一種燃氣調壓器加速失效實驗方法及所用的實驗裝置制造方法及圖紙

一種燃氣調壓器加速失效實驗方法，通過監控放置在預設的溫度環境中的被測燃氣調壓器出口側實驗介質壓力變化的方法，驅動被測燃氣調壓器按控制模式進行往復啟閉動作，直至達到設定的試驗次數或失效，從而實現測試被測燃氣調壓器加速失效的試驗目的。控制模式采用兩種：其一是按照預設的固定時間間隔控制被測燃氣調壓器的啟閉，其二是以滿足最大和最小試驗壓力為條件，控制被測燃氣調壓器的啟閉。本發明專利技術可以是基于固定循環往復試驗次數，比較燃氣調壓器的靜特性指標的衰減；也可以是基于設定指標界限，比較循環往復試驗次數；根據實驗數據和相關性研究，可實現對燃氣調壓器的運行可靠性及壽命預測進行評價。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于城市燃氣領域，涉及一種燃氣調壓器加速失效實驗方法及實驗裝置。
技術介紹
燃氣調壓裝置是燃氣供應系統中的重要網絡中樞，是控制著城市輸配管網供氣安全的重要節點設備，調壓裝置失效后果較埋地管網局部破損事故導致的災害性更大。為此，人們除了加強維護保養外，更十分關注產品設備的安全可靠性預測研究，使用壽命預測是關注的焦點之一。所謂壽命預測，是通過使設備加速失效的試驗方法和相關性理論的研究，對設備安全運行的時間或失效預期，給予較為明確的判斷。當前，我國在燃氣調壓器壽命預測方面尚屬技術空白，雖然產品的各類相關標準中規定了一些試驗方法，用于判定產品的長期運行可靠性，但其實驗數據與實際運行的相關性太差，均不足以成為燃氣調壓設備整機的壽命預測依據，無法實現量化指標。與本專利技術相關的現有技術現狀是I)耐久性試驗。該試驗方法在常溫下進行，用壓縮空氣作為工作介質驅動燃氣調壓器進行往復啟閉的動作，按照標準進行一定的次數后停止試驗，比較燃氣調壓器實驗前后的靜特性指標，當變化在許可范圍內則認定該燃氣調壓器的耐久性能合格。該試驗的技術缺陷在于對燃氣調壓器的執行機構在常溫下運行的機械傳動可靠性進行了考核，但不足以表征燃氣調壓器在不同燃氣介質和不同極端運行溫度下的實際運行可靠性。工程實踐也充分證明該實驗數據與實際運行存在一定的相關性聯系，但作為壽命預測的實驗依據相關度較差。2)耐燃氣試驗。該試驗方法在常溫下進行，選取燃氣調壓器的皮膜試片浸泡在規定的試驗介質溶劑中若干小時，然后比較實驗前后的重量和體積變化率，當變化率在規定較小范圍內認定為合格。該試驗的技術缺陷在于該試驗以燃氣調壓器運行安全的薄弱部件進行了靜態的耐燃氣介質腐蝕加速老化試驗，但不足以表征該非金屬部件在承受運行壓力工況的應力狀下和不同極端運行溫度下的實際運行可靠性，更無法表征燃氣調壓設備整機的運行可靠性。工程實踐證明，該試驗方法還存在著明顯瑕疵，這就是將同一批次產品的新品和已使用過一段時間的舊品進行耐燃氣試驗比對，結果已使用過的試片較新品的重量和體積變化率更能符合標準規定，進一步表明了用耐燃氣試驗的重量變化率和體積變化率數據作為壽命預測的不可靠性。3)熱空氣老化試驗。該試驗將燃氣調壓設備中的非金屬部件試件置于恒溫箱中，分別在不同溫度的熱空氣環境下靜置若干小時后取出，比較實驗前后試件的拉伸強度或壓縮變形指標的變化，該方法是行業廣泛采用的分析橡膠材料老化性能和預測壽命的技術方法。早在十幾年前，我們依據此方法對燃氣設備的橡膠密封性能和使用壽命進行過實驗和預測，但實踐表明這種方法與實際使用效果仍存在較大差距。主要缺陷在于燃氣設備的橡膠密封件并非在如試驗的含氧環境下運行，因此橡膠的熱氧老化特征不足以表征燃氣設備的老化衰變特性。當然，有關行業標準中也提出過熱介質老化試驗方法，但其缺陷仍在于僅能夠表征燃氣設備某非金屬部件材料的靜態耐腐蝕老化性能，仍不足以說明該零件在運行工況下的可靠壽命，更不可能說明整體設備安全可靠運行的使用壽命。隨著廣業科技水平的提聞和對安全防范意識的提聞，科技人員正在從事故后處理、事故診斷向事故預警、壽命預測方向發展，基于實態運行仿真的加速老化、加速失效實驗的壽命預測技術正在成為行業的關注焦點。
技術實現思路
本專利技術的目的就在于順應行業科技發展的迫切需求，克服上述現有技術中存在的不足，而提供一種燃氣調壓器壽命預測實驗方法及實驗裝置，該方法及裝置基于實態運行仿真的思想，集成運行環境加速老化、機械耐久試驗、燃氣介質腐蝕加速老化等試驗方法，對燃氣調壓器整機進行耐用性實驗，實現為壽命預測提供更貼近生產實際的技術參數的目標。一種燃氣調壓器加速失效實驗方法，其特征在于通過監控放置在預設的溫度環境中的被測燃氣調壓器出口側實驗介質壓力變化的方法，驅動被測燃氣調壓器按控制模式進行往復啟閉動作，直至達到設定的試驗次數或失效，從而實現測試被測燃氣調壓器加速失效的試驗目的。控制模式采用兩種其一是按照預設的固定時間間隔控制被測燃氣調壓器的啟閉，其二是以滿足最大和最小試驗壓力為條件，控制被測燃氣調壓器的啟閉，壓力變化范圍是依據被側燃氣調壓器的調壓特性區間選定的試驗參數。上述燃氣調壓器加速失效實驗方法所用的實驗裝置，其特征在于包括恒溫箱、循環壓縮機、進、出口緩沖氣罐、實驗用燃氣介質灌、進、出口電磁閥、進、出口節流閥、調壓器出口壓力變送器和可編程控制器；被測燃氣調壓器放置在恒溫箱內，循環壓縮機的入口實驗管路與被測燃氣調壓器的出口連接，循環壓縮機的出口實驗管路與被測燃氣調壓器的進口連接，使被測調壓器與循環壓縮機的出口實驗管路形成密閉的管路系統；在循環壓縮機的出、入口實驗管路上分別安裝進、出緩沖罐、進、出口電磁閥和進、出口節流閥；在循環壓縮機入口管路上連通實驗用燃氣介質氣罐，在循環壓縮機出口管路上連通被測燃氣調壓器出口壓力變送器；可編程控制器分別與電源、循環壓縮機、循環壓縮機的出、入口實驗管路上的進、出口電磁閥和測燃氣調壓器出口壓力變送器連接。上述循環壓縮機的出、入口實驗管路也可均連接被測燃氣調壓器的出口，使被測調壓器與循環壓縮機的出口實驗管路形成密閉的管路系統。被測燃氣調壓器的進口用盲板密封。利用上述燃氣調壓器加速失效實驗裝置所用的實驗方法的是將被測燃氣調壓器放置在實驗裝置的恒溫箱中，被測調壓器與循環壓縮機的出、入口實驗管路連接，形成密閉的試驗管路系統，在實驗管路中注入實驗用燃氣介質，通過可編程控制器按預設的試驗程序，驅動循環壓縮機運行及進、出口電磁閥交替啟停動作，控制實驗回路的壓力變化，使被測燃氣調壓器在預設的溫度環境和試驗介質的條件下，進行往復啟閉的動作，直至達到設定的試驗次數或失效，從而實現測試被測燃氣調壓器加速失效的試驗目的。上述循環壓縮機的揚程應不小于最大實驗壓力，排量應不小于滿足實現系統壓力變化波動要求的循環氣量。上述預設的溫度環境中的溫度范圍是_40°C至+80°C。本專利技術的工作原理是通過被測燃氣調壓器在高低溫環境試驗的做法，強化環境的影響；通過采用實驗用燃氣介質運行的方法，強化腐蝕影響；通過連續往復啟閉動作的方法，強化疲勞影響，從而實現模擬燃氣調壓器的實際運行狀況并強化不利條件，達到加速燃氣調壓器失效的基本實驗目標。本專利技術具有如下的優點和積極效果采用了包含機械耐久性試驗、耐燃氣試驗、熱空氣老化試驗、熱介質老化試驗等加速失效技術思想的燃氣調壓器整機加速失效實驗方法及裝置，實驗數據與設備的實際運行效果的相關度更高。與常規的機械耐久性試驗相比，本方法強化了燃氣介質腐蝕和環境溫度的影響因素；與常規的熱空氣老化實驗相比，本方法強化了整機實驗和燃氣介質及運行壓力的影響因素；與熱介質試驗和耐燃氣試驗相比，本方法保留了設備與大氣連通側氧老化和燃氣流動的影響因素，強化了動荷載的影響因素。依據本專利技術技術方法及在實驗裝置完成的實驗數據，可以直接作為燃氣調壓器設備的耐用性的評價指標，也可作為使用壽命預測的基礎數據。基于本專利技術技術方法及實驗裝置完成的實驗數據，進行的燃氣調壓設備的耐用性評價及壽命預測，與設備在工程實際中運行可靠性的相關度更高，大大優于既有技術。附圖說明圖1是本專利技術實驗裝置的結構示意圖。1-被測燃氣調壓器、2-恒溫箱、3-循環壓縮機、4-可編程控制器、5-進出口緩沖氣罐、6-工作電源、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃氣調壓器加速失效實驗方法，其特征在于：通過監控放置在預設的溫度環境中的被測燃氣調壓器出口側實驗介質壓力變化的方法，驅動被測燃氣調壓器按控制模式進行往復啟閉動作，直至達到設定的試驗次數或失效，從而實現測試被測燃氣調壓器加速失效的試驗目的；控制模式采用兩種：其一是按照預設的固定時間間隔控制被測燃氣調壓器的啟閉，其二是以滿足最大和最小試驗壓力為條件，控制被測燃氣調壓器的啟閉，壓力變化范圍是依據被測燃氣調壓器的調壓特性區間選定的試驗參數。

【技術特征摘要】
1.一種燃氣調壓器加速失效實驗方法，其特征在于通過監控放置在預設的溫度環境中的被測燃氣調壓器出口側實驗介質壓力變化的方法，驅動被測燃氣調壓器按控制模式進行往復啟閉動作，直至達到設定的試驗次數或失效，從而實現測試被測燃氣調壓器加速失效的試驗目的；控制模式采用兩種其一是按照預設的固定時間間隔控制被測燃氣調壓器的啟閉，其二是以滿足最大和最小試驗壓力為條件，控制被測燃氣調壓器的啟閉，壓力變化范圍是依據被測燃氣調壓器的調壓特性區間選定的試驗參數。2.一種根據權利要求1所述的燃氣調壓器加速失效實驗方法所用的實驗裝置，其特征在于包括恒溫箱、循環壓縮機、進、出口緩沖氣罐、實驗用燃氣介質灌、進、出口電磁閥、進、 出口節流閥、調壓器出口壓力變送器和可編程控制器；被測燃氣調壓器放置在恒溫箱內，循環壓縮機的入口實驗管路與被測燃氣調壓器的出口連接，循環壓縮機的出口實驗管路與被測燃氣調壓器的進口連接，使被測調壓器與循環壓縮機的出口實驗管路形成密閉的管路系統；在循環壓縮機的出、入口實驗管路上分別安裝進、出緩沖罐、進、出口電磁閥和進、出口節流閥；在循環壓縮機入口管路上連通實驗用燃氣介質氣罐，在循環壓縮機出口管路上連通被測燃氣調壓器出口壓力變送器；可編程控制器分別與電源、循環壓縮機、循環壓縮機的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙自軍，翟軍，嚴榮松，陳浩，岳明，郝冉冉，
申請(專利權)人：中國市政工程華北設計研究總院，
類型：發明
國別省市：