氣瓶水壓爆破試驗(yàn)方法GB/T15385-2011

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氣瓶水壓爆破試驗(yàn)方法GB/T 15385-2011

氣瓶水壓爆破試驗(yàn)方法

GB 15385—94

國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局1994—12—26批準(zhǔn)    1995—08—01實(shí)施

 

1  主題內(nèi)容與適用范圍

    本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氣瓶的水壓爆破對(duì)試驗(yàn)裝置的基本要求、試驗(yàn)方法和操作要點(diǎn)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱(chēng)工作壓力為1～30MPa、公稱(chēng)容積為0．4～1 000L的鋼質(zhì)和鋁合金氣瓶的水壓爆破試驗(yàn)。

 

2  引用標(biāo)準(zhǔn)

    GB 9251  氣瓶水壓試驗(yàn)方法

 

3  術(shù)語(yǔ)

3．1  受試瓶

    準(zhǔn)備試驗(yàn)或正在試驗(yàn)的氣瓶。

3．2  爆破壓力

    氣瓶爆破過(guò)程中實(shí)際達(dá)到的最高壓力。

3．3  屈服壓力

    受試瓶在內(nèi)壓作用下，筒體材料開(kāi)始沿壁厚全屈服時(shí)的壓力。

 

4  容積變形測(cè)定方法

    本標(biāo)準(zhǔn)采用水壓內(nèi)測(cè)法進(jìn)行水壓爆破試驗(yàn)，并測(cè)定受試瓶破裂時(shí)容積變形。爆破試驗(yàn)時(shí)需要測(cè)定水壓試驗(yàn)下容積殘余變形率的，按GB 9251中容積殘余變形率的測(cè)定方法執(zhí)行。

 

5  試驗(yàn)操作人員

    試驗(yàn)操作人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，熟悉試驗(yàn)裝置，掌握試驗(yàn)方法。

 

6  試驗(yàn)裝置

6．1  試驗(yàn)裝置示意圖(見(jiàn)圖1)。

 

圖1  水壓爆破試驗(yàn)裝置示意圖

W—試驗(yàn)用水；J—水壓泵；I—受試瓶；R—專(zhuān)用接頭；F、Fa、Fo—低壓閥；H—量筒；Kc—壓力測(cè)量?jī)x表(指示水泵出口壓力)；K—壓力測(cè)量?jī)x表(讀取試驗(yàn)壓力用)； Kt—精密壓力表(校驗(yàn)其它壓力測(cè)量?jī)x表)，E、Eo、Ea、Et—高壓閥(Et試驗(yàn)時(shí)關(guān)閉)； L—量杯；M—安全防護(hù)設(shè)施

 

6．2  裝置必須具備有效的手動(dòng)或自動(dòng)控制試驗(yàn)壓力的設(shè)施。

6．3  除試驗(yàn)壓力外，不得使受試瓶承受會(huì)影響瓶體應(yīng)力的其它外力。

6．4  裝置內(nèi)部必須清潔。

6．5  試壓泵的額定壓力應(yīng)為按式(1)計(jì)算值的1．5倍以上。

式中：P_b——爆破壓力；

      Do——受試瓶瓶體外徑，mm；

      σ_b——受試瓶瓶體材料熱處理后抗拉強(qiáng)度保證值，N／mm²；

      S_b——受試瓶瓶體名義厚度，mm。

6．6  裝置連接處必須具有良好的密封性能。

6．7  裝置應(yīng)能排出其內(nèi)部及受試瓶?jī)?nèi)空氣。

6．8  裝置應(yīng)能自動(dòng)記錄壓力與壓入水量的關(guān)系，并自動(dòng)繪制壓力—時(shí)間曲線(xiàn)。

6．9  裝置全部承壓管道必須采用金屬管，并應(yīng)測(cè)出該管道在受試瓶爆破壓力下的壓入水量(壓入水量應(yīng)不計(jì)管道容積)。

6．10  裝置及承壓管道必須進(jìn)行水壓試驗(yàn)，合格水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)不低于P_b的1．5倍。

 

7  檢查壓力表及稱(chēng)量衡器

7．1  壓力表

    試驗(yàn)裝置上至少安裝兩只量程相同并能同時(shí)正確顯示試驗(yàn)壓力的壓力表，其量程應(yīng)是受試瓶計(jì)算爆破壓力P_b的1．5～3倍。壓力表必須經(jīng)過(guò)校正合格，其精度不低于1．5級(jí)。

7．2  溫度測(cè)量?jī)x表

    用于測(cè)量試驗(yàn)用水溫度和環(huán)境溫度的溫度測(cè)量?jī)x表，其最小顯示值應(yīng)不大于1℃。

7．3  量筒

7．3．1  用于試驗(yàn)裝置中的量筒應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜莘e和直徑以免升壓時(shí)量筒內(nèi)水位下降過(guò)快而影響讀數(shù)。量筒的最小刻度值不大于5mL(大容積氣瓶)或1mL(中、小容積氣瓶)，刻度值的相對(duì)誤差不大于±1％。

7．3．2  應(yīng)保持量筒的垂直度和穩(wěn)定性。

7．4  量杯

    試驗(yàn)中使用的量杯，其量程應(yīng)為500mL或1 000mL刻度值的相對(duì)誤差不大于±1％。

7．5  稱(chēng)量衡器

    最大量程應(yīng)是該瓶所稱(chēng)重量的1．5～3倍。

 

8  試驗(yàn)用水

8．1  供試驗(yàn)用的水必須是潔凈的淡水，供水時(shí)必須穩(wěn)定、連續(xù)。

8．2  試驗(yàn)時(shí)的水溫不低于5℃。試驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度不得低于5℃。

8．3  受試瓶?jī)?nèi)的水溫與即將壓入受試瓶?jī)?nèi)的水溫之差不大于2℃。

 

9  試驗(yàn)前的準(zhǔn)備

9．1  受試瓶必須按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定逐只檢驗(yàn)合格。

9．2  受試瓶?jī)?nèi)表面應(yīng)清潔，拆除可拆附件，清除瓶?jī)?nèi)的殘留物。

9．3  在受試瓶筒體表面劃出壁厚分布網(wǎng)格，網(wǎng)格間距宜不小于100mm容積小于100L的受試瓶，網(wǎng)格間距宜小于20mm，網(wǎng)格的識(shí)別清晰程度能保持到氣瓶爆破后。

9．4  在網(wǎng)格交點(diǎn)處測(cè)出各點(diǎn)壁厚，并圈出最小壁厚所在部位。

9．5  測(cè)出受試瓶筒體的上、中、下三部位的周長(zhǎng)。

9．6  清除瓶中雜質(zhì)，稱(chēng)出受試瓶的空瓶重量，灌水后靜置。用木槌輕擊受試瓶瓶體，使附著于內(nèi)壁的氣泡浮出，然后稱(chēng)出空瓶灌水后的重量，算出實(shí)際容積。

9．7  試驗(yàn)氣瓶時(shí)，試驗(yàn)裝置和氣瓶?jī)?nèi)應(yīng)無(wú)油脂。

 

10  操作步驟和試驗(yàn)記錄

10．1  記錄受試瓶的有關(guān)數(shù)據(jù)

    記錄受試瓶批號(hào)、出廠(chǎng)編號(hào)、公稱(chēng)工作壓力、水壓試驗(yàn)壓力、氣瓶容積、氣瓶重量、出廠(chǎng)日期。

    測(cè)量并記錄試驗(yàn)用水溫度和環(huán)境溫度。測(cè)算并記錄受試瓶的實(shí)際容積。

10．2  把專(zhuān)用接頭R旋緊在受試瓶I上，并將受試瓶I與試驗(yàn)裝置聯(lián)接。

10．3  灌水和排氣

    在閥Et和Fo關(guān)閉的狀態(tài)下，經(jīng)閥F向量筒H內(nèi)注水，當(dāng)有水從閥Fa流出時(shí)，關(guān)閉Fa和Eo。

    開(kāi)動(dòng)水壓泵J利用閥F控制量筒內(nèi)水面的高度，當(dāng)有水從閥Ea流出時(shí)，關(guān)閉Ea。

10．4  管道密封性檢查

    檢查前要求保持所有被檢面干燥。

    繼續(xù)開(kāi)動(dòng)水壓泵J，當(dāng)壓力測(cè)量?jī)x表Kc和K的示值升到受試瓶I的公稱(chēng)工作壓力時(shí)，停止水壓泵，并關(guān)閉閥E進(jìn)行檢漏，停壓檢漏期間壓力表指針不應(yīng)回降，若發(fā)現(xiàn)受試瓶I有瓶體泄漏，則應(yīng)開(kāi)啟閥Ea和E卸掉壓力，記錄泄漏情況并終止該瓶的試驗(yàn)。

10．5  檢驗(yàn)排氣效果

    在確認(rèn)無(wú)泄漏的情況下，開(kāi)啟閥E，利用閥Eo緩慢降壓直到壓力測(cè)量?jī)x表Kc和K的示值到達(dá)“零”。在降壓過(guò)程中仔細(xì)觀(guān)察量筒H內(nèi)是否有氣泡浮出。若有氣泡浮出時(shí)，應(yīng)按10．1．3重新排氣，若無(wú)氣泡浮出則可轉(zhuǎn)入下步操作。

10．6  升壓

10．6．1  關(guān)閉閥Eo，利用閥F和Fo的開(kāi)啟或關(guān)閉調(diào)節(jié)量筒內(nèi)的水面對(duì)準(zhǔn)量筒H上的“0”刻度線(xiàn)。

10．6．2  開(kāi)動(dòng)試壓泵J，壓力測(cè)量?jī)x表Kc和K的示值緩慢升高，量筒內(nèi)H水位逐漸下降，量筒H內(nèi)水位降到一定水平時(shí)，可逐次用量杯L裝好定量水倒入量筒H內(nèi)，并作好記錄。

10．6．3  升壓時(shí)必須緩慢平穩(wěn)。應(yīng)自動(dòng)記錄壓力與壓入水量的對(duì)應(yīng)值，繪制壓力與壓入水量曲線(xiàn)及確定氣瓶開(kāi)始屈服時(shí)的壓力。

10．6．4  受試瓶臨近爆破前，應(yīng)密切注意壓力及壓入水量的數(shù)值，爆破時(shí)，必須自動(dòng)記錄爆破壓力及總壓入水量。

10．6．5  卸下受試瓶

    先從試驗(yàn)裝置上卸下受試瓶I，再卸下專(zhuān)用接頭R。

10．6．6測(cè)量受試瓶

    測(cè)量并記錄受試瓶爆破后各項(xiàng)數(shù)據(jù)，記錄爆破口形狀、尺寸和特征，必要時(shí)拍攝照片。

 

11  計(jì)算

11．1  受試瓶破裂時(shí)的容積變形率按式(2)計(jì)算：

式中：E——受試瓶破裂時(shí)的容積變形率，％；

      △V——受試瓶破裂時(shí)的容積變形值，mL，

      V——受試瓶的實(shí)際容積，mL。

11．2  受試瓶爆破壓力下的容積變形值△V按式(3)計(jì)算(只適用于12L以上氣瓶)：

式中：A——受試瓶在爆破壓力下的總壓入水量，mL；

      B——承壓管道爆破壓力下的壓入水量，mL；

      Pb——受試瓶的爆破壓力，MPa；

      β_t——在試驗(yàn)溫度和受試瓶爆破壓力下水的平均壓縮系數(shù)[見(jiàn)附錄A(補(bǔ)充件)]，MPa^－1；

      V——受試瓶容積，mL。

 

12  試后記錄

    試后必須記錄以下內(nèi)容：

    試驗(yàn)日期；

    試驗(yàn)用水溫度；

    受試瓶的實(shí)際容積；

    受試瓶壓力和壓入水量的對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)圖表；

    受試瓶開(kāi)始屈服時(shí)的壓力；

    受試瓶的爆破壓力；

    受試瓶破裂時(shí)的總壓入水量；

    承壓管道在受試瓶破裂壓力下的壓入水量；

    受試瓶破裂時(shí)的容積變形率；

    受試瓶破裂口形狀、尺寸、特征和位置；

    發(fā)生過(guò)何種瓶體異�，F(xiàn)象；

    試驗(yàn)者、檢驗(yàn)者簽字。

 

13  試驗(yàn)報(bào)告格式

    按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)報(bào)告格式按附錄B(參考件)。

 

14  試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)

14．1  安裝壓力測(cè)量?jī)x表，應(yīng)注意排凈壓力測(cè)量?jī)x表及其接管內(nèi)的空氣。

14．2  在升壓過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)升壓速度明顯增快或減慢時(shí)，應(yīng)立即使水壓泵停機(jī)，找出原因，并予以消除，若系瓶體泄漏，則終止該瓶的試驗(yàn)。

14．3  受試瓶必須避免沖擊或碰撞，當(dāng)壓力超過(guò)水壓試驗(yàn)壓力后任何人不得靠近。

14．4  嚴(yán)禁在壓力下拆裝管道、壓力測(cè)量?jī)x表、受試瓶等承壓件或擰緊承壓管道的接頭。

14．5  防止受試瓶爆破瞬間傾倒使試驗(yàn)裝置或儀器損壞。

14．6  試驗(yàn)場(chǎng)所必須設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施和醒目標(biāo)志。

14．6．1  試驗(yàn)場(chǎng)地必須設(shè)有隔離物。

14．6．2  試驗(yàn)場(chǎng)地周?chē)�不得有其它壓力容器及易燃物品�?/P>

14．6．3  試驗(yàn)操作人員應(yīng)在安全地帶，其他人員不得靠近。

 

 

附  錄  A

試驗(yàn)時(shí)水的平均壓縮系數(shù)

(補(bǔ)充件)

 

    在試驗(yàn)用水溫度和受試瓶爆破壓力下水的平均壓縮系數(shù)β_t，MPa^－1

 

 

附  錄  B

氣瓶水壓爆破試驗(yàn)報(bào)告

(參考件)

 

    試驗(yàn)時(shí)間：    年  月  日

 

一、試驗(yàn)前數(shù)據(jù)測(cè)量

    1．壁厚測(cè)量

 

表(1)                  mm

周向 數(shù)值 軸向		1	2	3	4	5	6	最小壁厚
筒體	1周
	2周
	3周
上封頭	1周
	2周
	3周
	4周
	5周
下封頭	1周
	2周
	3周
	4周
	5周

    2．應(yīng)測(cè)幾何尺寸及位置

    L₁為環(huán)縫間距離，上為不同位置周長(zhǎng)；t指筒體；f指封頭。

 

表(2)  幾何尺寸數(shù)值        mm

 

    3．測(cè)承壓管道爆破壓力下的壓入水量(月)值

 

表(3)

壓力 MPa	B值 mL	壓力 MPa	B值 mL

 

    4．測(cè)容積V：mL

    5．測(cè)水溫，待用水

    6．測(cè)氣溫：℃

 

二、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

    1．容積變形量和容積殘余變形率的測(cè)定

 

表(4)

 

表(5)

壓力 MPa	進(jìn)水量，mL		壓力 MPa	進(jìn)水量，mL
	各次	累計(jì)		各次	累計(jì)

 

    a．  受試瓶爆破時(shí)總壓入水量    mL

    b．  壓力P進(jìn)水量mL的關(guān)系曲線(xiàn)

 

 

 

 

    受試瓶屈服時(shí)壓力    MPa受試瓶爆破壓力    MPa。

    c．  爆破裂口說(shuō)明

         裂口發(fā)生位置及形狀：

 

 

 

 

    爆破口性質(zhì)：

 

 

 

 

    爆破口是否合格：

 

 

 

 

    試驗(yàn)結(jié)論：

 

 

 

 

    試驗(yàn)操作人員簽章：

 

 

 

 

        年    月    日