壓力容器的液壓檢測方法&壓力容器的無損檢測

壓力容器的液壓檢測方法

 

壓力容器的無損檢測

 

壓力無損檢測

WESSELS Samuel R.Fryer，Jr.，Freeport，Malcolm Sherrill，Jr.，Lake Jackson，and Roy C.Jorgensen，德克薩斯州西哥倫比亞，陶氏化學公司轉讓人，密歇根州米德蘭市，特拉華州公司。

1964年6月12日提交，注冊號：Ser。374700 4號索賠。（約73-37）

 

本發明涉及壓力容器的無損檢測，尤其涉及壓力容器非理想靜水壓試驗的儀器和方法的改進。

在壓力容器的靜水壓試驗中，在壓力下將不可壓縮流體泵入充液試驗容器。隨著越來越多的流體被泵入所述容器，所述容器的內部壓力升高。泵入容器的流體量與所述容器中的內部壓力成正比，直到達到容器的彈性極限。超過彈性極限后，泵送的流體量和內部壓力不再成正比。例如，從內部壓力與被測充液容器中引入流體量的記錄中可以很容易地看出這一點，其中在容器達到其彈性極限之前會產生一條直線。超過了這個彈性極限，線就偏離了斜率。

通常情況下，壓力與體積或壓力與時間的關系（如果使用定容輸送泵），在非破壞性靜水壓試驗中由記錄儀繪制，并且試驗在管線傾斜偏離的點處結束，即在試驗容器的彈性極限附近。然而，以下一個或多個因素可能會對繪圖的精度和準確性產生不利影響：泵速不均勻、泵和記錄儀之間的驅動聯軸器打滑、泵的閥動作故障。因此，本發明旨在改進和實質性地消除這些有害影響。

本文中使用的術語“壓力容器”是指通常在使用中承受壓力的任何形狀的封閉或可密封容器，其含義是包括儲氣瓶、反應器罐、壓力管和管道、管道、罐車、儲罐、鍋爐、鍋爐管、導彈零件、其組合等。

此處使用的術語“傳感器”是指由來自一個系統的電源激活并向第二個系統供電的設備。

本發明的主要目的是對壓力容器的非破壞性靜水壓試驗方法進行新的改進。

另一個目標是改進壓力容器的試驗，根據所述容器的內部壓力與泵入所述容器的液體重量來確定試驗容器的彈性極限。

另一個目的是改進壓力容器的測試，在這種情況下，操作員通常無法觀察到的泄漏在記錄圖表上很容易檢測到。

進一步的目標是改進壓力容器的測試，其中泵送速率的不均勻性、泵和記錄器之間的驅動聯軸器打滑以及泵的故障閥動作不會對測試的精度和精度造成不利影響。

本發明的上述和其他目的和優點將從下文所示的詳細描述和參照附圖變得明顯。

圖1示意性地示出了在本發明的方法中使用的壓力容器試驗裝置及其連接的壓力容器。

圖2顯示了根據本發明使用類似于圖1所示的裝置組件在試驗容器上進行的壓力試驗的記錄。圖2中的虛線是一條回溯線。

圖3顯示了使用與圖1所示類似的裝置對發生泄漏的試驗容器進行壓力試驗的記錄。

本發明是對壓力容器的無損靜水壓試驗方法的改進，該壓力容器在受到基本上不可壓縮液體的膨脹時表現出彈性變形。該方法包括將基本上可壓縮的液體從液體供應容器泵入充液容器的內部的步驟，從而將所述容器內的內部壓力增加到所述容器的環境壓力之上；在記錄儀上自動繪制容器內產生壓力的單線圖形記錄，作為引入容器的液體量的函數；根據記錄確定所述容器中的壓力與引入所述容器的液體量不成比例的點，因此，在所述容器的彈性極限處引入所述液體的彈性極限。所述方法的即時改進包括：將重量變送器連接到所述記錄器和容納液體供應的容器上。當液體從容器流向泵時，容器中液體的重量減少。重量傳感器檢測到重量的減少，并向所述記錄器發送電壓，所述電壓對應于所述液體供應容器中液體重量的減少。因此，所述容器中液體重量的減少提供了一個準確且易于識別的測量被引入壓力容器中的液體。注意到這一點，并可根據試驗容器內的壓力繪制。

在實施本發明時，如圖1的實施例所示裝配設備。這包括一個重量傳感器支撐在一個稱為稱重梁的剛性構件上。液體供應容器連接至稱重傳感器并懸掛在稱重梁上。液體容器也通過管道、管道或管道通過泵連接到被測容器的內部。例如，重量傳感器可以是連接到梁上的應變計電橋電路的形式。在操作中，當液體從液體供應容器泵入試驗容器時，所述容器中重量的減少由所述重量傳感器檢測，重量損失轉換為相應的電壓并傳輸至記錄器。

適于在本文中使用的重量傳感器包括，例如，商業稱重梁或稱重傳感器。這些裝置使用應變計電橋電路施加在應力梁或軸上。

適用于此處的泵、壓力傳感器記錄器和不可壓縮液體通常用于壓力容器的無損靜水壓試驗方法中。

下面的例子僅僅是對本發明的說明，但并不意味著限制本發明。

實例一

將一個由直徑約30英寸、長度約60英寸、壁厚約4英寸的鋼罐組成的試驗容器插入與圖1實施例中所示裝置類似的裝置中。將試驗容器裝滿水，并將其連接至流體供應罐和泵。泵為正排量泵。將一個典型的商用壓力傳感器連接到試驗容器上，并通過電纜連接到X-Y型記錄器。然后將一個典型的商用稱重梁傳感器組合形式的重量傳感器連接到記錄器和所述供水罐。重量傳感器安裝在稱重梁上。供水水箱懸掛在稱梁上，稱梁依次安裝在一個鎂框架上。將容器連接到試驗裝置上后，啟動泵。隨著注入試驗容器的水的重量增加，容器內的壓力開始升高。重量傳感器通過測量供水罐中水的重量減少量來檢測泵入充水容器的水的重量。重量的減少影響到重量傳感器中電阻元件的變化。然后，向記錄器發送一個指示（即與所述流體供應罐重量減少成比例）的電壓。壓力傳感器檢測到的壓力脈沖也以電壓的形式發送到記錄儀。隨著壓力上升，錄音機產生了一條由記錄筆畫出的線。這條線顯示了在任何給定時間內容器內的壓力，作為所述供水罐重量減少的函數（相當于容器內的液體體積或液體重量增加）。只要施加給容器的壓力在試驗容器的結構材料仍在其彈性極限范圍內的范圍內，壓力增加與泵送水的重量是一條直線。然而，隨著向所述容器中泵入的水的重量增加，且內部壓力增加，試驗容器的彈性極限超過了532磅/平方英寸，如記錄筆所畫線的斜率偏差所示（見圖2）。此時，當開始偏離直線時，試驗容器至少部分的彈性極限已經超過。然后停止向試驗容器泵送水。

為了再次檢查上述容器的壓力試驗，以確定容器的彈性極限是否達到，執行以下程序。

打開泵旁通閥，使試驗容器中的水返回給水箱。記錄筆被留在記錄儀圖表上，這樣記錄儀的壓力與重量曲線被追溯到零壓力和零重量。如圖3中的虛線所示，結果是一條與實線平行的線，在橫坐標上偏移約0.2磅水。這表明，壓力試驗超出了試驗容器的彈性極限，從而使罐的永久容積增加了0.2磅水的體積。

因此，瞬時系統不僅檢測到注入充水試驗容器中的水的重量，而且還記錄了允許對其進行可控試驗以確定其彈性極限后試驗容器體積的微小增加。

實例二

通過非破壞性靜水壓力試驗（包括即時改進）生產的相同程序的誘餌在同一容器上進行，如實施例I所述。實施例I中所述的容器按照本示例中所述的程序進行了重新測試，但試驗在約440磅/分鐘的壓力下終止平方英寸規格。重新記錄了一條直線，從而表明試驗在達到試驗容器的彈性極限之前終止。關閉閥門1和2，然后打開泵旁路，從而使水流回供水水箱。在壓力釋放操作過程中，記錄筆保持在跟蹤位置，并直接回到原始管線上。

這張圖顯示，從那時起，壓力就沒有發生彈性變形。如果存在非彈性變形，則回程將從原始圖形記錄中偏移，偏移量相當于容器的非彈性體積膨脹。

實例三

為了證明本發明在檢測試驗容器中的小泄漏方面的有效性，使用實施例I中所述的系統和方法執行以下程序。在試驗容器加壓至近似于它的彈性極限。通過閥門“泄漏”的水被收集起來了。如圖3所示，在從約210 p.s.i.g.到彈性極限的壓力范圍內，圖形記錄的斜率略有變化。泵在彈性極限附近停止，閥1和閥2關閉，泵旁通閥打開，壓力與重量線重新追蹤。這在圖3中被描述為一條虛線。很容易看出，折線回溯線與原始跡線不平行，并與原始跡線偏移了一段距離，相當于三磅水。對這些“泄漏”的水的測量表明，這實際上是大約三磅。

在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，可以在本發明的瞬間進行各種修改，因為應當理解，我們僅限于在所附權利要求中定義的自身。

我們聲稱：

1.在一種壓力容器的無損檢測方法中，該壓力容器在受到基本不可壓縮液體的膨脹作用時表現出彈性變形，包括以下步驟：將從液體供應容器接收的基本不可壓縮液體泵入充液容器的內部，因此，將所述ves Sel內的內部壓力增加到所述容器的環境壓力之上；在記錄器上自動繪制容器內產生壓力的單線圖形記錄，作為引入容器的液體量的函數；根據記錄確定壓力所述容器中的Sure與引入所述容器的液體量不成正比，從而檢測到所述容器的彈性極限；并且在所述彈性極限附近停止將所述液體引入所述容器中，所述改進包括：

(a) 將重量傳感器連接到所述記錄器和液體供應容器；以及

(b) 通過所述重量傳感器向所述記錄器傳輸電壓，所述電壓對應于所述液體供應容器中泵入所述試驗容器的液體重量的減少。

2.根據所述剛性構件的要求，將所述構件從剛性構件中分離出來。

3.在一種用于壓力容器無損檢測的設備中，該設備包括一個帶有泵的容器，用于輸送壓力下的液體，其中的液體供應用于所述泵，壓力傳感器和記錄連接到所述液體供應容器和正在進行試驗的壓力容器的所述泵，所述壓力傳感器連接到所述壓力容器和所述記錄器，改進包括：連接到所述記錄器和所述液體供應容器的重量傳感器，使得所述重量傳感器向所述記錄器傳輸電壓，所述電壓對應于從所述液體供應容器輸送至所述容器的液體重量。

4.根據權利要求3所述的改進，其中所述重量傳感器連接到剛性構件上，所述液體供應容器懸掛在所述剛性構件上。

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