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焊接钢管自动化水压试验系统改造
xiao_xiao1 发表于 2009/10/19 12:25:40 557 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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1 焊管注水试压系统
经过修端的焊管由输送辊送到水压试验现场，如图1所示，9DT带电，系统建立压力，经拉管、顶管降落到指定工位。2DT带电，放气阀8开，3DT带电，夹持油缸夹紧试验焊管，5DT带电，封口油缸进，试验焊管两端被封紧，充水泵通过充水阀5进行充水，空气由放气阀8排出，空气排尽后，充水泵卸荷，1DT带电，放气阀关闭，压力水被封死，7DT带电，增压器动作，笔式记录仪开始记录试验压力，当试验压力达到标定水压，电接触压力表接通，7DT失电，系统进入封水保压试验阶段，所需的保压时间到后，2DT带电，放气阀8卸荷，6DT带电，封口油缸退，8DT带电，增压油缸复位，4DT带电，夹持油缸松开，顶管升，试验焊管至下一个工序，1～9DT均失电，油泵卸荷，进入下一轮工作循环。
1.增压缸 2.增压水缸 3.补水单向阀 4、10.封口座进退油缸 5.充水单向阀 6、9.封口座 7.焊管 8.放气阀(兼作卸压阀) A2、B2.接试验焊管夹持油缸
图1 焊管水压试验系统示意简图
在上述的老试验系统中，由于中间泄漏环节比较多，封水保压试验的效果不理想，而且还存在如下问题：
(1)用电接触式压力表作压力控制，精度较低，试验误差较大；
(2)采用压力变送器及笔式记录仪组成的记录系统，数据不直观、不便于保存，大量试验曲线以纸带形式保存，给管理和查阅带来十分不便；
(3)自动化程度不高，人为的因素影响过多，对工人的素质要求较高，工人劳动强度较大。
针对上述情况，厂校双方协商共同提出了以计算机控制系统为核心的技术改造方案。
2 自动化水压试验系统方案
(1)密封方案
借用原有的增压水缸，采用提高水压试验系统密封性能的方法来保持系统压力。该方案需对原有的阀系统、各个密封环节进行改造，而且由于试验现场环境比较恶劣，水压试验循环水中杂质较多，要长期保持系统良好的密封性能不容易，因此没有采用该方案。
(2)增压器方案
原有的试验系统采用了增压油缸，当试验压力达到工艺压力，增压油缸便停，靠系统的密封实现保压，增压缸因为行程有限，不能不停地补水保压。本方案采用两个行程开关和一个单向阀桥路，增压油缸变成了增压器(见图2)。
图2 增压器方案简图
(3)计算机控制补水方案
焊管水压试验计算机控制补水系统如图3所示。系统以压力传感器对试验水压进行实时监测，压力信号通过前置放大电路输入工控机系统，工控机对输入信号进行处理，控制信号通过输出接口输出给控制补水系统，对焊管水压试验水压泄漏进行实时补偿，以维持水压试验恒压工艺的要求。同时，工控机通过输出接口与原电控系统进行联系，这样，新老系统并行，增加了系统的可靠性，也节约了技改的经费和减少了施工难度。
图3 焊管水压试验计算机控制系统框图
在上述硬件系统的基础上，开发了基于VB的应用软件，该软件人机交互界面十分友好，该系统可方便地设置不同测试工件的保压值和各种所需的试验参数，实时显示和存储试验时p-t曲线及相关资料(试验时间、钢管材质、钢管规格、试验工件号、操作人、检验人、操作班次等)，能方便地查看焊管水压试验的原始记录。该系统应用效果良好。
3 结论
经过重庆大学与攀钢集团北海钢管有限公司联合攻关，已成功研制出焊管水压试验计算机集成控制系统，通过实际的运行表明(如图4所示)：
(a)无补水机构的试验压力曲线 (b)有补水机构的试验压力曲线
图4 计算机控制系统试验记录结果
(1)采用实时加压补水的方案是成功的，实时补水可防止由于泄漏造成的水压降低，以达到焊管试验水压的工艺要求。
(2)以工控机、传感器、补水执行机构组成的计算机集成控制系统，具有形象、直观、精确的特点，可有效地提高焊管注水保压试验的精度和效率。