一种塑料管道热氧老化试验系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种塑料管道热氧老化试验系统及其方法，属于塑料管道热氧老化试验技术领域，系统包括外部加压单元

【技术实现步骤摘要】
一种塑料管道热氧老化试验系统及其方法


[0001]本专利技术涉及塑料管道热氧老化试验
，特别是涉及一种塑料管道热氧老化试验系统及其方法
。

技术介绍

[0002]塑料管道因具有节能环保
、
良好抗腐蚀性
、
轻质强度高
、
柔韧性好
、
内壁光滑摩擦小
、
材料以及施工安装成本低
、
维抢修便捷
、
使用寿命长等优点，被广泛用于城市地下工程中
。
但随着塑料管道服役年限的增加，目前一些地下的塑料管道已经出现老化问题，而塑料管道老化很容易出现漏水
、
漏气
、
漏电等事故的发生
。
塑料管道老化主要因素有土壤因素
、
高温因素
、
氧气氧化因素以及管道内外压力因素，通过模拟塑料管道在上述因素下的老化速率，可提前塑料管道的使用寿命做出评估，以在塑料管道寿命到达前，对地下管道内的塑料管道进行更换
。
[0003]为此，专利号为“202210710014.7”，专利名称为“一种自动控压塑料管道热氧老化试验平台及其使用方法”提出了一种塑料管道热氧老化模拟试验系统
。
该系统包括压力调节装置和热氧老化装置两部分，压力调节装置主要由
PLC
控制器
、
空气压缩机
、
压力传感器
、
电磁阀
、
安全阀
、
手动球阀
、
气体分流器和若干连通钢管组成，热氧老化装置主要由烘箱和带封堵头的若干组塑料管道组成，烘箱可为塑料管道提供高温环境，空气压缩机
、
空气压缩机为塑料管道提供恒定内压或者波动内压，继而探究在预设高温和预设内压下，塑料管道的老化塑料
。
但上述专利中存在诸多问题：一
、
在实际工作环境中，塑料管道埋于地下，除了内部受到运输气体的压力，外部还会受到土壤的压力，而上述专利仅为塑料管道提供了内部压力，没有外部压力，如果仅受内部压力，管道会因内部压力膨胀；二
、
缺乏土壤因素的影响；三
、
模拟内压时通入的是空气，比塑料燃气管实际工作时运载的气体含氧量要高，会导致实验时管道氧化情况与实际情况不符
。
因此，上述专利的塑料管道热氧老化模拟试验系统的模拟不够真实，得出的塑料管道老化速率参考价值不大
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种塑料管道热氧老化试验系统及其方法，除了内压因素和高温因素，还提供了外因素压和土壤因素，相较于现有技术提供的氧化老化因素更加全面，使得模拟结果更加真实
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术公开了一种塑料管道热氧老化试验系统，包括外部加压单元
、
内部加压单元和热氧老化单元；
[0006]所述外部加压单元包括能够升降的加载头，所述加载头的加载端设有水平设置的加载板；
[0007]所述热氧老化单元包括具有加热功能的加热箱，所述加热箱的加热腔室内设有承压箱，所述承压箱内设有用于装填土壤的承压腔室，所述承压腔室内的土壤内埋设有水平布置的塑料管道，所述承压箱的顶部开设有供所述加载板伸入的加压口，所述加载板和所
述承压腔室在竖向投影上重合，所述承压箱上设有连通所述承压腔室和加热腔室的通风设备，所述加热箱上设有连通加热腔室和外界的通气孔；
[0008]所述内部加压单元包括供气量能够调节的供气设备和用于封堵所述塑料管道的两端的封堵头，所述供气设备通过进气管与所述塑料管道其中一端的封堵头连通
。
[0009]优选地，所述加热箱上设有定时器
、
电加热器以及温控仪
。
[0010]优选地，所述外部加压单元包括竖向设置的千斤顶，所述加载板固定连接在所述千斤顶的加载头上
。
[0011]优选地，所述供气设备包括氮气瓶，所述氮气瓶上设有用于与进气管连通的供气管，所述供气管上沿气体流动方向设有一级减压阀和一级气压表，所述进气管上沿气体流动方向依次串连的升压电磁阀
、
二级气压表以及降压电磁阀，所述二级气压表为电子气压表，所述升压电磁阀
、
二级气压表以及降压电磁阀通过
PLC
控制器控制
。
[0012]优选地，所升压电磁阀上并联有二级减压阀和升压手动球阀，所述二级减压阀和所述升压手动球阀沿气体流动方向依次串连，所述降压电磁阀上并联有降压手动球阀
。
[0013]优选地，所述承压腔室的土壤内由上至下依次埋设有不同深度的塑料管道，所述氮气瓶上设有供气管，所述供气管通过若干连通管与若干个所述塑料管道的进气管一一连接
。
[0014]还公开了一种塑料管道热氧老化试验方法，采用了上述的塑料管道热氧老化试验系统，包括以下步骤：
[0015]S1、
将塑料管道截取至预设长度，并用封堵头将所述塑料管道的两端进行封堵，将封堵头的进气管与供气设备连通；
[0016]S2、
用土壤将封堵后的塑料管道按预设深度水平埋设在承压箱的承压腔室内，启动加载头，加载板按预设压力对所述承压腔室内的土壤进行加压，以对所述塑料管道的外部进行加压，启动供气设备，按恒定压力状态或波动压力状态为所述塑料管道内部进行加压；
[0017]S3、
启动加热箱和通风设备，按预设老化温度对加热腔室进行加热；
[0018]S4、
待所述塑料管道达到预设老化时间后，关闭氮气瓶，打开手动降压阀，释放所述塑料管道内压力，升起加载板，移出所述承压腔室内的土壤，拆除封堵头，将所述塑料管道取出，根据老化程度和预设老化时间计算老化速率
。
[0019]优选地，步骤
S2
中，按不同预设深度由上至下依次埋设若干塑料管道或者在同一预设深度并排埋设若干塑料管道
。
[0020]优选地，步骤
S2
中，恒定压力状态工作过程：首先，开启氮气瓶本身的阀门，调节一级减压阀，使压力大于为实验所需的最大压力值；然后，启动
PLC
控制器，当二级气压表检测到压力未达到设定值，
PLC
控制器给升压电磁阀通电，给所述塑料管道的管内升压，当所述二级气压表检测到压力上升至设定值时，通过
PLC
控制器给升压电磁阀断电；波动内压模拟工作过程：首先，开启氮气瓶本身的阀门，调节一级减压阀，使压力大于为实验所需的最大压力值；然后，启动
PLC
控制器，设定好高低峰循环周期时间，
PLC
控制器控制升压电磁阀启动，使塑料管道内压力达到设定高峰，
PLC
控制器自动关闭升压电磁阀，经过设定的高峰时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种塑料管道热氧老化试验系统，其特征在于，包括外部加压单元
、
内部加压单元和热氧老化单元；所述外部加压单元包括能够升降的加载头，所述加载头的加载端设有水平设置的加载板；所述热氧老化单元包括具有加热功能的加热箱，所述加热箱的加热腔室内设有承压箱，所述承压箱内设有用于装填土壤的承压腔室，所述承压腔室内的土壤内埋设有水平布置的塑料管道，所述承压箱的顶部开设有供所述加载板伸入的加压口，所述加载板和所述承压腔室在竖向投影上重合，所述承压箱上设有连通所述承压腔室和加热腔室的通风设备，所述加热箱上设有连通加热腔室和外界的通气孔；所述内部加压单元包括供气量能够调节的供气设备和用于封堵所述塑料管道的两端的封堵头，所述供气设备通过进气管与所述塑料管道其中一端的封堵头连通
。2.
根据权利要求1所述的一种塑料管道热氧老化试验系统，其特征在于，所述加热箱上设有定时器
、
电加热器以及温控仪
。3.
根据权利要求2所述的一种塑料管道热氧老化试验系统，其特征在于，所述外部加压单元包括竖向设置的千斤顶，所述加载板固定连接在所述千斤顶的加载头上
。4.
根据权利要求1所述的一种塑料管道热氧老化试验系统，其特征在于，所述供气设备包括氮气瓶，所述氮气瓶上设有用于与进气管连通的供气管，所述供气管上沿气体流动方向设有一级减压阀和一级气压表，所述进气管上沿气体流动方向依次串连的升压电磁阀
、
二级气压表以及降压电磁阀，所述二级气压表为电子气压表，所述升压电磁阀
、
二级气压表以及降压电磁阀通过
PLC
控制器控制
。5.
根据权利要求4所述的一种塑料管道热氧老化试验系统，其特征在于，所升压电磁阀上并联有二级减压阀和升压手动球阀，所述二级减压阀和所述升压手动球阀沿气体流动方向依次串连，所述降压电磁阀上并联有降压手动球阀
。6.
根据权利要求5所述的一种塑料管道热氧老化试验系统，其特征在于，所述承压腔室的土壤内由上至下依次埋设有不同深度的塑料管道，所述氮气瓶上设有供气管，所述供气管通过若干连通管与若干个所述塑料管道的进气管一一连接
。7.
一种塑料管道热氧老化试验方法，采用了如权利要求1至6任意一项所述的塑料管道热氧老化试验系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
将塑料管道截取至预设长度，并用封堵头将所述塑料管道的两端进行封堵，将封堵头的进气管与供气设备连通；
S2、
用土壤将封堵后的塑料管道按预设深度水平埋设在承压箱的承压腔室内，启动加载头，加载板按预设压力对所述承压...

【专利技术属性】
技术研发人员：林楠，孙兴泽，孟涛，何仁洋，王俊强，孙明，崔伟，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：