低温容器多性能试验装置与试验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于检验装备技术领域，涉及到压力容器检验装置，特别适用于液氮低温下压力容器的温度循环试验、用流体施压法检测的温度-压力循环试验、低温爆破试验的方法。
【背景技术】
[0002]极端低温条件下使用的压力容器，为考察其整体安全性能，需要分别采用温度循环试验、压力循环试验、低温爆破试验考察其整体安全性能。温度循环试验是对未充压受试容器反复进行常温-液氮温区的循环过程；压力循环试验是对受试容器反复进行液氮温区-升压-保压-泄压-常温的过程；上述两个试验的循环过程都包括每次循环试验后对受试容器的外观、内窥等检查，低温爆破试验是在液氮温区对受试容器不断升压达到容器爆破的试验过程。
[0003]通常用于容器进行液压疲劳试验的压力源选用液压栗，相关的阀门有三位四通换向阀与溢流阀，GB9152《气瓶疲劳试验方法》所推荐的流程就是采用液压栗与三位四通换向阀和溢流阀的组合进行疲劳试验，该试验流程采用的介质在液氮温度下凝固，无法完成液氮温度下的试验。
[0004]专利93112433.6，介绍了闭环式的压力容器压力循环试验装置，其特征是设有计算机控制中心和用该系统控制的二个电磁比例溢流阀、二个单向阀、二个溢流阀和一个蓄能器，适用于油介质作为升压介质，由于油在液氮温度下凝固，无法完成液氮温度下的试验。专利200810060100主要用于储氢容器进行氢环境下的疲劳试验，需用高压储氢容器，与低压储氢容器，向试验容器内充氢对气瓶进行试验。实用新型专利CN2518102的流程，除需压力源向容器一个进口充压外，还另外一个出口泄压，对只有一个进、出口的容器无法进行试验。实用新型专利ZL 200620102510.0由多个压力升降系统，完成加压、保压和卸压操作，具有多个增压器、换向阀、压力表、传感器，系统复杂，用多个气驱高压栗虽可以加快升压速度，但投资较大。
[0005]对于极端低温条件下使用的小型压力容器，其可靠性至关重要，其他试验装置往往只能完成单一试验，本发明所提出的技术方案满足了对于液氮温区对压容器在一个装置平台上完成多性能试验的要求，并且解决了在极低温条件下常用的电磁换向阀无法换向的问题。
【发明内容】
[0006]为了解决液氮温区对压容器在一个装置平台上完成多性能试验的要求，本发明提供了一种低温容器多性能试验装置，主要包括一个流体储存器、一个活塞式蓄能器、一个保温箱体、一个电磁三位四通换向阀、两个单向阀、一个常开电磁溢流阀、一个电机栗组、一个高压气源、一个气驱栗、一个吊装装置、多个压力显示与测试装置，以及使流体在期间循环使用的，连接受试压力容器和流体储存器的管路系统组成，其中控制中心依据所测得的压力信号对电磁三位四通换向阀、电磁溢流阀进行控制。
[0007]活塞式蓄能器为包括液压缸和液氮缸的双气缸结构，液氮缸安装在保温箱体内，液压缸在常温状态中；活塞连杆垂直穿过保温箱体的底面，上下两端分别连接液氮缸活塞和液压缸活塞。
[0008]保温箱体带真空保温夹层，内部固定防爆筒，受试容器安装于防爆筒中。
[0009]第一管路系统顺序连通流体储存器、电机栗组、第一压力显示与测试装置、三位四通电磁换向阀、与液压缸靠近液氮缸一端连通。
[0010]第二管路系统顺序连通流体储存器、电磁溢流阀、三位四通电磁换向阀、与液压缸远离液氮缸一端连通。
[0011 ] 第三管路系统顺序连通液氮缸远离液压缸一端、第三管路单向阀、受试容器；该部分管路实现向受试容器增压的作用。
[0012]第四管路系统顺序连通液氮缸远离液压缸一端、第四管路单向阀、气驱栗，该部分管路实现向液氮缸上腔补充液氮的作用。
[0013]第五管路系统是气驱栗往复换向阀门组，气驱栗的气体上腔与两个管路连通，气体下腔也与两个管路连通，四个管路都配有截止阀，气体上腔与高压气源连接的管路为进气管路，气体上腔的另一个连通管路为排气管路；气体下腔与高压气源连接的管路为进气管路，气体下腔的另一个连通管路为排气管路，气驱栗由高压气源提供的高压气体驱动。
[0014]在各管路系统中分别接入多个压力显示与测试装置，实现对系统各处压力的检测作用。
[0015]低温容器多性能试验装置使用方法:
[0016]温度循环试验:保温箱体内注满液氮，使用吊装装置将受试容器吊装入保温箱体内的防爆筒中，将受试容器固定好，将保温箱体顶盖盖好，一段时间保温后，打开保温箱体顶盖，使用吊装装置将受试容器吊出保温箱体，待受试容器恢复到常温后，对受试容器进行检查，此为该试验的一个循环过程，如此反复循环，完成受试容器的温度循环试验。
[0017]低温压力循环试验:初始状态的设置，在进行低温压力循环试验前，要将第三管路的单向阀卸下，保温箱体内注满液氮，使用吊装装置将受试容器吊装入保温箱体内的防爆筒中，将受试容器固定好并且与第三管路系统和第四管路系统连通，盖好保温箱体顶盖，在受试容器、第三管路系统和第四管路系统中注满液氮，第一管路系统注满液压流体后，启动电机栗组与控制中心的电源，电磁溢流阀处于开的位置，使来自电机栗组的液压流体，返回流体储存器，电磁三位四通换向阀处于关闭位置，使液氮在无压状态的第三管路系统和第四管路系统中运行；
[0018]升压:使电磁三位四通换向阀处于可使蓄能器活塞向液压缸方向活动的位置，在电机栗组运行的情况下，启动气驱栗，使气驱栗液体端的液氮注入蓄能器到液氮缸，直到液氮缸的压力等于供气压力为止，利用来自电机栗组的常温流体，驱动蓄能器的活塞，使蓄能器中的液氮受压并流向受试容器，直到受试容器的压力达到受试压力为止；
[0019]保压:在电机栗组运行的情况下，当受试容器的压力达到规定压力时，控制中心发出指令，使电磁三位四通换向阀处于中间位置，在使受试容器保压的同时，使来自电机栗组的液压流体经过第二管路系统向流体储存器内，并在第一管路系统、第二管路系统中循环；
[0020]泄压:在电机栗组运行的情况下，若受试容器保压达到规定的时间后，控制中心发出指令，使三位四通电磁换向阀换向，三位四通电磁换向阀处于泄压位置，使第一管路系统、第二管路系统与液压缸的两个管路连通流路交换，液压流体开始泄压，活塞向下动作，受试容器的液氮退回蓄能器，压力下降；
[0021 ] 重新开始下一轮的升压-保压-泄压-检查，如此循环，完成受试容器在液氮温度下的压力循环试验。
[0022]低温爆破试验:初始状态的设置，在进行低温爆破实验前，将第三管路系统的单向阀装上，保温箱体内注满液氮，使用吊装装置将受试容器吊装入保温箱体内的防爆筒中，将受试容器固定好且与第三管路系统、第四管路系统连通，盖好保温箱体顶盖，在受试容器、第三管路系统和第四管路系统中注满液氮，第一管路系统注满液压流体后，启动电机栗组与控制中心的电源，电磁溢流阀处于开的位置，使来自电机栗组的流体，返回流体储存器，电磁三位四通换向阀处于关闭状态，使液压流体在第一管路系统、第二管路系统中循环；
[0023]使电磁三位四通换向阀处于可使蓄能器活塞向下活动的位置，在电机栗组运行的情况下，启动气驱栗，使气驱栗液体端的液氮注入液氮缸，直到液氮缸的压力等于供气压力为