[实用新型]管线球阀试验用的大型外载荷弯曲试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种弯曲试验装置，特别涉及一种管线球阀试验用的大型外载荷弯曲试验装置。 

背景技术

管线球阀的阀体是一个承压部件，其压力边界除了承压内部介质的压力之外，尚需承受外部载荷，如地基沉降、山体滑坡、洪水、泥石流、地震等自然灾害引起的弯曲载荷。管线球阀的设计标准ASME B16.34在阀体壁厚附加考虑因素时提到“为了克服装配应力、阀门关闭应力、非圆形状和应力集中等所需的附加厚度，由制造厂各别确定”。但标准中未明确管线球阀阀体在弯曲载荷作用下阀体壁厚如何确定。因此，需对管线球阀在介质压力和外载荷弯曲载荷共同作用下进行深入研究，并建造大型外载荷弯曲试验装置进行型式试验。型式试验的目的为：在介质压力和外载荷弯曲载荷共同作用下，验证阀门动作的可靠性，验证管线球阀的密封性能，验证管线球阀的扭矩是否发生大的变化，同时对管线球阀和管道的应力进行测定。目前管线球阀最大规格为NPS60，最高压力等级为Class2500，国内外还未见报道可试验上述管线球阀参数的大型外载荷弯曲试验装置。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种管线球阀试验用的大型外载荷弯曲试验装置，可试验NPS2～NPS60， Class150～Class2500管线球阀。 

    为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种管线球阀试验用的大型外载荷弯曲试验装置，包括 

⑴压力提供系统：提供被测试管线球阀和管道进行壳体试验、高压密封试验和低压密封试验所需的试验压力；

⑵数据处理系统：接收电阻应变计、拉力传感器、位移传感器、扭矩测量装置和压力传感器的数据，数据处理并显示；

⑶弯曲拉力系统：用于控制管线球阀上下运动，形成变矩；

⑷拉力传感器：一端固定在弯曲拉力系统的连接套，另一端固定在试验台架的连接套上，用于传递双作用液压油缸的拉力；

⑸位移传感器：安装于管线球阀的底部，用于测量管线球阀在双作用液压油缸的拉力作用下向下运动的最大直线位移量；

⑹扭矩测量装置：与管线球阀连接，用于测量阀门在常温、低温和高温时的开关扭矩；

⑺试验台架：管线球阀与测试管道焊接后放置于支撑管上；

及

⑻压力传感器：安装在压力检测口上，检测测试管道的压力，并将数据传送至数据处理系统。

所述压力提供系统包括操作按扭、触摸屏数据记录系统、控制阀、保压时间报警、压力表、气源接口和液压增压系统，提供最高压力为70 Mpa，可对Class150～Class2500管线球阀进行试验。 

所述数据处理系统包括USB接口电阻应变仪和笔记本电脑，USB接口电阻应变仪接收电阻应变计、拉力传感器、位移传感器、扭矩测量装置和压力传感器的数据，通过USB接口将试验数据传给笔记本电脑，经应变测试软件处理试验数据，最终以图表的型式显示测试结果。USB接口电阻应变仪可实现单次采样、定时采样或连续采样，最高采样频率：1Hz。测量应变范围：±20000uε，测量电阻范围：50～10000Ω，灵敏度系数：1.0～3.0自动修正。USB接口电阻应变仪可将电阻应变计、拉力传感器、位移传感器、扭矩测量装置、压力传感器的数据接收后，通过USB接口将试验数据传给笔记本电脑。应变测试软件包括参数设置模块、视图显示模块、视图设置模块、信号选择模块、采样模块和硬件接口模块，最高采样频率：1Hz。应变测试软件测量通道可达到4096个，提供二次开发接口，可方便与LABVIEW、CVI、VB等系统兼容。经处理后的试验数据，最终以图表的型式显示测试结果。 

所述弯曲拉力系统包括圆柱销、连接套、调节螺母、油缸连接杆、双作用液压油缸、液压软管和拉力液压系统，圆柱销穿过连接套与拉力传感器固定，调节螺母对拉力传感器的安装位置微量调节，油缸连接杆连接套和双作用液压油缸，双作用液压油缸安装在拉力支撑座上。其中，拉力液压系统包括油泵、油箱、电磁阀、泄压阀、蓄能器、数显压力表组成。测试时调节数显压力表选择需要的设定压力，启动油泵。按“下拉”按钮 ，双作用液压油缸开始向下运动。当达到设定的拉力时油泵自动卸荷，压力由蓄能器系统进行保持。按“上升”按钮，双作用液压油缸开始向上运动，并恢复原来状态。手动打开泄压阀，系统泄压。拉力液压系统额定工作压力18MPa，系统流量：15L/min，油箱容量：500L。 

其中，单个双作用液压油缸最大拉力为250T，最大行程为550mm，最大可承受载荷300T。NPS60管线球阀所需最大载荷为220T ，最大位移量为520mm，因此可测试NPS2～NPS60管线球阀。