Стенды испытаний гидравлическим разрывом

Общая информация

Стенды для испытаний гидравлическим разрывом предназначены для проверки прочностных характеристик:

• РВД, трубок,шлангов;
• предохранительной арматуры;
• мембранных предохранительных клапанов;
• теплообменников;
• сосудов под давлением;
• ресиверов;
• металлических и композитных баллонов и прочего оборудования, работающего под высоким давлением при проектировании и производстве.

Стенды проектируются и создаются под решение индивидуальных задач заказчика для точного соблюдения условий испытаний.

Гидравлические насосы с пневматическим приводом позволяют точно управлять давлением в диапазоне от 0 до 4000 бар и более.

Совместное применение заполняющих и дожимающих насосов позволяют проводить испытания изделий большого объема. Средства измерений в составе стенда, чувствительные к гидроудару, возникающему при гидравлическом разрыве изделия, полностью защищены от ударных нагрузок.

Возможные варианты комплектации:

• источник гидравлического давления для подключения к испытательному комплексу заказчика с внешним управлением;
• гидравлический пульт с автономной системой управления (ручное, автоматизированное) для подключения к бронекамере заказчика;
• стенд с испытательной камерой для испытания гидроразрывом изделий малого объема с пластическим разрушением;
• стенд с бронекамерой или бронеограждением для испытаний изделий значительных объемов а также при наличии риска хрупкого разрушения изделия;

Также возможна поставка отдельных комплектующих и предоставление консультационных услуг по самостоятельному проектированию и сборке стенда заказчиком.

Характеристики

• Тип привода: пневматический, электрический (встроенный питающий компрессор).
• Диапазон давлений разрыва: от 10 до 4000 бар (1-400 МПа).
• Диапазон подач (базовая линейка): 0 - 10 л/мин (100 л/мин max).
• Скорость опрессовки¹: до 150000 бар*л/мин.
• Питание пневматического привода: промышленный безмасляный воздух или азот 5-10 атм (0,5-1,0 МПа).
• Регулировка по давлению: плавная, бесступенчатая, высокой точности, в широком диапазоне рабочих давлений, с незначительной пульсацией².
• Регулировка подачи: плавная, бесступенчатая, средней точности, в широком диапазоне подач.
• Защита насоса от гидравлического удара при гидравлическом разрыве: не требуется.
• Защита манометров от гидравлического удара при гидравлическом разрыве: предусмотрена.

¹Скорость опрессовки позволяет оценить время нагнетания давления в сосудах большого объема при условии предварительного заполнения сосуда испытываемой жидкостью. В коэффициенте учитывается незначительное расширение металла в пределах зоны упругой деформации.

Дополнительная работа по сжатию газовой пробки и компенсации пластической деформации металла рассчитывается отдельно.

²Меры снижения пульсаций уточняйте у наших специалистов.

Преимущества

• Высокая степень безопасности при гидравлическом разрыве: насосы в составе стенда не способны создать поток, обладающий достаточным энергетическим потенциалом для причинения вреда здоровью оператора или разрушения элементов защитной конструкции стенда.
• Инертность насоса к гидравлическому удару при разрушении объекта испытания: насос подвержен аналогичной циклической нагрузке при смене циклов всасывание-нагнетание. Ударное падение давления на нагнетании не способно причинить вред насосу.
• Защита средств измерений от гидравлического удара позволяет применять высокоточные механические манометры для регистрации результатов испытаний без риска выхода из строя.
• Повышение давления в объекте испытания может производится сколь угодно плавно, медленно и длительно, что особенно важно для испытаний гидравлическим разрывом.
• Отсутствие нагрева жидкости в процессе нагнетания давления и длительной выдержки под давлением на определенных уровнях¹. Безопасно для персонала, не нарушает температурный режим испытания.
• Значительно меньшая пульсация давления в режиме гидравлического нагружения сравнительно с электрическими гидростанциями².

¹ Жидкость не нагревается совсем, так как система не требует и не предусматривает метод регулировки давления байпасированием. В этом принципиальное отличие насосов с пневматическим приводом от электрических гидростанций.

²При работе насосов с пневматическим приводом одноплунжерной конструкции при нагружении изделия будут наблюдаться незначительные пульсации давления, связанные с отсутствием подачи давления на цикле всасывания. В процессе повышения давления будут наблюдаться близкие к горизонтальным ступеньки, в процессе выдержки под давлением могут наблюдаться незначительные ямки, связанные с расширением изделия или микроутечками.

При правильном подключении и работе оборудования с пневматическим приводом физически невозможно получить колебания стрелки манометра, наблюдаемого при работе объемных насосов с электрическим приводом.

В некоторых случаях даже незначительные пульсации недопустимы. Например пр регистрации внутренних гидравлических разрывов камер теплообменников. При некоторых условиях возможно сведение пульсаций к нулю. Требуется анализ технического задания специалистом.

Ограничения

• Не предназначены для перекачки загрязненных жидкостей, жидкостей с механическими примесями;
• В составе стендов применяются насосы малой производительности: для некоторых изделий большого объема время от начала пластических деформаций сосуда до момента разрыва может значительно превышать требуемое¹.

¹ Характерно для разрушения композитных баллонов. После разрушения композитной намотки стальной лейнер неограниченно расширяется при давлении в несколько раз меньшем давления начала разрыва намотки. Дальнейшая опрессовка лейнера до его разрушения может занять многие часы. В результате будет зафиксировано давление разрушения лейнера значительно ниже давления начала разрушения намотки. В этом случае рекомендуется визуально фиксировать давление начала разрушения намотки, не доводя баллон до полного разрушения.

Типы перекачиваемых сред

Основной жидкостью, применяемой для испытаний гидравлическим разрывом, безусловно, является чистая подготовленная вода без солей жесткости, окислов железа, механических примесей.

В качестве присадок могут применяться различные ингибиторы коррозии, антифризы, углеводороды, эмульсии, моющие вещества и пр.

Фактически гидравлическая линия стенда или установки рассчитана на широкий спектр химически активных и агрессивных жидкостей, если того требуют условия испытания и обеспечена безопасность его проведения.

Самой экзотической перекачиваемой средой, которая встречалась в практике наших специалистов был жидкий азот для испытаний криогенным гидравлическим разрывом.