Лабораторне обладнання для випробування на міцність ємностей (ПП НВФ "Мехатроніка", м.Львів)

Лабораторне обладнання для випробовування на міцність ємностей шляхом статичного гідравлічного навантаження.

Серкіз О.Р. (к.т.н), Зелінський І.Д. (к.т.н ), Салюк О.Р.

(ПП НВФ "Мехатроніка", м. Львів)

 

(032) 245-16-24, 240-70-77, (067)933-90-80

info@mechatronika.lviv.ua

www.mechatronika.lviv.ua

79020, м.Львів, а/с 8780

 

Науково-виробнича фірма «Мехатроніка» сподівається, що підприємства, котрі продукують полімерні та металеві труби, займаються розробкою та виготовленням різних видів з'єднань та ущільнень до них, продукують в широкому асортименті каністри, баки або інші закриті ємності, котрі потребують випробовування на міцність, не залишаться байдужими щодо нашої нової розробки – лабораторного комплексу для гідравлічного випробовування (ЛКГВ-1) на міцність ємностей nа широкого різновиду з'єднань шляхом статичного гідравлічного навантаження. Даний комплекс дозволяє здійснювати одночасне випробовування до шести зразків при тисках до Р=10,0 МПа в зоні робочих температур Т=1000С. Робочий реагент –вода. Джерело живлення – однофазна мережа 220 В, 50 Гц. В склад даного комплексу входять:

  • дві заповнені водою броньовані ванни у формі паралелепіпедів, кришки яких мають пневмопривід, при чому, перша ванна призначена для випробовування зразків при температурі навколишнього середовища, друга, що оснащена системою підігріву – для випробовування зразків при температурах до 1000С. Розміри ванн та кількість випробовувальних зразків у кожній із них можуть бути узгоджені із Замовником;
  • система підготовки робочого реагенту (очисна станція чи дистилятор для води, насос створення попереднього надлишкового тиску);
  • гідростанція, в склад якої входять насос високого тиску, система запобіжної, розподільчої, контрольно-регулюючої та запірної гідроапаратури;
  • персональний комп’ютер (ПК) не нижче Pentium IV із відповідним програмним забезпеченням та друкаркою для роздруку протоколів випробовувань;
  • пульта керування, на який винесено органи керування та візуального спостереження за ходом випробовування. Режими випробовувань можна задавати, як з ПК, так и з пульта керування.

Цей комплекс є новою розробкою НВФ "Мехатроніка" для випробовування ємностей та їх з'єднань на міцність та герметичність, а покладена в його основу концепція має ряд переваг:

  • використання джерела тиску з таким робочим реагентом, як вода забезпечує певну безпеку в порівнянні з використанням стиснутих газів;
  • єдине джерело тиску (насос високого тиску) для всієї системи, з допомогою запобіжної контрольно-розподільчої та запірної апаратури забезпечує відмінне одне від одного, як функціонування, так і значення тиску на кожному з випробовувальних модулів, тобто забезпечує працездатність системи у випадку яких-небудь пошкоджень, при одночасному випробовуванні, на одному із зразків (розрив, розгерметизація з'єднань). Це означає, що один модуль може обслуговуватись в той час коли інші продовжують експлуатуватись;
  • низькі експлуатаційні витрати, завдяки використанню в якості робочого реагента очищеної від солей природньої води пропущеної через фільтруючу сітку 50 мкм;
  • адаптивна система керування дозволяє підтримувати тиск і температуру в зразку з високою точністю, незалежно від розміру зразка;
  • модульна конструкція дозоляє доукомплектовувати комплекс під необхідні процеси на любому з етапів експлуатації;
  • простота налагодження, в розумінні відсутності спеціальної підготовки технічного персоналу;
  • інтуїтивний підхід до експлуатації досягається простотою інтерфейсу та схемами мнемоніки, що зображають складові кожного модуля;
  • зручність фіксування та обробки результатів досліджень, сприйняття та читання протоколів випробовувань.

При підготовці до проведення випробовувань, зразок повинен бути заповнений водою і із нього повинні бути стравлені залишки повітря. Якщо в зразку залишилась навіть невелика кількість стиснутого повітря, це може призвести до пошкодження устаткування. Процедура скидання повітря зі зразків та підключення до системи і зняття з випробовувань описана в інструкції з експлуатації даного комплексу, в розділі, що стосується проведення випробувань. При замовленні комплексу Замовник повинен обумовити із розробником величину об’єму досліджуваних ємностей, так як існує певна технологічна процедура для "виходу" на необхідні параметри тиску в залежності від об’єму ємкості.

Напірні шланги, з’єднуючі станцію зі зразком, можуть від’єднуватись, або приєднуватись тільки в той момент, коли станція ще не створює тиск. Застосування сили до з’єднань з використанням будь-яких інструментів може призвести до серйозних пошкоджень арматури і, в результаті, до викиду води під високим тиском, яка може травмувати обслуговуючий персонал. При відсутності тиску з’єднання можуть бути з легкістю роз'єднані руками.

На рис. 1 зображено загальний вигляд пульта керування даним комплексом, на лицеву панель якого винесено:

  • програмований логічний контролер на базі ТРМ 202 з допомогою якого задають і відслідковують значення величини тиску на вхідному гідроакумуляторі (ГА);
  • табло програмованого логічного контролера, що відображає тривалість експерименту для всіх постів;
  • програмований логічний контролер з допомогою якого задають і відслідковують значення величини температури в нагрівній ванні;
  • сигнальна лампа (жовта) включення (наявності) живлення на пульті керування;
  • сигнальні лампи (жовті), які підтверджують включення насосу високого тиску та термоелектронагрівача (ТЕНа), що здійснює підігрів води у ванні;
  • сигнальна лампа (жовта), яка підтверджує включення (роботу) ре-циркуляційного насосу;
  • кнопки "Пуск" (зелена) та "Стоп" (червона) для керування (задання) початку та кінця випробовувань;
  • програмовані логічні контролери на базі ТРМ 202 за допомогою яких задають і відслідковують значення величини тиску на кожному з трьох постів "холодної" ванни;
  • програмовані логічні контролери на базі ТРМ 202 за допомогою яких задають і відслідковують значення величини тиску на кожному з трьох постів "гарячої" ванни;
  • двохпозиційні тумблери-вимикачі, що розташовані, відповідно, під програмованими логічними контролерами і котрі дозволяють здійснювати розгерметизацію відповідного поста в ручному режимі;
  • сигнальні лампи (червоні), що розташовані, відповідно, під програмованими логічними контролерами. В режимі налаштування свічення лампи свідчить про те, що ввімкнений розподільник розгерметизації поста. В режимі випробовування свічення лампи свідчить про падіння тиску на даному пості, тобто розриву випробовувального зразка.

Дана система має наступний порядок (послідовність) налаштування системи, для чого необхідно:

  1. Встановити випробовувальні зразки у відповідну ванну та під'єднати їх до відповідного поста. Крани на вході випробовувального поста у ванну перевести у положення "відкрито". Кожен з випробовувальних постів має наступні граничні значення випробовувальних тисків (регламентується тиском зарядки гідроакумулятора): I-10,0 МПа; II-5,0 МПа; III-3,0 МПа; IV-2,0 МПа; V-1,0 МПа; VI-0,5 МПа;
  2. Заповнити ванну водою та вжити всіх необхідних заходів, щодо забезпечення безпеки проведення випробовувань (закрити кришку ванни, встановити фіксатори);
  3. Включити живлення (пакетний вимикач на правій стінці пульта керування). На контролері встановити необхідну температуру випробовувань і дочекатися доки температура не досягне встановленого значення. Встановлюване і поточне значення температури відображаються на дисплеї контролера;
  4. Перевірити наявність тиску води на вході випробовувальної системи (Р>=1 bar). Даний тиск забезпечує насос, що розташований на виході з накопичувального бака, після дистилятора;
  5. На логічному контролері Р0 встановити максимальний тиск випробовувань (тиск повинен бути на 5 bar більше, чим тиск на любому з випробовувальних постів, але не перевищувати 100 bar);
  6. Пости, які не приймають участі у випробовуваннях повинні бути вимкнені. Вимкнення поста здійснюється тумблером одним з тумблерів, що розташований біля відповідного поста, про що повинно засвідчити включення відповідної лампи
  7. На постах, що прийматимуть участь у випробовуваннях необхідно встановити тиски випробовувань на відповідних контролерах.

 

Проведення випробувань

  1. Запуск випробувань здійснюється кнопкою "Пуск", при цьому включається нагнітальний насос високого тиску і розподільники заданих постів. На контролерах, що відповідають за задані пости буде відображатися значення тиску в зразках. У випадку негерметичності зразка, наявності великої кількості повітря в магістралі насоса, а також великого об’єму порожнини досліджуваного зразка, встановлений тиск може бути досягнутий не відразу, про що буде сигналізувати сигнальна лампа під відповідним контролером випробовувального поста.
  2. Сигнальна лампа під кожним з постів загориться також у випадку, якщо тиск впродовж встановленого на контролері проміжку часу не досяг встановленої величини. Такий пост автоматично виключається з випробувань. Повторний запуск такого поста здійснюється повторним натисканням кнопки "Пуск". Випробовування на інших постах, при цьому, не припиняється. Встановлення значень тисків на контролерах, здійснюється відповідно до інструкції з експлуатації ТРМ202.

 

Формування протоколу випробувань

Формування протоколу випробувань здійснюється програмою ОРМ-1, що розроблена фірмою ОВЕН.

  1. Після початку випробувань необхідно подати живлення на RS485/RS232/
  2. На ПК запустити програму ОРМ-1 та відкрити файл "gidro".
  3. На моніторі ПК повинна відобразитися картинка, що відповідає стану параметрів.
  4. Програма ОРМ-1 миттєво надасть відображення поточної інформації на вказаних контролерах і, надалі, з дискретою 5…20 с здійснюватиме опитування кожного з параметрів та забезпечуватиме збереження поточних даних.
  5. Програма ОРМ-1 дозволяє відображати результати досліджень у вигляді графіків та таблиць, котрі представлятимуться і зберігатимуться в EXEL файлах.

 На рис. 2, 3, 4 представлені фрагменти гідростанції, що забезпечує випробовування.