Ресурсные гидроиспытания

Насосы для гидроиспытаний HII позволяют быстро и эффективно испытывать различные типы оборудования в различных режимах.

Основные типы испытываемого оборудования:

• Сосуды под давлением: баллоны, ресиверы, химические реакторы, цистерны, резервуары, барокамеры, котлы
• Теплообменное оборудование: трубные, пластинчатые, спиральные теплообменники
• Корпуса оборудования, работающего под давлением: насосов, компрессоров, гидроцилиндров, приводов
• РВД, трубы и трубные сборки, шланги, шлангокабель, тормозные трубки
• Гидравлические, пневматические линии, линии подачи газов
• Участки газопроводов и нефтепроводов, нефтегазового оборудования
• Арматура: запорная, регулирующая, предохранительная защитная
• Вентили, краны, задвижки, клапаны

Основные типы испытаний:

• Гидростатические испытания
• Циклические испытания
• Испытания на гидравлический разрыв
• Контроль утечек
• Контроль герметичности затвора
• Настройка регулирующей и предохранительной арматуры
• Поверка средств измерений

Подробное описание принципов работы насосов HII, методики применения, сравнение с электроприводными насосам для гидроиспытаний вы найдете в каталоге "Описание работы насосов", кнопка "открыть каталог" или на странице "Скачать каталоги".

Тип привода - пневматический

Насосы HII всех серий комплектуются пневматическим приводом.

Насосы серии 3L (самая маломощная серия) комплектуются ручным приводом в дополнение к пневматическому. Насосы 3L с ручным и пневматическим приводом не требуют переключения между приводами, оба привода подключены одновременно. Принципиальную схему работы насосов 3L и описание работы вы найдете в документе "Описание работы насосов".

Насосы HII не комплектуются электрическим приводом. К насосам HII не применимы понятия "класс напряжения", "электрическая мощность", "характеристики электросети".

Для питания привода насосов HII всех серий необходим промышленный воздух 5-10 бар, не содержащий масла, очищенный от избыточной влаги и механических примесей.

При подключении насосов с пневматическим приводом довольно часто в пневмолинию ставят масленку, что губительно для привода насосов.

Требуемое количество воздуха и соответственная мощность питающего компрессора определяется прежде всего режимом работы насоса и варьируется от 0,1 до 10 м³/мин.

Для получения подробной информации по количеству и качеству воздуха проконсультируйтесь у наших специалистов.

Диапазон давлений гидроиспытаний

В общем случае диапазон рабочих давлений 0-4000+ бар (0-400+ МПа). В этом диапазоне лежит 99,9% задач гидравлических испытаний существующих в инженерной практике. Для остальных 0,1% задач применяются усилители давления (one stroke intensifier) HII, перекрывающие диапазон давлений до 10000 бар (1000 МПа), которые не описываются в данном разделе ввиду узкой специализации.

Для каждой конкретной модели насоса существует максимальное рабочее давление.

Также для каждого насоса выделяется минимальное рабочее давление, определяемое особенностями работы пневматического привода. Это особенно важно при гидравлических испытаниях.

Минимальное давление срабатывания пневматического привода для стандартной модели - 1-2 бар. Для нового насоса 1 бар, для изношенного, но исправного - 2 бар.

Этот минимум определяет нижнюю границу давлений, при которых насос будет работать в режиме "поддержания давления".

Модификация "L" позволяет расширить диапазон давлений питания пневматического привода до 0,2-0,3 бар, что соответственно расширяет границы рабочих давлений.

В режиме непрерывного нагнетания давления насосы всех серий в стандартном исполнении исправно работают во всем диапазоне давлений нагнетания.

Пример: насос создает давление 500 бар при давлении в пневмосети 5 бар (1:100). При давлении в пневмосети ниже 1 бар насос остановится и качать не будет. Это значит, что при давлении нагнетания ниже 100 бар насос поддерживать давление в испытываемом изделии не будет. Но если необходимо испытать изделие давлением 500 бар, насос без проблем поднимет давление в изделии от атм. до 500 бар.

Диапазон подач

Насосы с пневматическим приводом не характеризуются номинальной подачей сравнительно с со всеми насосами объемного типа с электрическим приводом, для которых номинальное значение однозначно определяется подачей на один оборот вращения вала и частотой вращения вала.

Насосы с пневматическим приводом не характеризуются рабочим диапазоном подач сравнительно с центробежными насосами, рабочие характеристики которых ограничиваются 10% зоной от оптимального значения.

Пневматический привод насоса может работать в диапазоне скоростей от 1 цикла в месяц до сотен циклов в минуту.

Существуют определенные рекомендации, методики оценки ресурса насоса при различных режимах работы.

При этом стоит учитывать, что оборудование с пневматическим приводом является тихоходным и низкопроизводительным.

Можно выделить абсолютные ограничения, выше которых рассматривать применение насосов с пневматическим приводом не имеет смысла:

• Давление нагнетания 0-86 бар: подача не более 50 л/мин
• Давление нагнетания 86-700 бар: подача не более 10 л/мин
• Давление нагнетания 700-1380 бар: подача не более 5 л/мин
• Давление нагнетания 1380-4000+ бар: подача не более 1-2 л/мин

Значения приведены для одиночного насоса максимальной мощности для данного класса давлений, при параллельной работе нескольких насосов значения соответственно увеличиваются.

В документе "Описание работы насосов" вы найдете подробное описание методов подбора насосов по производительности. Однако и этот документ освещает не более 10% от необходимой информации для квалифицированного подбора оборудования.

Проконсультируйтесь с нашими специалистами.

Регулировка по давлению

Насосы с пневматическим приводом конструкционно являются пневмогидравлическими усилителями давления.

Это значит, что они умножают давление в пневмосети на коэффициент мультипликации, определяемый отношением площадей поршня пневматического привода и плунжера насоса.

Коэффициент мультипликации является основной характеристикой насоса.

Для регулировки насоса по давлению нагнетания необходимо настроить соответствующее давление питания пневматического привода с помощью редуктора давления или I-P регулятора.

Тонкость настройки давления питания пневмопривода определит точность регулировки давления нагнетания. В идеале можно получить очень плавную бесступенчатую регулировку давления нагнетания. Для насосов с высоким коэффициентом мультипликации точность регулировки снижается.

Насосы с пневматическим приводом характеризуются очень высокой повторяемостью давления настройки. Для большинства моделей достаточно настроить давление нагнетания один раз без дополнительной ручной подстройки или непрерывного автоматизированного регулирования при последующих циклах набора давления.

Это свойство очень важно при циклических испытаниях, гидроиспытаниях изделий при крупносерийном и массовом производстве.

Исключение: насосы серии 3L с пружинным возвратом. Эта серия неприменима в задачах, где важна повторяемость значений давления.

В документе "Описание работы насосов" вы найдете подробное описание методов регулировки давления нагнетания с графиками и примерами.

Регулировка подачи насоса

Пневматический привод насоса позволяет регулировать скорость штока насоса в широчайшем диапазоне от 0 до максимальных значений.

При этом пневматический привод не обеспечит высокоточную и постоянную производительность насоса. Эти свойства необходимы при высокоточном дозировании, снятии расходных характеристик. Для этой задачи должны применяться насосы объемного типа с жесткими расходными характеристиками.

Для большинства задач гидравлических испытаний регулировка производительности насоса не является существенным фактором.

Для задач контроля герметичности затвора арматуры утечки через затвор определяются с помощью расходомера, насос поддерживает требуемое давление или перепад давлений на затворе, "автоматически" компенсируя утечки без применения какой-либо автоматики. Для этой задачи насосы с пневматическим приводом идеальны.

В документе "Описание работы насосов" вы найдете подробное описание методов регулировки производительности с графиками и примерами.

Пневматический привод насосов HII позволяет длительно выдерживать изделие под давлением без фактического движения жидкости, что исключает:

• Нагрев жидкости в процессе гидравлических испытаний
• Загрязнение жидкости продуктами износа
• Завоздушивание жидкости
• Потери электроэнергии
• Высокочастотную пульсацию потока

Также благодаря пневматическому приводу и плунжерной конструкции насосы HII:

• Не загрязняют перекачиваемую жидкость - идеальны для гидроиспытаний изделий с высокими требованиями к чистоте подаваемой жидкости
• Идеальны для задач регулирования по давлению - в некоторых режимах эффективнее аналогов с электрическим приводом в десятки, сотни раз
• Не требуют байпасного клапана, перепускного клапана для регулировки по давлению
• Не требуют частотника, "автоматизированное" управление без средств автоматизации
• Рассчитаны на неограниченное количество циклов пуска, останова - идеальны для работы в режиме жестких циклических нагрузок
• Стойки к гидроудару в результате гидроразрыва изделия
• Позволяют регулировать подачу и давление испытания очень плавно, очень быстро и просто, в очень широком диапазоне, от нулевых до максимальных значений
• Не требуют электропитания
• Пожаро- и взрывобезопасны
• Стойки к длительной работе в режиме к сухого хода, высокие кавитационные качества, самовсасывающие
• Компактные и легкие - мобильное решение

• Не предназначены для перекачки загрязненных жидкостей, жидкостей с механическими примесями
• Тихоходное оборудование - ограничения по максимальной производительности
• Существенно дороже аналогичных решений с электроприводом для задач промывки, опрессовки изделий объемом более 100 куб.м., предварительного заполнения изделий и систем больших объемов - там где требуется постоянная высокая производительность
• Не качают газы
• Не предназначены для высокоточного дозирования

• Чистая вода, промышленная вода, вода с нефтепродуктами, вода с ингибиторами коррозии;
• Дистиллированная вода, деионизированная вода;
• Индустриальные масла, гидравлические масла, авиационные масла, минеральные масла, синтетические масла, АМГ, МГЕ, веретенка;
• Тормозная жидкость, скайдрол;
• Углеводороды, растворители;
• Антифризы, этиленгликоль, незамерзающие жидкости.
• Жидкости высокой чистоты.
• Взрывоопасные, пожароопасные жидкости.
• Химически активные, агрессивные жидкости.

Гидравлические стенды HII для циклических гидроиспытаний применяются для:

• циклических испытаний;
• ресурсных гидроиспытаний;
• испытаний по циклограмме;
• испытаний шлангов, РВД, трубок и трубных сборок;
• испытаний композитных баллонов;
• испытаний тонкостенных сосудов под давлением;
• испытаний тормозных трубок;

Стенды проектируются и изготавливаются индивидуально под техническое задание заказчика с учетом конструкционных особенностей испытываемого оборудования и требований регулирующих документов.

• Диапазон рабочих давлений от 0 до 4000 бар (0-400 МПа);
• Привод: пневматический - базовый, электрический (трехплунжерный насос - спец.исполнение);
• Питание пневматического привода: промышленный безмасляный воздух, азот 5-10 атм (0,5-1,0 МПа);
• Автоматизированная система управления;
• Возможость осушки изделия после испытания "no drop".

Преимущества стендов с базовым пневматическим приводом по сравнению с электрическим:

• не загрязняют перекачиваемую жидкость: позволяют многократно использовать испытательную жидкость, не загрязняют испытываемое изделие;
• плавная бесступенчатая регулировка давления с незначительными пульсациями. Возможность ступенчатого нагружения изделия и выдержки давления на каждой ступени нагружения.
• плавная бесступенчатая регулировка скорости набора давления для изделий малых объемов без нагрева жидкости;
• оптимальны для испытаний по циклограмме с длительными ступенями выдержки под давлением: значительно эффективнее аналогов с электрическим приводом;
• не нагревают перекачиваемую жидкость в любых режимах эксплуатации: не требуют теплообменника, увеличенного объема бака оборотной воды для теплоотвода;
• в составе установок для гидроиспытаний не предусмотрены и не требуются: байпасная линия, перепускной клапан для регулирования по давлению*;
• не требуют частотника, "автоматизированное" управление без средств автоматизации;
• неограниченное количество циклов пуска, останова - идеальны для работы в режиме жестких циклических нагрузок;
• стойки к гидроудару при гидроразрыве изделия;
• очень широкая, очень плавная, очень простая и быстрая регулировка подачи и давления нагнетания в широком диапазоне от нулевых до максимальных значений;
• доступны решения с полным отсутствием пульсаций;
• пожаро- и взрывобезопасны;
• насосы в составе установки стойки к длительной работе в режиме к сухого хода, высокие кавитационные качества, самовсасывающие;

*ВНИМАНИЕ: регулирование давления байпасированием является самым неэффективным и энергозатратным методом. При этом методе вся гидравлическая энергия переходит в тепловую, что приводит к нагреву жидкости, необходимости применения теплообменника. Подробнее о методах регулирования давления читайте в каталоге "Описание работы насосов" в разделе "Каталоги".

Ограничения по объему испытываемых изделий для стендов с базовым пневматическим приводом:

Ресурсные испытания до 1 млн. циклов и более: заполняемый объем изделия не более 1 литра.

Типы испытываемых изделий: шланги, РВД, трубки и трубные сборки, тормозные трубки.

Циклические нагружения до 1000 циклов и более: заполняемый объем изделия не более 1000 литров.

Типы испытываемых изделий: композитные баллоны, тонкостенные сосуды, гидравлические аккумутяторы, газовые ресиверы, реакторы и проч.

Испытания по циклограмме с лимитированной скоростью набора давления и выдержкой на каждой ступени нагружения: заполняемый объем изделия до 1 мл и менее до 100 куб. м. и более.

Типы испытываемых изделий: корпуса оборудования и арматуры высокого давления, цистерны, газгольдеры, участки трубопроводов. Любое оборудование практически любого объема, работающее под давлением и требующее испытания по циклограмме.

• Чистая вода, промышленная вода, вода с нефтепродуктами, вода с ингибиторами коррозии;
• Дистиллированная вода, деионизированная вода;
• Индустриальные масла, гидравлические масла, авиационные масла, минеральные масла, синтетические масла, АМГ, МГЕ, веретенка;
• Тормозная жидкость, скайдрол;
• Углеводороды, растворители;
• Антифризы, этиленгликоль, незамерзающие жидкости.
• Жидкости высокой чистоты.
• Взрывоопасные, пожароопасные жидкости.
• Химически активные, агрессивные жидкости.

Автоматизированные стенды HII с автоматическим управлением применяются в научно - исследовательских центрах для проведения особо точных гидравлических и пневматических испытаний при проектировании и разработке нового технологического оборудования, работающего при высоком и сверхвысоком давлении.

Стенды с частичной или полной автоматизацией управления используются в авиационных, атомных, нефтегазовых отраслях.

Автоматизация пневматических и газовых установок позволяет не только точно контролировать, но и подавать давление в соответствии с программой испытаний.

Стенды с автоматизированной регистрацией результатов испытаний предназначены для проведения гидравлических и пневматических испытаний оборудования и систем:

• на гидравлический разрыв;
• по циклограмме;
• ресурсные гидроиспытания;
• на объемное расширение;
• запорной арматуры;
• предохранительной арматуры;
• задвижек;
• шаровых кранов;
• запорных клапанов;
• игольчатых вентилей;
• дисковых затворов;
• пробковых кранов;
• проверка герметичности затворов;
• регулирующих клапанов;
• запорно-регулирующих клапанов;
• смесительных клапанов;
• регуляторов давления прямого действия;
• регуляторов уровня;
• манифольдов и клапанных сборок;
• импульсно-предохранительных систем;
• мембранных предохранительных клапанов;
• перепускных клапанов;
• редукционных клапанов;
• РВД;
• трубок и трубных сборок;
• сосудов под давлением;
• трубных теплообменников;
• пластинчатых теплообменников;
• спиральных теплообменников;
• при разработке оборудования и арматуры;
• поверки и калибровки средств измерений;
• калибровки предохранительной аппаратуры;
• производственных испытаний оборудования и арматуры.

Автоматизированные стенды позволяют точно фиксировать изменение давления в широком диапазоне от 0 до 4000 бар для гидравлических систем, и от 0 до 2000 бар для газовых стендов.

Комбинированные испытательные стенды HII позволяют провести различные виды гидравлических, пневматических, газовых испытаний изделия в соответствии с техническим регламентом без дополнительных коммутаций и организации нескольких испытательных постов.

Наиболее часто комбинируются следующие виды испытаний:

• гидравлические испытания + продувка + пневматические/газовые испытания/течеискание;
• гидростатическая опрессовка + нагружение по циклограмме + гидроразрыв одного образца из серии;
• гидростатические испытания серии + испытания на циклическую усталость одного образца из серии.

Нестандартные комбинации, с которыми приходилось сталкиваться нашим инженерам:

• совмещение криогенных и прочностных испытаний образца - испытания изделия на криогенный гидроразрыв сжиженным криогенным газом азотом;
• циклические испытания изделия гидроударом + испытания на гидравлический разрыв.

Комбинированные стенды позволяют испытывать:

• оборудование после ремонта;
• запорно-регулирующую арматуру: шаровые краны, игольчатые вентили, пробковые краны, отключающие клапаны, задвижки, заслонки, регуляторы давления и расхода;
• отключающие, предохранительные, обратные, отсечные клапаны;
• манифольды и клапанные сборки;
• элементы колонной головки, противовыбросового оборудования, фонтанного оборудования, пакерного оборудования;
• трубы,трубные сборки, РВД, РСВД, шланги;
• сосуды под давлением, баллоны, аккумуляторы, реакторы;
• трубопроводную арматуру и фитинги;
• гидравлическое оборудование, гидроцилиндры.

Комбинированные испытательные стенды строятся на базе насосов или компрессоров Hydraulics International Inc (HII) с пневматическим приводом.

При необходимости питания стенда от электросети в составе стенда предусматривается воздушный компрессор низкого давления для питания пневматического привода оборудования высокого давления.

Гидравлические модули могут состоять из одного или нескольких насосов, подключенных последовательно или параллельно для обеспечения оптимальных режимов работы оборудования.

Рабочий диапазон давлений всей линейки насосов высокого давления HII (0-4000 бар и более) перекрывает любые инженерные задачи, связанные с гидравлическимим испытаниями сосудов под давлением.

Диапазон подач всей линейки насосов HII лежит в пределах 0-100 л/мин. Гидравлический модуль может включать несколько насосов, подключенных параллельно, а также насосы предварительного заполнения высокой производительности, что расширяет диапазон подач до 10 раз и более.

Модули для пневматических, газовых испытаний и течеискания строятся на базе воздушных пневмоусилителей или газовых компрессоров.

Количество ступеней сжатия и общая компоновка подбираются специалистами на основе анализа технического задания и ограничений.

Рабочий диапазон давлений для газовых испытаний: 0-2000 бар и более.

Производительность по газу значительно варьируется от не менее чем 5 независимых факторов и рассчитывается нашими специалистами в каждом конкретном случае. Границы диапазона для многокомпрессорных решений весьма условны.

Преимущества комбинирования различных типов испытаний в одном стенде:

• меньшие совокупные затраты на организацию одного испытательного поста по сравнению с отдельными стендами для различных типов испытаний;
• экономия испытательных площадей:
• меньше коммутаций в процессе испытания: экономия времени, меньший износ резьбовых штуцеров, меньший расход рабочей жидкости;
• меньшие затраты на автоматизацию испытания и автоматизированную систему регистрации результатов испытаний, отбраковки изделий;
• возможность совмещения с другими вспомогательными операциями: промывка, продувка, осушка изделия.

Насосы HII в составе гидравлических модулей являются тихоходными и значительно менее производительными относительно насосов с электрическим приводом.

Возможность параллельного подключения любого количества насосов делает технически реализуемым обеспечение любой производительности.

Определяющим фактором применения многонасосных решений является экономическая целесообразность и наличие более эффективных альтернативных решений высокой производительности.

Это особенно важно при выборе оптимального решения для испытаний изделий большого объема.

Аналогичные ограничения, но еще более жесткие для компрессорных модулей для пневматических испытаний, испытаний газами, течеисканием.

Основное отличие - начиная с определенных уровней давления и для некоторых газов физически не существует конкурентных альтернатив на базе электрического привода.

ВНИМАНИЕ: экономически нецелесообразно применять дожимающие компрессоры для экономии остатков воздуха, азота, аргона, углекислоты в баллонах в большинстве случаев (кроме регионов с высокой себестоимостью доставки газов требуемого качества). Дожимающие компрессоры наиболее эффективны при испытаниях газами под давлениями, превышающими давление заправки баллонов.

Базовые жидкости:

• Чистая вода, промышленная вода, вода с нефтепродуктами, вода с ингибиторами коррозии;
• Дистиллированная вода, деионизированная вода;
• Индустриальные масла, гидравлические масла, авиационные масла, минеральные масла, синтетические масла, АМГ, МГЕ, веретенка;
• Тормозная жидкость, скайдрол;
• Углеводороды, растворители;
• Антифризы, этиленгликоль, незамерзающие жидкости.

А также:

• Жидкости высокой чистоты.
• Взрывоопасные, пожароопасные жидкости.
• Химически активные, агрессивные жидкости.

Базовые газы:

• Промышленный воздух, азот, аргон, гелий;
• Газы высокой и сверхвысокой чистоты: кислород, водород, азот, азот 1 сорт, азот марка 6.0, гелий, аргон, криптон, ксенон;
• Дыхательные газы: кислород, азот, воздух, дыхательные смеси, найтрокс;
• Ищущие газы: водород, гелий.

А также:

• опасные, пожароопасные, взрывоопасные газы;
• углеводороды, кроме ацетилена: природный газ, синтез газ, пропан, бутан, метан, этилен, угарный газ, попутный нефтяной газ;
• различные сжижаемые газы.

Внимание:

Максимальное безопасное давление нагнетания кислорода: 365 атм;

Максимальное безопасное давление нагнетания воздуха: 700 атм. При необходимости работы на более высоких давлениях необходим переход на азот или другие инертные газы, не содержащие кислород.