薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法技术

一种薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法，包括如下步骤：1）固定陶瓷管步骤；2）充水步骤；3）加压、稳压、卸压步骤：本方法解决了薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测问题，采用该方法制备的试压装置结构简单、成本低廉，操作过程简单易行，适于产业化生产的碳化硅陶瓷管静水压试验。

【技术实现步骤摘要】
薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法
本专利技术涉及陶瓷管静水压检测方法领域，特别涉及一种薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法。
技术介绍
碳化硅陶瓷管以其耐高温、耐腐蚀、耐颗粒冲刷、高热导、高弹性模量等特点被认作为热交换领域的革命性材料，被广泛应用在精细化工、合成医药、不锈钢酸洗、煤化工、煤制油等行业中。其应用工况的高温、腐蚀、颗粒冲刷等环境对碳化硅陶瓷管的安全可靠性提出了很高的要求。这就要求碳化硅陶瓷管在制造过程中均要进行静水压试验。碳化硅陶瓷管静水压试验是碳化硅陶瓷管制造工艺流程中用于检验碳化硅陶瓷管承压能力及其可靠性的重要工序之一。为了确保碳化硅陶瓷管产品的质量，要求每根碳化硅陶瓷管均必须进行静水压试验，并在规定的稳压时间内不得出现渗漏、泄压等现象。应用于热交换行业的碳化硅陶瓷管具有以下特点：1）较大的径厚比：为了保证较高的换热效率，碳化硅陶瓷管要求有较薄的壁厚。但碳化硅陶瓷断裂韧性远低于金属，质硬脆而易碎，不能使用广泛应用于金属管静水压试验机中的端面密封方式；2）较大的长径比：用于热交换领域的碳化硅陶瓷管为了保证换热充分，对管材长度要求尽可能长，这就要求其有较大的长径比。因此，除了管材两端的密封外，较长的管体在管内加压过程中稳定性的保持十分重要，加压的不平稳易造成管材两端的破碎，甚至管体本身的断裂；3）较大的爆破危险性：不同于金属较高的断裂韧性，压力测试不通过时以渗漏的形式体现。对于碳化硅陶瓷，爆破时往往以断裂、甚至爆碎的形式体现，爆破破坏力巨大，危险性高。此外，要求压力测试装置效率高、结构简单、成本低廉，以适应产业化生产的碳化硅陶瓷管。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法，以利于解决直径为10-40mm，径厚比为5-10，长度在500-6000mm的薄壁碳化硅陶瓷管的承压能力检测问题，同时解决高效、便捷、低成本进行薄壁碳化硅陶瓷管批量检测的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法，使用设备是径向密封陶瓷管水压试验机，所述的试验机包括试验本机、水压系统和电控系统。试验本机包括主箱体、导轨支架、导轨、导轨滑块，其中导轨滑块有始端滑块、支撑用自由滑块、末端滑块和顶紧滑块，陶瓷管径向密封端头、机械排水阀及相关水管路。主箱体为钣金结构，分上下两层，上下层间用焊接金属隔板分开。上层外形横截面为直角梯形，斜边钣金板可以向上掀开，其上设置若干观察窗，窗口镶嵌有机玻璃+金属网，用于管材试压工作时观察内部情况，同时保证操作安全；下层用于放置水箱。上下间层隔板正反面均采用防锈漆喷涂，设计轻微倾斜角度，并最在最低处开一个水流过滤口，方便试压管材中的水回流至下层水箱，循环用水。导轨支架为焊接结构，固定在主箱体上层。导轨支架为若干排平行金属支架组成，每个金属支架由一根竖直金属管与一根斜向金属管焊接而成。其中竖直金属管与斜向金属管的上端焊合一起，两个金属管的下端分别焊接在主箱体的上下层隔板上。导轨采用线性光轴导轨，其由金属底座与不锈钢光轴采用底部螺丝连接组成。金属底座四角位置设螺纹孔，旋入螺丝后，与导轨支架对应位置进行连接固定。导轨在导轨支架斜边方向由上到下等距排布。导轨滑块采用弧形光轴导轨滑块。导轨滑块根据其上安装部件的不同，分为始端滑块、支撑用自由滑块、末端滑块和顶紧滑块四种。始端滑块上安装水路连接管及与之连接的陶瓷管径向密封端头，支撑用自由滑块上安装用于支撑固定管身的四氟固定卡环，末端滑块上安装陶瓷管径向密封端头及与之连接的机械排水阀，顶紧滑块上安装有顶紧导轨光轴的螺丝。陶瓷管径向密封端头为不锈钢材质，内部中空通水，外表面刻有两道用于放置O型密封圈的同尺寸凹槽，凹槽外径与O型密封圈内径采用过盈配合，O型密封圈外径与试压薄壁碳化硅陶瓷管内径采用过盈配合。陶瓷管径向密封端头插入管中长度约为50-70mm，其中两道O型密封圈的间隔约为15-20mm。水压系统包括过滤调压阀、低压注水泵、高压注水泵、水箱、水阀及水管路等设备组成，用于完成向试压薄壁碳化硅陶瓷管内进行低压注水、高压注水等动作。其中过滤调压阀用于对压缩空气进行过滤和调压，保证气驱液泵的正常工作；低压注水泵与高压注水泵各一台，均为气驱液泵，低压注水泵主要用来向试压薄壁钢管内注入低压水，排出管内空气。高压注水泵是用来向试压薄壁碳化硅陶瓷管内注入高压水，水泵上装有溢流阀用来调整水泵的出口压力。水箱一个，用来向低压注水泵和高压注水泵供水，所述的水箱采用自来水源或经过滤的纯净水源，其进出口均装有过滤器，水箱内的水循环使用。此为已知技术，故不重复叙述。电控系统包括供水控制系统、PLC控制系统、工控机系统等三部分组成。供水控制系统由为使水压系统实现其基本动作功能而配置的电气设施及其相应的控制技术组成，此为已知技术，故不重复叙述。PLC控制系统由可编程控制器结合CC-link总线技术、电液比例控制技术、人机界面技术以及计算机实施监控技术组成，用于使完成静水压试验整道工序所需的基本工步动作按自动程序实现。此为已知技术，故不重复叙述。工控机系统通过采用工控机电脑可实现对试压薄壁碳化硅陶瓷管进行试验参数设定、静水压试验压力显示、增压及稳压过程中的压力-时间曲线显示、试验故障信息显示等功能，可连续几炉试压薄壁碳化硅陶瓷管的静水压试验压力值和稳压时间曲线，有显示、记录、打印输出等功能。此为已知技术，故不重复叙述。一种薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法，其技术要点在于：一种薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法，包括下列步骤：（1）固定陶瓷管A.工控机设置复位，掀开主箱体上层斜边钣金板；B.将连接有水管路的始端滑块左右两侧放置顶紧滑块并锁紧，将始端滑块固定在导轨始端；C.选择与试压薄壁碳化硅陶瓷管内径对应的径向密封端头，将之分别手动固定在同一导轨上的始端滑块与末端滑块上。同时根据管材长度，选择合适数量的支撑用自由滑块放置在始端滑块与末端滑块之间的导轨上，一般间隔500-1000mm放置一个；D.将试压薄壁碳化硅陶瓷管放在支撑用自由滑块上，用四氟固定卡环将试压薄壁碳化硅陶瓷管管身固定；E.将管身固定好的试压薄壁碳化硅陶瓷管两端分别手动旋转套入始端滑块和末端滑块上的陶瓷管径向密封端头；F.将顶紧滑块紧贴末端滑块外侧，手动旋转顶紧导轨光轴的螺丝进行末端位置固定；G.打开末端滑块上的机械排水阀，合上主箱体上层斜边钣金板。2）充水打开低压注水泵，向试压薄壁碳化硅陶瓷管内注入低压水，管内气体从机械排水阀中排出。从观察窗中观看，当水从机械排水阀中溢出时，即表示管内气体排尽，水充满。由于机械排水阀为单向阀，水充满后即不会进入空气，此时可关闭低压注水泵，打开主箱体上层斜边钣金板，手动关闭机械排水阀。之后，再合上主箱体上层斜边钣金板。3）加压、稳压、卸压根据试压要求，设定升压速率、稳压时间、和/或卸压速率等参数后，启动高压注水泵，开始向薄壁碳化硅陶瓷管中补水加压。可以是，在加压过程中，支撑用自由滑块的四氟固定卡环弹性固定住陶瓷管身，减缓较长管身在加压过程中产生的抖动；径向密封端头上的双重O型密封圈在压力的作用下径向弹性膨胀起到良好的密封效果，确保试压过程中不发生泄露现象。当试压薄壁碳化硅陶瓷管内水压达到规定试验压力值后，关闭高压水泵并稳压一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法，其特征在于，检测步骤如下：1)固定陶瓷管步骤：A.掀开主箱体(1)上层斜边钣金板(11)；B.将连接有水管路(21)的始端滑块(4)左右两侧放置顶紧滑块(7)并锁紧，将始端滑块(4)固定在导轨(3)始端；C.选择与待检测的薄壁碳化硅陶瓷管(26)内径对应的径向密封端头(8)，将之分别固定在同一导轨(3)上的始端滑块(4)与末端滑块(6)上，径向密封端头(8)上还设有双重O型密封圈(24)，同时根据管材长度，选择合适数量的支撑用自由滑块(5)放置在始端滑块(4)与末端滑块(6)之间的导轨(3)上；D.将薄壁碳化硅陶瓷管(26)放在支撑用自由滑块(5)上，用固定卡环(22)将薄壁碳化硅陶瓷管(26)管身固定；E.将管身固定好的薄壁碳化硅陶瓷管(26)两端分别套入始端滑块(4)和末端滑块(6)上的径向密封端头(8)；F.将顶紧滑块(7)紧贴末端滑块(6)外侧，通过旋转顶紧滑块(7)上的导轨光轴(18)的螺丝(23)进行末端位置固定；G.打开末端滑块(6)上的机械排水阀(9)，合上主箱体(1)上层斜边钣金板(11)；2)充水步骤：打开低压注水泵，向薄壁碳化硅陶瓷管(26)内注入低压水，管内气体从机械排水阀(9)中排出，当水充满后关闭低压注水泵，打开主箱体上层斜边钣金板(11)，关闭机械排水阀(9)，之后，再合上主箱体上层斜边钣金板(11)；3)加压、稳压、卸压步骤：根据试压要求，设定升压速率、稳压时间、和/或卸压速率参数后，启动高压注水泵，开始向薄壁碳化硅陶瓷管(26)中补水加压，当薄壁碳化硅陶瓷管(26)内水压达到规定试验压力值后，关闭高压水泵并稳压一定时间；稳压时间达到规定试验要求后，打开卸压阀，开始对薄壁碳化硅陶瓷管(26)内的高压水进行卸压，当管内压力完全释放后，掀开主箱体上层斜边钣金板(11)，取下薄壁碳化硅陶瓷管(26)。...

【技术特征摘要】
1.一种薄壁碳化硅陶瓷管静水压检测方法，其特征在于，检测步骤如下：1)固定陶瓷管步骤：A.掀开主箱体(1)上层斜边钣金板(11)；B.将连接有水管路(21)的始端滑块(4)左右两侧放置顶紧滑块(7)并锁紧，将始端滑块(4)固定在导轨(3)始端；C.选择与待检测的薄壁碳化硅陶瓷管(26)内径对应的径向密封端头(8)，将之分别固定在同一导轨(3)上的始端滑块(4)与末端滑块(6)上，径向密封端头(8)上还设有双重O型密封圈(24)，同时根据管材长度，选择合适数量的支撑用自由滑块(5)放置在始端滑块(4)与末端滑块(6)之间的导轨(3)上；D.将薄壁碳化硅陶瓷管(26)放在支撑用自由滑块(5)上，用固定卡环(22)将薄壁碳化硅陶瓷管(26)管身固定；E.将管身固定好的薄壁碳化硅陶瓷管(26)两端分别套入始端滑块(4)和末端滑块(6)上的径向密封端头(8)；F.将顶紧滑块(7)紧贴末端滑块(6)外侧，通过旋转顶紧滑块(7)上的导轨光轴(18)的螺丝(23)进行末端位置固定；G.打开末端滑块(6)上的机械排水阀(9)，合上主箱体(1)上层斜边钣金板(11)；2)充水步骤：打开低压注水泵，向薄壁碳化硅陶瓷管(26)内注入低压水，管内气体从机械排水阀(9)中排出，当水充满后关闭低压注水泵，打开主箱体上层斜边钣金板(11)，关闭机械排水阀(9)，之后，再合上主箱体上层斜边钣金板(11)；3)加压、稳压、卸压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉强，黄政仁，刘学建，陈忠明，裴兵兵，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31