測試不同管徑鋼管壓力的水壓試驗機的製作方法

2023-10-08 21:25:29

專利名稱：測試不同管徑鋼管壓力的水壓試驗機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水壓機技術領域，具體涉及到測試不同管徑鋼管壓力的水壓試驗機。
背景技術：
生產大口徑的埋弧焊螺旋管，埋弧焊直縫管，必須按照美國石油學會APISPEC5L標準9.4靜水壓試驗中規定對每根鋼管進行靜水壓試驗，且不得有滲漏現象。焊接鋼管靜水壓試驗過程是:主油缸施加一定的預緊力，通過對焊管兩端面進行密封后，將焊管內充滿低壓水並將管內的空氣排出，經過增壓後再保壓一定時間，然後卸荷，即完成焊管靜水壓試驗。上世紀九十年代國外在大直徑鋼管做水壓試驗時，用聚氨脂做密封材料，採用內徑向或外徑向密封，徑向密封水壓機試驗頭品種多，製造成本高，膠圈壽命短，故障頻繁。隨著國產聚氨脂材料的質量提高，一般都要求採用端面密封結構，它具有更換密封環簡單方便，不須頻繁換水壓試驗機試驗頭，節省時間等優點，但當大直徑水壓試驗機試壓小口徑鋼管時，就會出現密封端面洩漏及主油缸對焊管管端的密封力過大造成聚氨脂密封板被頂壞或管體被壓彎的現象。在水壓試驗過程中，主油缸的作用力與焊管內的水壓對油缸的作用力相平衡，主油缸的油壓值變動量A PttSA P*x (R*/Rtt) 2，當鋼管內的水壓值變動一個單位，則主油缸的油壓變動為(R#/Rtt)2，當大直徑水壓試驗機試壓小口徑鋼管時，鋼管內徑與主油缸直徑相差過大，主油缸的油壓值隨著鋼管內的水壓值的變動很微小，使壓力傳感器的精度達不到要求值，造成主油缸的油壓與鋼管內的水壓不能精確同步，就會出現管端端面密封不嚴或者是聚氨脂密封板被鋼管端面頂壞。生產廠家都希望一條生產線生產的鋼管品種覆蓋範圍越多越好，各種大小不同規格的鋼管都能生產，採用大噸位水壓機就是必然選擇，但是，大噸位水壓機在對小規格焊管的試壓過程中卻表現出很多不足，實際情況是一種直徑的油缸很難達到試壓各種口徑鋼管的要求。現有的水壓機只用一個主油缸來試壓，兩側油缸只起到推動水壓機試驗頭前進後退的作用。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在於克服上述水壓機的缺點，提供一種設計合理、結構簡單、使用效果好、產品成本低、使用壽命長的測試不同管徑鋼管壓力的水壓試驗機。解決上述技術問題所採用的技術方案是:在水壓機試驗頭中部設置有主油缸和排氣閥K2、左側設置有左側油缸、右側設置有右側油缸、左端設置有與高壓水系統相聯通的高壓水伸縮套、右端設置有與低壓水系統相聯通的低壓水套，與恆壓變量泵相聯的液壓馬達與液壓系統聯通，恆壓變量泵的輸出口通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA7和主油缸壓力傳感器與主油缸的輸油口相聯通，恆壓變量泵的輸出口通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA7、主油缸壓力傳感器、充液閥K3、截止閥Kl與充液油箱相聯通，恆壓變量泵通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA6和側油缸壓力傳感器與左側油缸和右側油缸的一輸油口相聯通，恆壓變量泵的輸出口通過安裝在管道上的比例溢流閥BYAl與液壓油箱相聯通。安裝在管道上的電磁換向閥YA5與液壓系統和油箱以及充液閥K3相聯通；安裝在管道上的電磁換向閥YAl與液壓系統相聯通並通過串聯的插裝閥Cl、電磁換向閥YA3、節液插裝閥C3與左側油缸以及右側油缸的一輸油口相聯通，插裝閥Cl與插裝閥C2相聯通，電磁換向閥YA3和節液插裝閥C3通過管道與液壓油箱相聯通；安裝在管道上的電磁換向閥YA2與液壓系統相聯通並通過串聯的插裝閥C2、電磁換向閥YA3與左側油缸以及右側油缸的另一輸油口相聯通，相互聯通的插裝閥C4、電磁換向閥YA4通過管道與左側油缸以及右側油缸的另一輸油口相聯通並與油箱相聯通。本實用新型是對傳統水壓機液壓系統的進行改進，使主油缸和兩側油缸都能試壓。本實用新型水壓機根據試壓管徑大小，選擇相應的油缸來試壓，用兩側油缸試壓小口徑鋼管，用主油缸試壓中等口徑鋼管，用兩側油缸和主油缸試壓大口徑鋼管。與傳統相同噸位的水壓機比較，本實用新型主油缸和兩側油缸的總面積等於傳統水壓機原有一個主油缸的面積，使本實用新型主油缸直徑減少。同時，兩側油缸直徑加大，加大的側油缸面積要滿足0406.4-0820鋼管試壓的技術條件。側油缸直徑加大後，水壓機試驗頭前進後退速度降低，採用差動迴路來提高前進速度。管端採用端面密封形式，用三種不同管徑的油缸來試壓不同管徑的鋼管，減小了鋼管內徑橫截面積與工作油缸直徑的面積差，提高端面密封的可靠性。解決了大型水壓機管端採用端面密封時，對試壓小直徑鋼管密封材料易損壞的弊端。主油缸內徑減小，降低製造成本，延長了使用壽命。本實用新型具有設計合理、結構簡單、使用效果好、產品成本低、使用壽命長等優點，可用於不同管徑鋼管的壓力試驗。

圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限於這些實施例。在圖1中，本實施例的測試不同管徑鋼管壓力的水壓試驗機由充液油箱1、高壓水伸縮套管2、左側油缸3、主油缸4、右側油缸5、低壓水套管6、水壓機試驗頭7、側油缸壓力傳感器9、主油缸壓力傳感器10、恆壓變量泵11、液壓馬達12、液壓油箱13、電磁換向閥YAl 電磁換向閥YA7、插裝閥Cl 插裝閥C4、溢流閥Y1、比例溢流閥BYA1、截止閥K1、排氣閥K2、充液閥K3聯接構成。主油缸4的活塞杆用螺紋緊固聯接件固定聯接安裝在水壓機試驗頭7的中部，左側油缸3的活塞杆用螺紋緊固聯接件固定聯接安裝在水壓機試驗頭7的左側，右側油缸5的活塞杆用螺紋緊固聯接件固定聯接安裝在水壓機試驗頭7的右側，左側油缸3的活塞杆和右側油缸5的活塞杆推動水壓機試驗頭7往復移動，帶動王油缸4的活塞杆往復移動。水壓機試驗頭7左端用螺紋緊固聯接件固定聯接安裝有高壓水伸縮套管2，高壓水伸縮套管2位於左側油缸3的左側、高壓水伸縮套管2通過管道與高壓水系統相聯通，高壓水系統的水經高壓水伸縮套管2進入被試驗的鋼管內進行測試。水壓機試驗頭7右端用螺紋緊固聯接件固定聯接安裝有低壓水套，低壓水套位於右側油缸5的右側，低壓水套管6通過管道與低壓水系統相聯通，試驗開始時先將抵壓水經低壓水套管6進入到被試驗的鋼管內，然後在被試驗的鋼管內。液壓馬達12通過管道與液壓系統聯通，液壓馬達12用聯接件與恆壓變量泵11相聯接，液壓馬達12為恆壓變量泵11提供動力，恆壓變量泵11的輸出口通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA7和主油缸壓力傳感器10與主油缸4的輸油口相聯通，主油缸壓力傳感器10用於接收進入主油缸4的液壓油的壓力信號；恆壓變量泵11的輸出口通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA7、主油缸壓力傳感器10、充液閥K3、截止閥Kl與充液油箱I相聯通；從恆壓變量泵11輸出口輸出的液壓油一路經電磁換向閥YA7、主油缸壓力傳感器10到主油缸4推動主油缸4動作並經充液閥K3和截止閥Kl流到充液油箱I。恆壓變量泵11通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA6和側油缸壓力傳感器9與左側油缸3和右側油缸5的一輸油口相聯通，從恆壓變量泵11輸出口輸出的液壓油另一路經電磁換向閥YA6和側油缸壓力傳感器9到左側油缸3和右側油缸5，推動左側油缸3和右側油缸5 ;恆壓變量泵
11的輸出口通過安裝在管道上的比例溢流閥BYAl與液壓油箱13相聯通，當主油缸4、左側油缸3、右側油缸5不動作時，從恆壓變量泵11輸出口輸出的液壓油經比例溢流閥BYAl流回到液壓油箱13。安裝在管道上的電磁換向閥YA5與液壓系統和油箱以及充液閥K3相聯通。由液壓系統為主油缸4提供壓力源。安裝在管道上的電磁換向閥YAl與液壓系統相聯通並通過串聯的插裝閥Cl、電磁換向閥YA3、節液插裝閥C3與左側油缸3以及右側油缸5的一輸油口相聯通，插裝閥Cl與插裝閥C2通過管道相連通，由液壓系統為左側油缸3、右側油缸5的動作提供壓力源，電磁換向閥YA3和節液插裝閥C3通過管道與液壓油箱13相聯通。左側油缸3、右側油缸5不動作時，從液壓系統輸入的高壓油經電磁換向閥YA3和節液插裝閥C3流回到液壓油箱13。安裝在管道上的電磁換向閥YA2與液壓系統相聯通並通過串聯的插裝閥C2、電磁換向閥YA3與左側油缸3以及右側油缸5的另一輸油口相聯通，由液壓系統為左側油缸3、右側油缸5的動作提供壓力源，相互聯通的插裝閥C4、電磁換向閥YA4通過管道與左側油缸3以及右側油缸5的另一輸油口相聯通並與油箱相聯通。本實用新型的工作過程如下:1、試壓前工作過程電磁換向閥YA5與電源接通後換向，壓力油打開充液閥K3，充液油箱I給主油缸4補充油液。電磁換向閥YAl通電換向，壓力油經插裝閥Cl到兩側油缸後腔，電磁換向閥YA4通電換向，打開節流插裝閥C4，左側油缸3和右側油缸5前腔回油，水壓機試驗頭7前進，將被試驗鋼管8頂緊。水經低壓水套管6進入被試驗鋼管8，當排氣閥K2出水後，關閉排氣閥K2，停止排氣和進水。同時高壓水經伸縮套管進入被試驗鋼管8，使被試驗鋼管8內水壓升聞。2、試壓工作過程 對中口徑被試驗鋼管8試壓:電磁換向閥YA7通電換向，給主油缸4充油，左側油缸3以及右側油缸5浮動。對小口徑被試驗鋼管8試壓:電磁換向閥YA6通電換向，給左側油缸3以及右側油缸5充油，主油缸4浮動。對大口徑被試驗鋼管8試壓:電磁換向閥YA6、電磁換向閥YA7通電換向，同時給主油缸4、左側油缸3以及右側油缸5後腔，補充經比例溢流閥BYAl給定的壓力油，達到試驗值後5 15秒後，打開排氣閥K2卸壓。3、試壓後工作過程電磁換向閥YA6、電磁換向閥YA7斷電，電磁換向閥YA5通電換向，打開充液閥K3，電磁換向閥YA2通電換向，壓力油經插裝閥C2到左側油缸3以及右側油缸5後腔，電磁換向閥YA3通電換向，前腔油經插裝閥C3回油箱，試驗頭後退。
權利要求1.一種測試不同管徑鋼管壓力的水壓試驗機，在水壓機試驗頭(7)中部設置有主油缸(4)和排氣閥K2、左側設置有左側油缸(3)、右側設置有右側油缸(5)、左端設置有與高壓水系統相聯通的高壓水伸縮套、右端設置有與低壓水系統相聯通的低壓水套，其特徵在於:與恆壓變量泵(11)相聯的液壓馬達(12)與液壓系統聯通，恆壓變量泵(11)的輸出口通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA7和主油缸壓力傳感器(10)與主油缸(4)的輸油口相聯通，恆壓變量泵(11)的輸出口通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA7、主油缸壓力傳感器(10)、充液閥K3、截止閥Kl與充液油箱(I)相聯通，恆壓變量泵(11)通過安裝在管道上串聯的電磁換向閥YA6和側油缸壓力傳感器(9 )與左側油缸(3)和右側油缸(5)的一輸油口相聯通，恆壓變量泵(11)的輸出口通過安裝在管道上的比例溢流閥BYAl與液壓油箱(13)相聯通；安裝在管道上的電磁換向閥YA5與液壓系統和油箱以及充液閥K3相聯通；安裝在管道上的電磁換向閥YAl與液壓系統相聯通並通過串聯的插裝閥Cl、電磁換向閥YA3、節液插裝閥C3與左側油缸(3)以及右側油缸(5)的一輸油口相聯通，插裝閥Cl與插裝閥C2相聯通，電磁換向閥YA3和節液插裝閥C3通過管道與液壓油箱(13)相聯通；安裝在管道上的電磁換向閥YA2與液壓系統相聯通並通過串聯的插裝閥C2、電磁換向閥YA3與左側油缸(3)以及右側油缸(5)的另一輸油口相聯通，相互聯通的插裝閥C4、電磁換向閥YA4通過管道與左側油缸3以及右側油缸(5)的另一輸油口相聯通並與油箱相聯通。
專利摘要一種測試不同管徑鋼管壓力的水壓試驗機，恆壓變量泵通過電磁換向閥YA7和主油缸壓力傳感器與主油缸4聯通，通過電磁換向閥YA7、主油缸壓力傳感器10、充液閥K3、截止閥K1與充液油箱1聯通，通過電磁換向閥YA6和側油缸壓力傳感器9與左側油缸3和右側油缸5的一輸油口聯通；電磁換向閥YA1與液壓系統聯通並通過插裝閥C1、電磁換向閥YA3、節液插裝閥C3與左側油缸3和右側油缸5的一輸油口聯通，插裝閥C1與插裝閥C2聯通；電磁換向閥YA2與液壓系統聯通並通過插裝閥C2、電磁換向閥YA3與左側油缸3以及右側油缸5的另一輸油口相聯通，聯通的插裝閥C4、電磁換向閥YA4與左側油缸3和右側油缸5的另一輸油口聯通並與油箱聯通。
文檔編號G01M3/02GK202939098SQ20122061141
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者陳子恆, 陳復興 申請人:西安石油大學