓泵得電，液壓泵得電后液壓管將液壓室內(nèi)的液壓油進(jìn)行吸入，在壓力管進(jìn)入液壓缸內(nèi)，液壓缸內(nèi)的液壓活塞在液壓油的作用下進(jìn)行移動(dòng)，液壓活塞帶動(dòng)壓力桿進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)管道樣品通過(guò)一個(gè)壓力，令固定桿達(dá)到固定管道樣品的目的，隨著壓力管承受的壓力不斷增加，管道樣品會(huì)到達(dá)其所能夠達(dá)到的抗彎極限，進(jìn)而管道樣品發(fā)生彎曲，這時(shí)彎曲傳感器感應(yīng)到管道樣品彎曲后會(huì)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)令液壓泵進(jìn)行斷電，液壓泵停止，這時(shí)只需要觀察壓力表顯示的壓力即可得出管道的強(qiáng)度，通過(guò)設(shè)置固定架，通過(guò)固定孔得以固定液壓缸的目的，通過(guò)設(shè)置水平尺，可以清楚的看到管道樣品是否彎曲，令壓力彈簧達(dá)到緩沖水平尺的目的，通過(guò)設(shè)置固定支架，固定支架得以固定固定桿的目的，通過(guò)設(shè)置監(jiān)控?cái)z像頭，可以通過(guò)監(jiān)控?cái)z像頭在外部顯示屏幕上觀察管道樣品的情況，通過(guò)設(shè)置底座，達(dá)到便于放置裝置的目的。

3結(jié)語(yǔ)

該裝置適用于化工生產(chǎn)的各種管道設(shè)備，使管道的壓力測(cè)試的方式更為自動(dòng)化、現(xiàn)代化，減少由人工操作帶來(lái)的誤差。而且作為自動(dòng)化儀器，相對(duì)于人的手工操作可能帶來(lái)安全事故的缺點(diǎn)，該裝置具有防止由于人口操作失誤帶來(lái)的安全隱患的優(yōu)點(diǎn)。在該裝置投入生產(chǎn)使用后，將會(huì)降低經(jīng)濟(jì)投入成本、提高安全系數(shù)以及節(jié)約時(shí)間成本。另外該裝置不局限于選取管道，也可適用于管道強(qiáng)度壓力的質(zhì)量檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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作者：冷俊楊 單位：中北大學(xué)