本發(fā)明涉及溫壓試驗裝置，具體涉及一種模擬極限工況的試驗系統(tǒng)和極限工況測試方法。

背景技術(shù)：

1、壓力容器在使用過程中確實面臨著高溫、低溫、高壓、低壓以及疲勞等多種復雜的工況挑戰(zhàn)。這些工況對容器的性能和安全性有著顯著影響。目前，盡管壓力容器在常溫下進行壓力和氣密性試驗，但這種方法并不能全面模擬容器在實際工作狀態(tài)下所承受的復雜環(huán)境和條件。特別是在盛裝極度或高度危害介質(zhì)的壓力容器中，這種局限性尤為明顯，因為這些容器一旦發(fā)生泄漏或故障，可能會造成嚴重的后果。

2、涉及到極限工況的因素包括高溫與低溫工況，溫度的極端變化會導致容器材料的熱應力增加，可能引起彈塑性變形甚至破壞；高壓與低壓工況：壓力的劇烈波動會對容器壁面產(chǎn)生不同的壓力分布和沖擊力，影響容器的穩(wěn)定性和安全性，溫度與壓力的耦合效應需要被綜合考慮，以評估材料性能的變化；還包括疲勞工況，壓力容器在長期使用過程中，受到交變載荷的作用，容易發(fā)生疲勞破壞。

3、因此，為了更全面地驗證壓力容器在工作狀態(tài)下的使用效果，需要開發(fā)和應用更先進的測試裝置和測試技術(shù)，模擬實際工況下的多參數(shù)綜合測試，以確保容器的設計、制造和維護能夠滿足實際應用中的安全要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)能夠全面評估檢測容器在極端溫度與壓力條件下的密封性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明提供了一種模擬極限工況的試驗系統(tǒng)，包括檢測容器和plc控制系統(tǒng)，包括檢測容器，容器壁設置保溫層并在外側(cè)纏繞加熱帶，設置進口管并聯(lián)空氣壓縮機和低溫不活潑氣體儲罐，還設置有壓力傳感器和溫度傳感器；

3、空氣壓縮機進口管設置第一調(diào)節(jié)閥，低溫不活潑氣體儲罐進口管設置第二調(diào)節(jié)閥；

4、plc控制系統(tǒng)，電連接第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥控制檢測容器的壓力，電連接加熱帶的熱源控制檢測容器的溫度，并電連接壓力傳感器和溫度傳感器監(jiān)控檢測容器的溫度和壓力。

5、作為一種優(yōu)選方案，所述檢測容器設置放空閥，放空閥電連接plc控制系統(tǒng)遙控開關(guān)。

6、作為一種優(yōu)選方案，所述檢測容器設置兩級安全閥，包括主安全閥和副安全閥。

7、作為一種優(yōu)選方案，所述檢測容器設置檢漏儀檢測外壁漏氣情況。

8、作為一種優(yōu)選方案，所述空氣壓縮機設置過濾器過濾雜質(zhì)。

9、作為一種優(yōu)選方案，所述低溫不活潑氣體儲罐內(nèi)的低溫不活潑氣體為液態(tài)的惰性氣體或者液氮。

10、作為一種優(yōu)選方案，所述低溫不活潑氣體儲罐設置低溫汽化器，并在低溫不活潑氣體儲罐和低溫汽化器之間設置出液閥控制出液量。

11、此外本發(fā)明還提供了一種極限工況測試方法，包括以下步驟：

12、s1.低溫低壓工況測試：打開第二調(diào)節(jié)閥，向檢測容器內(nèi)通入低溫不活潑氣體，plc控制系統(tǒng)監(jiān)控溫度達到-20℃～-196℃，壓力達到0～1.6mpa后，關(guān)閉第二調(diào)節(jié)閥；保持此“低溫低壓”狀態(tài)8至10分鐘，觀察檢漏儀是否檢測有漏氣情況，若有漏氣情況，停止檢測，若無漏氣情況，進行下一工況檢測；

13、s2.低溫高壓工況測試：打開第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥，向檢測容器內(nèi)通入低溫不活潑氣體和常溫氣體，通入比例為1比10至1比11，plc控制系統(tǒng)監(jiān)控溫度保持在-20℃～-196℃，壓力達到5～10mpa后，關(guān)閉第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥；保持此“低溫高壓”狀態(tài)8至10分鐘，觀察檢漏儀是否檢測有漏氣情況，若有漏氣情況，停止檢測，若無漏氣情況，進行下一工況檢測；

14、s3.高溫高壓工況測試：打開加熱帶加熱檢測容器并打開放空閥泄壓，plc控制系統(tǒng)監(jiān)控溫度達到200℃～400℃，壓力保持在5～10mpa后，關(guān)閉加熱帶和放空閥；保持此“高溫高壓”狀態(tài)8至10分鐘，觀察檢漏儀是否檢測有漏氣情況，若有漏氣情況，停止檢測，若無漏氣情況，進行下一工況檢測；

15、s4.高溫低壓工況測試：打開放空閥泄壓并打開加熱帶保持檢測容器內(nèi)部溫度，plc控制系統(tǒng)監(jiān)控溫度保持在200℃～400℃，壓力達到0～1.6mpa后，關(guān)閉加熱帶和放空閥；保持此“高溫低壓”狀態(tài)8至10分鐘，觀察檢漏儀是否檢測有漏氣情況，檢測完成后將檢測容器恢復至常溫常壓狀態(tài)后拆除。

16、作為一種優(yōu)選方案，檢測完成后打開第二調(diào)節(jié)閥和放空閥，通入低溫不活潑氣體將檢測容器恢復至常溫常壓。

17、本發(fā)明有益效果在于：

18、1、本發(fā)明通過控制檢測容器在極限工況下的運行狀態(tài)，能夠全面評估檢測容器在極端溫度與壓力條件下的密封性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，通過這種多維度、多工況的測試方法，本發(fā)明能夠全面揭示容器在極端環(huán)境下的潛在問題，如材料疲勞、密封失效或結(jié)構(gòu)變形等，從而為容器的設計優(yōu)化和質(zhì)量控制提供準確的判斷依據(jù)。

19、2、本發(fā)明連接管路上設置調(diào)節(jié)閥、需檢測容器設置安全閥及測溫、測壓部件，通過利用plc控制系統(tǒng)實現(xiàn)多種交替載荷變化，并使用檢漏儀對試驗設備的所有焊縫、法蘭密封進行檢測，確保測試條件的準確性和一致性，從而提高測試結(jié)果的可靠性和重復性。

技術(shù)特征：

1.一種模擬極限工況的試驗系統(tǒng)，包括檢測容器（13）和plc控制系統(tǒng)（2）其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬極限工況的試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述檢測容器（13）設置兩級安全閥，包括主安全閥（5）和副安全閥（8）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬極限工況的試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣壓縮機（1）設置過濾器（15）過濾雜質(zhì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬極限工況的試驗系統(tǒng)模擬極限工況的試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述低溫不活潑氣體儲罐（19）內(nèi)的低溫不活潑氣體為液態(tài)的惰性氣體或者液氮。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬極限工況的試驗系統(tǒng)模擬極限工況的試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述低溫不活潑氣體儲罐（19）設置低溫汽化器（17），并在低溫不活潑氣體儲罐（19）和低溫汽化器（17）之間設置出液閥（18）控制出液量。

6.一種極限工況測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的極限工況測試方法，其特征在于：檢測完成后打開第二調(diào)節(jié)閥（16）和放空閥（4），通入低溫不活潑氣體將檢測容器（13）恢復至常溫常壓。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及溫壓試驗裝置技術(shù)領域，提供一種模擬極限工況的試驗系統(tǒng)和極限工況測試方法，包括檢測容器和PLC控制系統(tǒng)，包括檢測容器，容器壁設置保溫層并在外側(cè)纏繞加熱帶，設置進口管并聯(lián)空氣壓縮機和低溫不活潑氣體儲罐，還設置有壓力傳感器和溫度傳感器；空氣壓縮機進口管設置第一調(diào)節(jié)閥，低溫不活潑氣體儲罐進口管設置第二調(diào)節(jié)閥；PLC控制系統(tǒng)，電連接第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥控制檢測容器的壓力，電連接加熱帶的熱源控制檢測容器的溫度，并電連接壓力傳感器和溫度傳感器監(jiān)控檢測容器的溫度和壓力。本發(fā)明的有益效果在于：通過控制檢測容器在極限工況下的運行狀態(tài)，能夠全面評估檢測容器在極端溫度與壓力條件下的密封性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：王延鵬,張學滿,楊勇,趙修存
受保護的技術(shù)使用者：魯西化工集團股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15