СТЕНДОВЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности, к установкам для испытаний трубопроводной арматуры (ТА) на огнестойкость.
Согласно нормативным документам ТА должна проверяться на различные виды безопасности, в том числе на промышленную пожаробезопасность или огнестойкость.
Известна принципиальная схема испытания ТА на огнестойкость (см. стандарт ЦКБА 001-2003, из-во НПФ «ЦКБА»).
Стенд включает:
- установку для огневых испытаний ТА;
- систему подачи и сжигания топлива;
- циркуляционную систему с рабочей средой (водой);
- приборы для контроля температуры, давления.
Установка для огневых испытаний ТА содержит: емкость для подачи воды, огневую камеру, змеевик-конденсатор и емкость для сбора конденсата.
Система подачи и сжигания топлива включает трубопровод для подачи горючего газа, горелки.
Циркуляционная система рабочей среды, состоит из источника давления, арматуры функционального назначения.
Контроль температуры в огневой камере осуществляется датчиками температуры пламени, давление воды измеряется дифференциальным манометром.
Испытания ТА на огнестойкость предусматривают установку ее в закрытом состоянии, заполненной рабочей средой (водой) под давлением, воздействие пламени с температурой 750…1000°С в течение 30 минут.
Недостатки. Измерения дифференциального давления в емкости для воды, избыточного давления на трубопроводе для сброса давления, температуры в огневой камере, измерения расхода воды, конденсата, осуществляется оператором, что снижает точность измерения, а также не дает возможности оперативно регулировать процесс испытания на огнестойкость.
Другим недостатком является наличие дополнительных разъемных соединений на трубопроводе подачи воды и сбора конденсата, которые находятся в огневой камере, что может привести к неконтролируемым утечкам и, как следствие, к неточности измерений.
Целью данного изобретения является повышение точности измерений, достигаемое автоматизацией процесса измерений и управления испытаниями ТА на огнестойкость. Предлагается стендовый комплекс для испытаний ТА на огнестойкость, состоит из емкости для подачи воды в испытываемую ТА, огневой камеры с горелками, конденсатора с мерной емкостью, дополнительно снабжен блоком автоматической регистрации и регулирования давления инертного, горючего газа и уровня столба воды в емкости, блоком автоматической регистрации регулирования температуры нагрева корпуса испытываемой ТА в огневой камере и в окружающей среде, а так же пультом управления давлением и температурой.
Блок автоматической регистрации и регулирования давления включает датчики измерения инертного и горючего газов, уровня столба воды в емкости с передачей полученной информации в пульт управления.
Блок автоматической регистрации и регулирования температуры включает термопары для измерения температуры корпуса испытываемой ТА в огневой камере с передачей полученной информации в персональный компьютер.
- Пульт управления включает персональный компьютер, блоки индикации и архивации поступающей информации о температуре и давлении, а также блок регулирования температуры корпуса испытываемой трубопроводной арматуры, блок регулирования давления горючего газа регулятором давления, снабженного адаптером, блок регулирования давления нейтрального газа регулятором, снабженного адаптером.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами.
На Фиг.1 приведена общая схема стенда для испытания трубопроводной арматуры (ТА) на огнестойкость;
На Фиг.2 представлена схема пульта управления работой стенда;
На фото показано испытание ТА на огнестойкость.
На Фиг.1 показаны: емкость 1 для воды с предохранительным клапаном 2 и датчиком уровня столба воды 3; огневая камера 11; испытываемая ТА 12; конденсатор 17; мерная емкость 18; пульт управления 9.
Контроль за температурой в огневой камере и окружающей среды осуществляется термопарами 13.
Система подачи горючего газа включает емкость с газом 16, трубопровод с регулятором давления горючего газа 15, манометр 14, газовые горелки 10, расположенные сбоку и в нижней части огневой камеры 1, выходного трубопровода с запорным клапаном 19 на выходе из огневой камеры 11.
Система создания давления в емкости 1 для воды включает трубопровод для подачи инертного газа, манометр 5, запорный клапан 7, регулятор нейтрального газа 6, датчик избыточного давления 4.
Система подачи воды в испытываемую ТА 12 включает: емкость 1 для воды, трубопровод для подачи воды, запорные клапаны 21, 22.
Система охлаждения испытываемой ТА включает запорные клапаны 8, 21, трубопровод воды на участке от запорного клапана 21 до распылителей 20, трубопровод нейтрального газа на участке от запорного клапана 8 до распылителей 20 (на фиг.1 не показан).
Контроль за давлением инертным газом осуществляется датчиком избыточного давления 4 на емкости 1 для воды и манометром 5 на трубопроводе, контроль за давлением горючего газа осуществляется манометром 14- на трубопроводе.
На Фиг.2 показана «Схема пульта управления работой стенда», где обозначены:
пульт управления 9 с персональным компьютером, включающий блок регистрации температуры 24 с термопарами 13, датчик избыточного давления 4,
датчик уровня столба воды 3, блок индикации 25, блок архивации 26. Управление давлением горючего газа осуществляется регулятором горючего газа 15 после передачи команды через адаптер 28.
Управление давлением нейтрального газа осуществляется регулятором давления нейтрального газа 6 после передачи команды через адаптер 27. Установлен для воды запорный клапан 23.
Стенд для испытания трубопроводной арматуры работает следующим образом:
1. Подготовка стенда к работе.
Обслуживающий персонал стенда открывает крышку огневой камеры 11; размещает в ней испытываемую арматуру 12; подсоединяет испытываемую арматуру 12 к трубопроводу подачи воды и трубопроводу сбора протечек; закрывает ее; размещает термопары 13 внутри огневой камеры 11; подключает их к блоку регистратора температуры 24 и закрывает крышку огневой камеры 11. После этого персонал размещает газовые горелки 10 и соединяет их трубопроводом с емкостью для горючего газа 16 через регулятор давления горючего газа 15 и манометр 14, а также распылители 20 смеси воды и нейтрального газа с трубопроводами воды и нейтрального газа. Подают нейтральный газ, контролируя давление манометром 5, заполняют емкость 1 водой и трубопровод подачи воды к испытываемой арматуре 12. Затем обслуживающий персонал включает программу управления испытанием пульта управления 9 и после тестирования системы (проверки работоспособности термопар, датчиков давления и столба воды, регуляторов нейтрального и горючего газа) руководитель испытаний дает команду «СТАРТ».
2. Проведение испытаний
2.1. Проведение испытаний при воздействии пламени.
После команды «СТАРТ» показания датчика избыточного давления 4, датчика уровня столба воды 3 и термопар 13 регистрируются и передаются на пульт управления 9, при этом показания температуры дополнительно отображаются на блоке индикации 25. Одновременно с командой «СТАРТ» с пульта управления 9 управляющая программа подает сигнал регулятору нейтрального газа 6 и давление в емкости и трубопроводе подачи воды поднимается до уровня требуемого методикой испытания, контроль в автоматическом режиме осуществляется с помощью датчика избыточного давления 4 и дублируется с помощью манометра 5. После установления требуемого давления в трубопроводе подачи воды к испытываемой ТА 12 с пульта управления 9 подается сигнал через адаптер 27 регулятору нейтрального газа 6 прекратить подъем давления в емкости 1 и трубопроводе подачи воды к испытываемой ТА 12. Затем с пульта управления 9 через адаптер 28 подается сигнал регулятору 15 начать подачу горючего газа к газовым горелкам 10. Розжиг газа в газовых горелках 10 осуществляется с помощью пъезоэлементов с пульта управления 9 оператором. Требуемая согласно методике испытаний температура достигается с помощью регулирования давления горючего газа регулятором 15. При этом при приближении температуры к нижней границе допустимого интервала с пульта управления 9 дается сигнал к увеличению подачи горючего газа регулятору 15, а при приближении к верхней - дается сигнал к уменьшению подачи горючего газа регулятору 15. Сквозные протечки поступают в мерную емкость 18 через конденсатор 17 и регистрируются оператором вносятся в программу проведения испытаний в ручном режиме по мере заполнения емкости, а также при окончании огневого воздействия на ТА 12.
По истечении 30 минут с пульта управления 9 дается сигнал регулятору 15 прекратить подачу горючего газа, давление сбрасывается с помощью запорного клапана 7.
Одновременно с пульта управления 9 подается команда открыть клапан 21 для подачи воды и клапан 8 для подачи инертного газа, образовавшаяся смесь подается на распылители воды 20 для охлаждения испытываемой ТА 12 до температуры ниже 100°С, контроль осуществляется с помощью термопар 13. Затем с пульта управления 9 подается сигнал регулятору нейтрального газа 6 увеличить давление до требуемого методикой значения, контроль в автоматическом режиме осуществляется датчиком избыточного давления 4, дублируется манометром 5. Давление поддерживается в течение не менее 5 минут, при этом сквозные протечки, поступившие в мерную емкость 18 через конденсатор 17 регистрируются оператором и вносятся в программу проведения испытаний в ручном режиме по мере заполнения емкости, а также при окончании огневого воздействия на ТА. Давление в трубопроводе подачи воды сбрасывается с помощью клапана 7, либо через предохранительный клапан 2.
На последнем этапе обслуживающий персонал открывает крышку огневой камеры 11; открывает испытываемую ТА 12 и закрывает крышку. Персональный компьютер подает сигнал закрыть запорный клапан 19 и поднять давление до следующего значения в соответствии с методикой испытаний. Давление в автоматическом режиме регистрируется датчиком 4. Оператором регистрируется объем воды в емкости 1 до поднятия давления. По истечении 5 минут с пульта управления 9 дается сигнал регулятору 6 прекратить подачу давления. Разница между объемом воды в расходной емкости 1 до поднятия давления и после его сброса составляет величину внешней протечки испытываемой ТА после ее охлаждения.
Далее в соотвествии с программой рассчитывается разность между количеством воды до начала испытаний и после окончания воздействия пламени, она составляет величину внешней утечки.
Величины протечек фиксируются и сравнивается с нормативными требованиями, после чего оформляется протокол испытаний с выдачей заключения о соответствии или несоответствии испытываемой ТА 12 нормативным требованиям по огнестойкости.
Предлагаемый стендовый комплекс изготовлен, испытан и показал надежные результаты.
На фиг.3 показана огневая камера в работе.
Перечень обозначений к заявке
1 - Емкость для воды;
2 - Предохранительный клапан;
3 - Датчик уровня столба воды;
4 - Датчик избыточного давления;
5 - Манометр на трубопроводе с инертным газом;
6 - Регулятор нейтрального газа;
7 - Запорный клапан на сбросе;
8 - Запорный клапан на входе;
9 - Пульт управления с ПК;
10 - Газовые горелки;
11 - Огневая камера;
12 - Испытываемая трубопроводная арматура;
13 - Термопары;
14 - Манометр на трубопроводе с горючим газом;
15 - Регулятор давления горючего газа;
16 - Емкость с горючим газом;
17 - Конденсатор;
18 - Мерная емкость;
19 - Запорный клапан на выходе из огневой камеры;
20 - Распылители смеси воды и нейтрального газа;
21 - Запорный клапан от емкости с водой;
22 - Запорный клапан при заправке воды;
23 - Запорный клапан при входе воды;
24 - блок регистрации температуры;;
25 - блок индикации;
26 - блок архивации;
27 - адаптер регулятора. Нейтрального газа 6;
28 - адаптер регулятора горючего газа 15;