全文摘要
本实用新型涉及一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统，包括水压试验装置和检测装置。本实用新型以基于应变检测和声发射缺陷检测的水压试验教学系统代替传统的水压试验教学系统，将应变采集、压力监测和缺陷检测与压力容器水压试验相结合，克服传统水压试验教学系统压力变化不直观、无法表征容器的变形情况、无法检测容器缺陷的缺点，通过加压泵和回流阀实现容器的加压、保压和卸压操作，通过检测装置检测压力容器在水压试验过程中的应变、压力的变化和压力容器的缺陷，并通过模拟泄漏阀的关闭和打开分别模拟压力容器正常运行和存在泄漏的情况。整体结构设置合理，结构紧凑，操作简便，安全可靠，适合于高等院校压力容器水压试验课程的教学使用。
主设计要求
1.一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统，包括水压试验装置和检测装置，水压试验装置包括压力容器(1)、压力表(2)、压力变送器(3)、安全阀(4)、排气阀(5)、快速补液口(6)、模拟泄漏阀(7)、温度表(8)、储液罐(9)、排液阀(10)、泵入口阀(11)、泵入口滤器(12)、加压泵(13)、连接管线(14)、泵出口单向阀(15)、回流阀(16)和泄放阀(17)，水压试验装置的各组件由连接管线(14)连接，检测装置包括声发射检测仪(18)、计算机(19)、动态应变仪(20)、数据采集卡(21)、直角应变花(22)、声发射传感器(23)和数据传输线(24)，检测装置的各组件由数据传输线(24)连接，压力表(2)、压力变送器(3)、安全阀(4)、排气阀(5)和快速补液口(6)位于压力容器(1)的顶部，泄放阀(17)位于压力容器(1)的底部，温度表(8)位于储液罐(9)的中部，采用检测装置对压力容器(1)在水压试验过程中的压力、应变和缺陷进行检测，其特征在于：所述直角应变花(22)位于压力容器(1)上；所述声发射传感器(23)位于压力容器(1)上；所述模拟泄漏阀(7)位于压力容器(1)的底部。
设计方案
1.一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统，包括水压试验装置和检测装置，水压试验装置包括压力容器(1)、压力表(2)、压力变送器(3)、安全阀(4)、排气阀(5)、快速补液口(6)、模拟泄漏阀(7)、温度表(8)、储液罐(9)、排液阀(10)、泵入口阀(11)、泵入口滤器(12)、加压泵(13)、连接管线(14)、泵出口单向阀(15)、回流阀(16)和泄放阀(17)，水压试验装置的各组件由连接管线(14)连接，检测装置包括声发射检测仪(18)、计算机(19)、动态应变仪(20)、数据采集卡(21)、直角应变花(22)、声发射传感器(23)和数据传输线(24)，检测装置的各组件由数据传输线(24)连接，压力表(2)、压力变送器(3)、安全阀(4)、排气阀(5)和快速补液口(6)位于压力容器(1)的顶部，泄放阀(17)位于压力容器(1)的底部，温度表(8)位于储液罐(9)的中部，采用检测装置对压力容器(1)在水压试验过程中的压力、应变和缺陷进行检测，其特征在于：所述直角应变花(22)位于压力容器(1)上；所述声发射传感器(23)位于压力容器(1)上；所述模拟泄漏阀(7)位于压力容器(1)的底部。
2.如权利要求1所述的一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统，其特征在于：所述直角应变花(22)一共有4组，用于检测压力容器(1)的筒体上部、筒体下部、左侧椭圆形封头和右侧球形封头的应变。
3.如权利要求1所述的一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统，其特征在于：所述声发射传感器(23)一共有14个，用于检测压力容器(1)的左侧椭圆形封头、左侧环焊缝、中部筒体、右侧环焊缝和右侧球形封头的缺陷。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及压力容器水压试验的教学系统，尤其是一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统。
背景技术
作为石油化工和核电领域内常用的重要设备，压力容器的质量关系到设备的安全运行、工厂的安全生产。在完成压力容器的制造或检修后，通常要进行水压试验以检验压力容器的制造或检修质量，确保压力容器在生产中安全、平稳运行。过程装备与控制工程专业将压力容器水压试验作为基础实验课程，让学生在实际操作中掌握压力容器水压试验的检验方法。但是，传统的压力容器水压试验教学系统不能直观地表征容器在水压试验过程中变形和压力的连续变化，且缺乏对容器缺陷的检测，不能达到让学生掌握水压试验过程中压力容器的压力和变形情况的教学目的。
经文献检索，授权公开号：CN102901671A，名称为一种手动式压力容器水压试验系统。该发明提供了一种手动式压力容器水压试验系统，在容器本体的底部通过管线连接有进排水盲板，进排水盲板通过外部管线与外部进水装置相连，在容器本体的顶部通过管线连接有试压盲板，试压盲板通过侧部管线与手动试压泵相连接，上部管线安装在试压盲板上，在上部管线设置有压力表和出水节流阀。该发明的优点是解决了现有技术中低压压力容器试压系统结构不紧凑、不便移动、未考虑试压过程的安全因素等问题，具有简便易行、安全可靠的特点。但该发明无法对容器的压力和变形进行连续检测，无法检测容器潜在的缺陷，且采用手动式加压泵对容器进行加压，易造成容器内压力波动过大，因而不适用于压力容器水压试验课程的教学。
实用新型内容
本实用新型的目的是，克服现有技术存在的缺陷，有效地解决现有水压试验教学系统无法进行变形、压力和缺陷检测的问题，提供一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统，包括水压试验装置和检测装置，水压试验装置包括压力容器、压力表、压力变送器、安全阀、排气阀、快速补液口、模拟泄漏阀、温度表、储液罐、排液阀、泵入口阀、泵入口滤器、加压泵、连接管线、泵出口单向阀、回流阀和泄放阀，水压试验装置的各组件由连接管线连接，检测装置包括声发射检测仪、计算机、动态应变仪、数据采集卡、直角应变花、声发射传感器和数据传输线，检测装置的各组件由数据传输线连接，压力表、压力变送器、安全阀、排气阀和快速补液口位于压力容器的顶部，泄放阀位于压力容器的底部，温度表位于储液罐的中部，采用检测装置对压力容器在水压试验过程中的压力、应变和缺陷进行检测，其特征在于：所述直角应变花位于压力容器上；所述声发射传感器位于压力容器上；所述模拟泄漏阀位于压力容器的底部。
优选的是，所述直角应变花一共有4组，用于检测压力容器的筒体上部、筒体下部、左侧椭圆形封头和右侧球形封头的应变。
优选的是，所述声发射传感器一共有14个，用于检测压力容器的左侧椭圆形封头、左侧环焊缝、中部筒体、右侧环焊缝和右侧球形封头的缺陷。
本实用新型的优点在于：
(1)压力容器采用椭圆形封头和球形封头，通过采集容器椭圆形封头、球形封头和筒体的应变数据，可以定量地表征椭圆形封头、球形封头和筒体在水压试验过程中的变形情况。
(2)采用压力变送器监测压力容器在水压试验过程中的压力变化，使水压试验过程容器内的压力变化更加直观。
(3)设置声发射检测仪检测压力容器的缺陷，让学生熟悉压力容器检验中常用的缺陷检测技术。
(4)通过模拟泄漏阀的关闭或打开可以模拟容器正常工作或存在泄漏的情况。
附图说明
图1是本实用新型压力容器水压试验教学系统结构示意图。
其中，1-压力容器、2-压力表、3-压力变送器、4-安全阀、5-排气阀、6-快速补液口、7-模拟泄漏阀、8-温度表、9-储液罐、10-排液阀、11-泵入口阀、12-泵入口滤器、13-加压泵、14-连接管线、15-泵出口单向阀、16-回流阀、17-泄放阀、18-声发射检测仪、19-计算机、20-动态应变仪、21-数据采集卡、22-直角应变花、23-声发射传感器、24-数据传输线。
具体实施方式
结合说明书附图，进一步说明本实用新型的具体实施过程。
如图1所示，一种基于应变检测和声发射缺陷检测的压力容器水压试验教学系统，包括水压试验装置和检测装置，水压试验装置由压力容器1、压力表2、压力变送器3、安全阀4、排气阀5、快速补液口6、模拟泄漏阀7、温度表8、储液罐9、排液阀10、泵入口阀11、泵入口滤器12、加压泵13、连接管线14、泵出口单向阀15、回流阀16和泄放阀17组成，水压试验装置的各组件由连接管线14连接，检测装置由声发射检测仪18、计算机19、动态应变仪20、数据采集卡21、直角应变花22、声发射传感器23和数据传输线24组成，检测装置的各组件由数据传输线24连接。压力表2、压力变送器3和快速补液口6位于压力容器1的顶部，泄放阀17位于压力容器1的底部，温度表8位于储液罐9的中部。在压力容器1的顶部设置安全阀4，防止误操作造成安全事故。在压力容器1的顶部设置排气阀5，水压试验加压之前通过排气阀5对压力容器1进行排气。直角应变花22一共有4组，布置于压力容器1的筒体上部、筒体下部、左侧椭圆形封头和右侧球形封头上。声发射传感器23一共有14个，布置于压力容器1的左侧椭圆形封头、左侧环焊缝、中部筒体、右侧环焊缝和右侧球形封头上。直角应变花22采集的容器应变数据经数据传输线24传输至动态应变仪20，采用声发射检测仪18采集声发射传感器23的检测数据，由数据采集卡21采集压力变送器3和动态应变仪20的数据，计算机19对数据采集卡21和声发射检测仪18的数据进行处理并输出检测结果。
试验时，水压试验装置和检测装置共同作用。关闭回流阀16、模拟泄漏阀7，打开泵入口阀11、泄放阀17，导通流体管路，依照水压试验作业程序，通过排气阀5排出压力容器1内的空气，利用加压泵13对压力容器1进行加压。水压试验过程中，通过加压泵13的启停实现对压力容器1的升压和保压操作，并通过回流阀16实现对压力容器1的卸压操作。水压试验过程中检测装置实时检测压力容器1的变形和压力变化，同时对压力容器1进行缺陷检测。模拟容器存在泄漏的情况时，打开模拟泄漏阀7，通过分析应变、压力和缺陷检测数据可得到泄漏对压力容器1水压试验检验结果的影响。通过快速补液口6和排液阀10的组合作用，可对压力容器1内的试验介质进行快速补充或实现整个水压试验装置的吹扫，便于水压试验装置的维护。整体结构设置合理，操作简便，解决了传统水压试验教学系统无法直观和定量表征水压试验过程中容器的变形和压力变化、无法进行缺陷检测的问题，优化了系统结构，便于教学使用。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920009608.9
申请日:2019-01-04
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:95(青岛)
授权编号:CN209560818U
授权时间:20191029
主分类号:G09B 23/12
专利分类号:G09B23/12
范畴分类:15E;
申请人:中国石油大学（华东）
第一申请人:中国石油大学（华东）
申请人地址:266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号
发明人:曾强;方毅;王明磊;谢佳濛;李明超
第一发明人:曾强
当前权利人:中国石油大学（华东）
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计