渗漏对长管拖车外侧法水压试验数据影响研究

谢飞，韩文超，李琦，荆有亮，张君鹏

（中国特种设备检测研究院，北京 100029）

外测法水压试验是我国长管拖车定期检验的关键项目。水压试验时受试瓶的容积变形反映了器壁在试验压力下的应力水平，因此，受试瓶容积残余变形率的大小可作为评定受试瓶在一定应力下的塑性变形量。但若试验装置发生渗漏，则会造成试验数据偏离受试瓶本质变化。本文结合我国长管拖车检验站水压试验系统的结构特点，通过理论推导、计算和现场工作实践，定性地研究渗漏对外测法水压试验数据的影响，更加精确地评定受试瓶的安全状况。

1 长管拖车水压试验系统

目前，我国长管拖车检验站采用的水压试验系统为称量型外侧法试验装置（见图1）。其中，受试瓶理想残余量ΔM′：

图1 称量型外测法试验装置流程图

该试验装置对温度、压力及时间采用自动化采集系统采集、控制。由于系统所用各仪器仪表存在精度误差，因此其采集系统的累计误差对试验数据的影响不能忽视。当水压试验系统因渗漏引起的压降不大于系统累计误差和试验允许波动范围之和时，操作人员因采集系统采集的数据在相关法规标准范围内而默认试验过程符合试验要求；当水压试验系统虽泄漏但不造成压降时，操作人员因没有明确直观的方式判定泄漏情况的存在而默认试验过程符合试验要求。以上两种泄漏都会造成试验数据偏离受试瓶的本质变化。

2 渗漏对水压试验数据的影响

长管拖车水压试验装置结构按其作用不同可分为受试瓶、水套、水套盖、高压管路、常压管路、称量器、水槽等七大单元。其中，称量器和水槽单元与水压试验数据无关联性，故本文不予考虑，只针对其它单元泄漏时的情况结合现场工作实践进行理论推导、计算，并与理想数据相对比。

2.1 受试瓶

受试瓶单元由受试瓶I及其两端密封部件组成。因受试瓶由无缝钢管旋压收口制造而成，并经无损检测合格，故默认其本体不存在渗漏。在实际水压试验中，一般为两端密封部件发生渗漏。

加压阶段，受试瓶实际全变形量ΔM实际由理想全变形量ΔM和渗漏量M渗漏两部分组成，即：

经计算，Δη＞0，即受试瓶容积残余变形率的测量数据增大。

2.2 水套

水套单元由水套U、爆破片Q、常压阀门F2、F3及所在的分支管路组成。由试验装置流程图可知，水套单元渗漏分两种情况：第一种情况下，常压阀门F3渗漏，此时水套内部水向外界渗漏，即内漏；第二种情况下，常压阀门F2渗漏，外界（水槽）水向水套内部渗漏，即外渗。

（1）内漏。加压阶段，受试瓶理想全变形量ΔM由实际全变形量ΔM实际和水套内漏引起的减少量M渗漏两部分构成，即：

卸压阶段，因水套内压强大于外压强，外界气体无法进入，受试瓶实际收缩量M′实际即是受试瓶理想收缩量

则Δη＜0，即受试瓶容积残余变形率的测量数据降低。

（2）外渗。加压阶段，受试瓶实际全变形量ΔM实际由理想全变形量ΔM和水套外渗引起的增加量M渗漏两部分组成，即式（3）。

则Δη＞0，即受试瓶容积残余变形率的测量数据增大。

2.3 水套盖

水套盖单元由水套盖L、常压阀门F1及所在的分支管路组成。

加压阶段，受试瓶理想全变形量ΔM由实际全变形量ΔM实际和水套盖渗漏引起的减少量M渗漏两部分组成，即式（8）。

卸压阶段，因水套盖承受气瓶重力的作用，以及水套内水相对于量筒及常压管路中的水处于负势能，外界空气进入水套内的量约为零，即受试瓶理想收缩量M′理想即是受试瓶实际收缩量

则Δη＜0，即受试瓶容积残余变形率的测量数据降低。

2.4 高压管路

高压管路单元由高压管路HG、压力表K、高压阀门V及所在支路组成。

加压阶段，受试瓶理想全变形量ΔM由实际全变形量ΔM实际和高压管路渗漏引起的减少量M渗漏两部分构成，即式（8）。

卸压阶段，受试瓶理想收缩量M′理想由实际收缩量和因高压管路渗漏引起受试瓶膨胀量变小而导致收缩量减少的量M′渗漏两部分构成,即式（4）。

当受试瓶处于塑性变形阶段，材料在较高压力单位压力产生的容积残余变形率大于较低压力单位压力产生的容积残余变形率。

则Δη＜0，即受试瓶容积残余变形率的测量数据降低。

2.5 常压管路

常压管路单元由常压管路AG及阀门F组成。

加压阶段，受试瓶理想全变形量ΔM由实际全变形量ΔM实际和常压管路渗漏引起的减少量M渗漏两部分构成，即式（8）。

卸压阶段，因常压管路中的水相对于量筒中的水处于负势能，外界空气进入常压管路的量约为0，因此，受试瓶实际收缩量M′实际主要由理想收缩量M′理想、管路渗漏量两部分构成，即:

则Δη＜0，即受试瓶容积残余变形率的测量数据降低。

3 结语

本文结合我国长管拖车检验站水压试验系统的结构特点，定性地研究渗漏对长管拖车外侧法水压试验数据的影响，得到表1结论。

表1 渗漏对水压试验数据的影响

本文对渗漏量与影响程度之间的关系尚无试验数据支持，需做进一步试验验证。此外，多单元渗漏的复合影响也有待进一步研究。