水压试验方法及装置制造方法及图纸

即使在试验管的尺寸涉及宽范围的情况下，也能够高精度且高效经济地实施各个试验管的水压试验。为了实现该水压试验，使用相对于试验管被并联连接且增压比阶段性地提高的多个增压缸(41)。将并联配置的多台伺服电动机驱动泵(51)作为多个增压缸(41)的驱动源使用。截至增压缸(41)的输出侧水压达到试验压力附近为止，同时运转多台伺服电动机驱动泵(51)。之后，除多台伺服电动机驱动泵(51)中的一台以外停止驱动，通过剩余一台伺服电动机驱动泵(51)升压至试验压力。当升压时，按增压比由低到高的顺序使用多个增压缸(41)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种为了调查电焊管或螺旋管等焊接管以及无缝管的质量而实施的水压试验方法，更具体而言，涉及一种将试验管内注满水之后，使用液压驱动的增压缸向该试验管内注入高压水，以使管内加压并保持在规定压力的水压试验方法及装置。
技术介绍
在电焊管的生产线中，为了调查制造出的电焊管的质量特别是被称为接缝部的焊接部的质量而实施水压试验。在此，水压试验通过以下方式来进行：将制造出的规定长度的电焊管夹持在被配置于试验线前后的主轴箱与尾座之间并将前后两端密闭，在该状态下经由主轴箱向电焊管内注入高压水。高压水的压力达到允许强度的90％左右并在该压力下耐受规定时间而未产生焊接部的破坏和由该破坏导致的管破裂的焊接管被判定为机械强度方面的合格品。水压试验程序的概要如下。将试验管固定在主轴箱与尾座之间，并将两侧的管端密闭。在低压(包含自重)下经由主轴箱从水箱向试验管内进行注水。试验管内的空气经由尾座排出到管外。如果试验管内实质上成为满水状态，则向该试验管内强制性地供给高压水以使管内加压至所要求的试验压力，并且在该试验压力下保持规定时间，从而完成加压试验。当加压试验完成时，打开被设置于尾侧或头侧或者两侧车床上的减压阀，对管内进行减压之后，从两车床之间取出试验管，并将管内的水排出到槽中，从而试验全部完成。作为向试验管内强制性地供给高压水的高压给水系统，如专利文件1所记载的那样，使用利用液压的增压机构。即，通过用液压驱动的增压缸向试验管内供给高压水。具体说明如下：在将水吸入到用液压驱动的增压缸的输出侧之后，通过供给压力油来对该缸体的输入侧进行升压以使缸体内的活塞前进驱动，由此从增压缸的输出侧向主轴箱及试验管内供给高压水。作为增压缸的驱动系统即向增压缸的输入侧供给压力油的液压源，如图4所示，同时使用被并联配置的多台液压泵1。其理由在于，由于根据试验管的尺寸等而向试验管供给的高压水的水压、水量及供给类型等涉及多方面，因此向增压缸5的输入侧供给的压力油的液压、油量也需要覆盖宽范围。液压的控制通过比例控制阀4来进行，该比例控制阀4在从由多台液压泵1至增压缸5的输入侧的主线路2分支的副线路3上作为单向阀来安装。液压控制阀被安装于从主线路2分支的副线路3上而未安装于主线路2上，这是因为与同时使用被并联配置的多台液压泵1的驱动系统相同，向增压缸5供给的压力油也需要覆盖由低压小流量到高压大流量的宽范围。而且，由于多台液压泵1为由AC电动机驱动的普通液压单元，因此在一定旋转下持续喷出压力油，该压力油的喷出压力通过作为单向阀安装于副线路上的比例控制阀来控制。即，如果主线路2中的压力油的压力高于安装于副线路3上的比例控制阀4中的设定压力，则经由比例控制阀4释放压力油以维持设定压力，由此主线路2中的压力油的压力被维持在设定压力。如图5所示，液压泵1的液压和油量处于反比例关系。液压与高压水压的关系以及油量与高压水量的关系为正比例关系。在实际水压试验中，比例控制阀4中的设定液压以10MPa、20MPa、30MPa这种方式被阶段性地提高，从而最终向设定保持压力转移。由此，如图6所示，高压水的压力被阶段性地提高并最终达到保持压力。高压水的流量随着压力提高而减少，维持保持压力期间的流量几乎为0，此时，在增压缸5的液压驱动系统中，从多台液压泵1喷出的大部分压力油经由副线路3内的比例控制阀4释放到线路外。通过阶段性地提高向试验管内供给的高压水的压力来逐渐减少流量，这是因为如果从最初起将比例控制阀4中的设定压力设为与保持压力对应的最高压力，则如图7所示，增压缸5的输入侧在保持大流量的状态下被升压，其结果，由于增压缸自身的惯性力(活塞的惯性力)等而导致高压水的压力发生过冲并超过压力上限。此外，高压水的保持压力被设定在试验所需的压力与上限压力之间，为了防止高压水的压力产生过冲，通过阶段性地提高向试验管内供给的高压水的压力来减少流量，并且在高压水的压力即将达到该保持压力之前，将比例控制阀中的设定压力调整为与保持压力对应的最终压力，从而实现所述惯性力的完全吸收。根据采用这种增压缸的高压给水系统及增压缸的驱动系统，能够在试验管内将所要求的压力的高压水保持所要求的时间。但是，存在如下根本问题：为了使试验管内的压力阶段性地上升至所要求的压力，所谓的周期时间变长，并且每单位时间的处理数量增加，从而效率变差。另外，存在如下问题：由于在对增压缸进行或不进行升压时液压泵也在一定旋转下持续工作，因此泵的动力损失实质上较大。此外，在电焊管的制造中，近年来，伴随粗轧辊的划时代的共享化技术(专利文件2)的提出，能够以由直径8英寸到直径24英寸或者其以上的方式将可由单线制造的电焊管的尺寸(管径、壁厚、长度)设为非常宽，这已成为一种趋势，但在制造出的电焊管的水压试验中，由于这种趋势而向试验管内注入的高压水的水压产生数倍差异，水量产生20倍差异，这种现象反而成为各种问题的主要原因。第一、由于按试验管的尺寸、保持压力的不同进行升压速度、升压速度变更点的设定，因此需要保持庞大的数据，设定相关的操作非常繁琐。因此，认为近来由单线制造的尺寸种类增加的情况下，用一个试验装置进行水压试验并不现实。其结果，产生单线中需要多个水压试验装置这种不合理。第二、由于试验管的尺寸涉及宽范围，因此当欲通过一个试验装置进行水压试验时，需要使液压泵与最大尺寸吻合。由于如前所述那样液压泵总是在一定旋转下持续喷出压力油，因此当试验管的尺寸较小时，压力油的释放量增加，不仅在试验期间以外，而且在试验期间液压泵也会产生较大的动力损失。第三、如果使液压泵与最大尺寸吻合，则在较小的尺寸下液压、油量的控制精度下降。这些问题也会使采用一个试验装置进行水压试验的操作很困难。另外，在向试验管内供给高压水之前的低压水供给中，无法避免空气在试验管内的残留。由于在低压水供给中试验管内残留空气的情况下，即使开始向试验管内的高压给水，该加压也会因空气压缩而被吸收，因此给水初期的压力上升非常缓慢。这会导致试验所需的时间(周期时间)进一步延长。不仅如此，虽然空气残留量平均为1.5％左右，但由于残留量的偏差较大，因此成为较大的不确定因素。因此，空气残留也成为使设定操作更加复杂的原因。专利文件1：日本专利第4738783号公报专利文件2：美国专利第4770019号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水压试验方法及装置，该水压试验方法及装置即使试验管的尺寸涉及宽范围，也能够高精度且高效经济地实施各个试验管的水压试验。为了对增压缸进行精密的液压控制，虽然在从液压泵等液压源至增压缸的低压侧的主线路上直接安装液压控制阀的方法很有效，但在本专利技术所相对的水压试验装置中，由于在主线路上大量流通高压压力油，因此该方法很难实现。因此，以往在从该主线路分支的副线路上安装有比例控制阀，但如前所述，以动力损失的大小为首存在各种问题。本专利技术人为了维持从主线路排除液压控制阀这一基本原则的同时，解决以往的各种问题，着眼于作为液压源的压力油单元自身的变更，对代替现有液压泵的各种压力油单元进行了比较研究。其结果，明确了以下事项。第一、作为增压缸的液压驱动源，使用如下的伺服电动机驱动泵很有效：即，该驱动泵能够在与所要求的压力条件及流量条件相应的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水压试验方法，为了对制造出的金属管进行水压试验，从液压驱动式增压缸向试验管内供给高压水，以使管内升压至规定的试验压力并保持规定时间，所述水压试验方法的特征在于，将并联连接的多台伺服电动机驱动泵作为所述增压缸的液压式驱动源使用，截至所述增压缸的输出侧达到预先设定的试验压力附近为止，同时运转多台伺服电动机驱动泵，之后，除多台伺服电动机驱动泵中的一台以外停止运转，通过剩余一台伺服电动机驱动泵的运转，使所述增压缸的输出侧达到试验压力并保持。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水压试验方法，为了对制造出的金属管进行水压试验，从液压驱动式增压缸向试验管内供给高压水，以使管内升压至规定的试验压力并保持规定时间，所述水压试验方法的特征在于，将并联连接的多台伺服电动机驱动泵作为所述增压缸的液压式驱动源使用，截至所述增压缸的输出侧达到预先设定的试验压力附近为止，同时运转多台伺服电动机驱动泵，之后，除多台伺服电动机驱动泵中的一台以外停止运转，通过剩余一台伺服电动机驱动泵的运转，使所述增压缸的输出侧达到试验压力并保持。2.根据权利要求1所述的水压试验方法，其特征在于，伺服电动机驱动泵为双容量型。3.根据权利要求1或2所述的水压试验方法，其特征在于，设定比试验压力低规定压力的切换点压力，并在升压过程中在增压缸的输出侧测定高压水的水压(P)，截至测定水压达到所述切换点压力为止，同时运转多台伺服电动机驱动泵，在测定水压达到所述切换点压力的时刻，除多台伺服电动机驱动泵中的一台以外停止运转，在测定水压达到试验压力的时刻，停止运转中的一台伺服电动机驱动泵的运转。4.根据权利要求1或2所述的水压试验方法，其特征在于，对试验管并联配置增压比阶段性地提高的多个增压缸，并按增压比由小到大的顺序使用所述多个增压缸。5.一种水压试验装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹤田谕，森崎胜彦，中田充，石垣胜己，
申请(专利权)人：株式会社中田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP