管道元件多功能爆破试验系统开发

发布时间：2020-07-01 16:37

【摘要】：管道元件广泛应用于国家石油、电力、化工、市政、建筑、环保等领域,其材质、焊接、承压等性能直接决定了其整体性能,作为管道元件质量检测关键测试,破坏性试验逐渐成为强制抽样检测试验项目,越来越多生产厂和研究检测机构进行爆破试验检验产品性能,因此需要一套全尺寸爆破设备以满足用户需要。本文针对各类管道元件爆破测试工艺要求,设计了管道元件多功能爆破试验系统,设计了由机械加压系统、自动控制系统和自动测试系统组成的四种不同压力等级的爆破试验系统,搭建了由计算机主机、欧姆龙PLC为从机的爆破试验硬件控制系统,设计了爆破测试系统的软件控制系统,控制系统的上位机具有良好的人机交互界面,能动态反应打压和保压过程中压力变化、保压时间和报警信息提示等,下位机具有实时的运动控制和逻辑控制等功能。采用四种不同压力等级的加压方式实现了适应多种口径管道、不同测试压力范围的自动升压及保压控制,通过使用两个柱塞泵独立和配合工作的方法,克服了传统爆破试验系统测试压力范围窄,测试口径单一及测试精度低的问题。本文针对研制的爆破测试系统在管道元件生产厂家进行了大量测试及应用实验,结果表明:本文设计的管道元件多功能爆破试验系统能够满足管道元件直径在219~1422mm,长度为12m,压力300MPa以下各种焊管,ERW管,具有体积小,功耗低,适用范围广等特点,适合研究机构,检测机构和钢管厂测试机构进行钢管水压爆破试验。
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U173
【图文】：

示意图,系统原理,示意图,控制动作

下位机控制系统 4 个子系统组成，四个系统各自实现各自的功能，且彼此之间相互协调，共同完成各项指标，如图 2-1 所示。图2-1 系统原理示意图现场 I/O 系统主要完成系统压力信号的采集及处理，各个阀体的控制动作；电源供给系统负责给系统中各仪表、传感器、开关电源（24VDC）、电磁阀供电、PLC 控

框图,系统硬件,框图,增压泵

保证供水连续，又能精确计量用水量。其测量精度在0.5%以内，准确性远高于使用流量计测量结果。图3-1 系统硬件构成框图同时，对系统的I/O点进行了分析和统计，然后针对这一统计数字对电动阀、PLC的CPU的型号、PLC的扩展模块的型号以及压力传感器型号进行了选择。对于其他诸如电源、导线、继电器、工控机等设备进行说明。系统硬件构成框图如图3-1所示。3.3 本章小结本章对整个机械系统在工作流程上进行模块化设计，采用双泵配置，正常情况一开一备，有利于延长增压泵的寿命，也可防止突发情况（如试验过程中一台增压泵出现故障，可开启备用泵继续试验）。特殊情况下也可同时开启两台增压泵，以增大系统输出流量。根据爆破试验的特性，合理研发供水模块和加压模块，同时对水箱进行专门设计，采用清洁自来水作为增压介质，以解决循环水温度过高影响高压泵工作和水箱内泄压回流水杂质偏多损伤高压泵的问题。

【参考文献】