柔性滤管的极限疲劳测试装置及测试方法与流程

本发明涉及一种滤管的测试装置，尤其是柔性滤管的极限疲劳测试装置及测试方法。

背景技术：

柔性滤管包括无缝滤管和有缝滤管，无缝滤管采用无缝编织而成，有缝滤管为滤布后期加工而成。有缝的柔性滤管可采用超声焊接，热熔接等工艺。由于柔性滤管材料的直径较小(<15mm)，因此焊缝的宽度较窄(<4mm)焊接强度是决定柔性滤管最大承压能力的一个重要决定因素。由于焊接的工艺，导致焊缝周边的材料强度和整体强度有差别。因此焊缝边缘部分也属于影响柔性滤管承压强度的重点关注区域。

对这类焊接的柔性滤管，尤其是焊接区域及周边的强度传统的测试方法是随机在滤管中间选取代表性区域，裁剪一段环形样品(2～5cm)。随后在柔性滤管环形样品焊缝处相反位置剪开，然后使用疲劳试验机将两侧剪开口分别夹住，通过在焊缝的两侧拉动剪开的柔性滤管，直到焊缝开裂，记录下疲劳失效时的拉力并通过换算获得滤管焊接处的疲劳极限。这种测试方法操作不方便，测得的结果并不能模拟实际使用中的工况，因此所得的数据离真实值相差较远。同时该类方法只能选取整个柔性滤管的某一小段来进行检测，因此很大几率会错过整根滤管中某些细小位置的制造缺陷，从质检质控的角度来说，会对良品率造成负面影响。

柔性滤管需要检测抗疲劳能力，而柔性滤管由于本身的过滤孔径较大，柔性滤管对液体或气体的阻力较小，透水性能较好，因此这种滤管的质检采用过滤介质，即采用液体或气体时很难在不破坏柔性滤管的情况下达到实际工况中的压力；并且测试时需要很高的流速才能形成一定的扩张压力，对于最大扩张压强需要的流速很高，较难实现。如果采用传统的液体测量方式，需要以使用较大量的液体来保证测试的连续性，增加了测试的难度。同时，该种传统测试方法过程繁琐，可靠性较差。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种能够对柔性滤管全工段进行模拟扩张压强测试，从而得到一种可以快速简便有效地获得柔性滤管的最大耐扩张压强的柔性滤管的极限疲劳测试装置，具体技术方案为：

柔性滤管的极限疲劳测试装置，包括弹性套，所述弹性套被配置成插入到柔性滤管中；充气密封塞，所述充气密封塞上设有充气孔，所述充气密封塞密封固定在柔性滤管的一端；充气管，所述充气管密封安装在充气孔上，且充气管的两端均位于充气密封塞的两端的外侧，所述充气管的一端与弹性套密封连接；检测密封塞，所述检测密封塞密封固定在柔性滤管的另一端；感压薄膜片，所述感压薄膜片固定在检测密封塞上且位于柔性滤管的内部，所述感压薄膜片被配置成检测弹性套的压力；压力显示计，所述压力显示计与感压薄膜片连接，所述压力显示计被配置成读取压力；及压力源，所述压力源与所述充气管的另一端连接，所述压力源被配置成提供压缩气体或压力液体。

通过采用上述技术方案，弹性套提供膨胀压力，实现模拟扩张压强的测试，解决了柔性滤管对于水或气体阻力小，并不能快速达到工况极限的缺陷，从而方便的测出柔性滤管能够承受的最大压强。

优选的，所述充气密封塞和检测密封塞均为弹性塞。

通过采用上述技术方案，橡胶塞具有弹性，并且密封性好。弹性塞可以采用橡胶塞或硅胶塞。

优选的，还包括密封卡环，所述密封卡环套在柔性滤管的两端，所述密封卡环被配置成将柔性滤管密封固定在检测密封塞和充气密封塞上。

优选的，所述密封卡环为喉箍或扎线带中的一种或多种。

优选的，所述充气密封塞和检测密封塞与柔性滤管之间均设有密封胶水，所述密封胶水被配置成密封充气密封塞与柔性滤管和检测密封塞与柔性滤管。

优选的，还包括快速接气管，所述快速接气管的一端与压力源连接，另一端设有快速接头，所述快速接头被配置成与充气管快速连接。

优选的，所述充气管包括充气针，所述充气针插在充气孔上；充气嘴，所述充气嘴固定在充气针上；及密封胶，所述密封胶位于充气针与充气嘴之间。

优选的，所述柔性滤管的长度不大于弹性套的长度与充气密封塞的厚度和检测密封塞的厚度之和；所述弹性套为长条状气球或长橡胶套。

优选的，所述弹性套在发生最小形变，即液体刚刚充满的条件下，弹性套的外径小于柔性滤管的内径。

优选的，所述弹性套材质柔韧，弹性套本身发生形变所需的内外压差较小(<1kpa)。在形变发生后可以均匀贴合在柔性滤管的内表面。在发生形变扩张时，压力可以均匀地传导到柔性滤管的各个位置，完成全工段的测试。

优选的，还包括电子压力计，所述电子压力计安装在充气管上，所述电子压力计被配置成检测弹性套中的压力。

本发明的另一个目的提供柔性滤管的极限疲劳测试方法，包括以下步骤：

将弹性套插入到柔性滤管中；

将感压薄膜片贴在检测密封塞的端部，所述感压薄膜片位于柔性滤管内；

将充气密封塞上的充气管与弹性套密封连接；

将检测密封塞和充气密封塞密封固定在弹性套的两端，感压薄膜片的数据线穿过柔性滤管的端部与压力显示计连接；

进气管与压力源连接，将压力源中的压缩气体或压力液体充入到弹性套中，所述压力源的压力大于柔性滤管的最大压强；

记录柔性滤管破裂时的最大压强，并算出柔性滤管承受的最大压强，

q＝f/s

式中

q为柔性滤管承受的最大压强；

f为压力显示计读出的最大压力值；

s为感压薄膜片的面积。

优选的，将压力源中的气体或液体缓慢充入到弹性套中。

通过采用上述技术方案，通过弹性套提供扩张压力，弹性套被柔性滤管包裹，弹性套注入气体或液体后进行膨胀，而柔性滤管限制弹性套膨胀，当弹性套撑满柔性滤管时，感压薄膜片被弹性套挤压，能够实时检测弹性套的压力，当柔性滤管被弹性套撑破时，此时感压薄膜片检测的压力为柔性滤管的最大压强，解决了柔性滤管对于水或气体阻力小的缺陷，使能够正常进行柔性滤管的最大压强测试。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的柔性滤管的极限疲劳测试装置结构简单、使用方便、能够对柔性滤管进行压力测试。本发明提供的柔性滤管的极限疲劳测试方法能够对柔性滤管进行压力测试，简单可靠。

附图说明

图1是柔性滤管的极限疲劳测试装置的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，柔性滤管的极限疲劳测试装置，包括弹性套2，弹性套2为长条状，弹性套2被配置成插入到柔性滤管1中；充气密封塞6，充气密封塞6上设有充气孔，充气密封塞6密封固定在柔性滤管1的一端；充气管，充气管密封安装在充气孔上，且充气管的两端均位于充气密封塞6的两端的外侧，充气管的一端与弹性套2密封连接，充气管的另一端与压力源连接；检测密封塞3，检测密封塞3密封固定在柔性滤管1的另一端；感压薄膜片4，感压薄膜片4固定在检测密封塞3上且位于柔性滤管1的内部，感压薄膜片4被配置成检测弹性套2的压力；压力显示计8，压力显示计8与感压薄膜片4连接；及压力源，压力源被配置成提供压缩气体或压力液体。

充气管上可以装有玻璃转子流量计控制气体的流量，实现缓慢充气；也可以通过调节阀实现气体或液体的流量调节，保证缓慢的充气或充入液体。

压力源上装有调压阀，调压阀调整压力源出来气体或液体的压力。压力源通常采用空气压缩机，从空气压缩机出来的高压气体通过压力调节阀进行压力调整，从而保证压力合适，完成指定工况条件下的非破环性极限测试。

弹性套2提供膨胀压力，实现模拟扩张压强的测试，解决了柔性滤管1对于水或气体阻力小的缺陷，从而方便的测出柔性滤管1能够承受的最大压强。

具体的，充气密封塞6和检测密封塞3均为弹性塞。弹性塞可以为橡胶塞或硅胶塞，橡胶塞或硅胶塞具有弹性，并且密封性好。

弹性套2在发生最小形变，即液体或气体刚刚充满的条件下，弹性套2的外径小于柔性滤管1的内径。

柔性滤管1的长度不大于弹性套2的长度与充气密封塞6的厚度和检测密封塞3的厚度之和；弹性套2为长条状气球或长橡胶套。

弹性套2材质柔韧，弹性套2本身发生形变所需的内外压差较小(<1kpa)。在形变发生后可以均匀贴合在柔性滤管1的内表面。在发生形变扩张时，压力可以均匀地传导到柔性滤管1的各个位置。

弹性套2膨胀形变初始阶段的外径小于柔性滤管1内径，弹性套2本身材料柔韧度极高，在持续膨胀后会均匀贴合柔性滤管1内壁，形变过程中均匀施力。

还包括密封卡环5，密封卡环5套在柔性滤管1的两端，密封卡环5被配置成将柔性滤管1密封固定在检测密封塞3和充气密封塞6上，使检测密封塞3和充气密封塞6安装方便，能够进行多次检测，避免采用胶水进行密封连接，导致每次测试后均要重新制作。

密封卡环5为喉箍或扎线带中的一种或多种。喉箍或扎线带使用方便。

还可以通过胶水密封，充气密封塞6和检测密封塞3与柔性滤管1之间均设有密封胶水，密封胶水被配置成密封充气密封塞6与柔性滤管1和检测密封塞3与柔性滤管1。

还包括快速接气管，快速接气管的一端与压力源连接，另一端设有快速接头，快速接头被配置成与充气管快速连接。

充气管包括充气针71，充气针71插在充气孔上；充气嘴72，充气嘴72固定在充气针71上；及密封胶，密封胶位于充气针71与充气嘴72之间。密封胶使篮球气针71与充气嘴72之间实现密封固定连接，防止充气嘴72脱离充气针71或漏气，保证能够正常充气。

快速接气管、充气针71、充气嘴72均为现有的成熟产品，购买方便，充气针71与快速接头连接方便。

还包括电子压力计，所述电子压力计安装在充气管上，所述电子压力计被配置成检测弹性套中的压力。

电子压力计能够记录压力，可以记录弹性套的压力值。当弹性套未撑破柔性滤管1时，电子压力计记录的压力值与压力显示计8中的压力值相差不大，因此可以通过电子压力计记录的最大压力值校对压力显示计8记录的最大压力值，从而保证检测的准确性。

柔性滤管的极限疲劳测试方法，包括以下步骤：

将气球套插入到柔性滤管1中；

将气球与充气密封塞6上的充气嘴72连接；

将感压薄膜片4固定到检测密封塞3的端部；

将充气密封塞6插入到柔性滤管1的一端，并用卡箍固定；

将检测密封塞3插入到柔性滤管1的另一端，并且卡箍固定，其中感压薄膜片4位于柔性滤管1内，感压薄膜片4的数据线穿过检测密封塞3与柔性滤管1，检测密封塞3与柔性滤管1密封连接；

将感压薄膜片4与压力显示计8连接；

将充气密封塞6上的充气管与压力源连接，将压力源中的压缩气体缓慢充入到气球中；

记录柔性滤管1破裂时的最大压强，并算出柔性滤管1承受的最大压强，

q＝f/s

式中

q为柔性滤管1承受的最大压强；

f为压力显示计8读出的最大压力值；

s为感压薄膜片4的面积。

通过弹性套2，即气球提供压力，弹性套2被柔性滤管1包裹，弹性套2注入气体或液体后进行膨胀，而柔性滤管1限制弹性套2膨胀，当弹性套2撑满柔性滤管1时，感压薄膜片4被弹性套2挤压，能够实时检测弹性套2的压力，当柔性滤管1被弹性套2撑破时，此时感压薄膜片4检测的压力为柔性滤管1的最大压强，解决了柔性滤管1对于水或气体阻力小的缺陷，使能够正常进行柔性滤管1的压力测试。

本发明提供的柔性滤管的极限疲劳测试装置和柔性滤管的极限疲劳测试方法能够确认现有柔性滤管的工况极限，测得的结构准确性高。

实施例一

测试超声焊接柔性滤管1所能承受的最大扩张压强

柔性滤管1为尼龙滤管，根据柔性滤管1的直径15mm，选择直径14.5mm，厚2cm的橡胶塞，橡胶塞选用两个，一个为充气密封塞6，另一个为检测密封塞3。橡胶塞的直径小于柔性滤管1的直径防止橡胶塞撑坏柔性滤管1。将橡胶塞、充气针71、充气嘴72组装好形成充气密封塞6。将30cm的细长条状气球套在充气嘴72上，保证不漏气。剪一段34cm的柔性滤管1，将柔性滤管1套在气球上，然后柔性滤管1的一端插入充气密封塞6，并用卡箍固定。将贴有感压薄膜片4的检测密封塞3插入到柔性滤管1的另一端，并用卡箍固定。将充气针71与快速接气管的快速接头连接，快速接气管与空压机连接，然后打开空压机，调整转子流量计，缓慢充气，直至柔性滤管1破裂，读出压力显示计8最大数值f＝68.2n，感压薄膜片4的面积为s＝4.5*10^-5m²，该柔性滤管1所能承受的最大扩张压强q＝f/s＝68.2/4.5*10^-5＝1.516*10⁶pa。

实施例二

测试热切边焊接柔性滤管1所能承受的最大扩张压强

根据滤管直径20mm，选择直径19.5mm，厚2cm的橡胶塞，橡胶塞选用两个，一个为充气密封塞6，另一个为检测密封塞3。橡胶塞的直径小于柔性滤管1的直径防止橡胶塞撑坏柔性滤管1。将橡胶塞、充气针71、充气嘴72组装好形成充气密封塞6。将30cm的细长条状气球套在充气口，保持接口不漏气。剪一段34cm的柔性滤管1，将柔性滤管1套在气球上，然后柔性滤管1的一端插入充气密封塞6，并用卡箍固定。将贴有感压薄膜片4的检测密封塞3插入到柔性滤管1的另一端，并用卡箍固定。将充气针71与快速接气管的快速接头连接，快速接气管与空压机连接，然后打开空压机，调整转子流量计，缓慢充气，直至柔性滤管1破裂，读出压力显示计8最大数值f＝17.5n，感压薄膜的面积为s＝4.5*10^-5m²，该柔性滤管1所能承受的最大扩张压强

q＝f/s＝17.5/4.5*10^-5＝3.889*10⁵pa。