Испытание труб на внутреннее давление и пропускную способность

Гидравлическое испытание труб. Для обнаружения не заметных на глаз скрытых трещин и раковин трубы подвергают испытанию гидравлическим давлением. В тех случаях, когда трубы предназначаются для работы под давлением, гидравлическое испытание производят с целью получить гарантию в их прочности. Например, трубы из сплава Л63, Л68 и ЛO70-1, применяемые для холодильников и конденсаторов, испытывают гидравлическим давлением до 50 ат в течение 10 сек; трубы при этом не должны изменять своей формы и обнаруживать течь. Трубы из мельхиора должны выдерживать в течение 10 сек давление 70 ат.

На рис. 199 показана схема устройства пресса для гидравлического испытания трубы. Трубу помещают между ниппелями, расположенными на упорах 1 и 2. Упор 2 подвижной и устанавливается по длине испытываемых труб. Через ниппель на упоре 1 в трубу 3 подается вода для испытания, а через ниппель упора 2 уходит из трубы воздух во время заполнения ее водой. Перед испытанием трубу предварительно заполняют водой из водопровода 4, после чего в нее подают воду высокого давления. Достигнутое в трубе давление отмечается по показаниям манометра 5. Ввиду чрезвычайно малой сжимаемости расход воды высокого давления незначителен. Заполнение водой трубы и освобождение ее от действия воды высокого давления осуществляется при помощи распределителя 6.

Вода высокого давления подается в испытываемые трубы от мультипликатора 7. Назначение его состоит в том, чтобы при помощи поступающего по трубе 8 сжатого воздуха давлением 4—6 ат повышать давление воды с 2 до 20—100 ат. Действие мультипликатора основано на разности площадей поперечного сечения плунжера 9 и скрепленного с ним поршня 10. При подаче в камеру А сжатого воздуха в камере Б создается давление воды во столько раз больше давления воздуха, во сколько раз площадь сечения поршня меньше площади сечения плунжера.

Труба считается годной, если при испытании не будет обнаружено течи, потения или вздутия.

Испытанию на герметичность подвергаются радиаторные мерные и немерные, круглые и шестигранные трубки из сплава Л96 с толщиной стенки 0,10, 0,15 и 0,20 мм.

Для испытания мерных трубок длиной 206—460 мм применяются станки типа «Гидравлик» конструкции работников завода. На рис. 200, а схематически показано устройство одной секции для испытаний одной трубки, а на рис. 200, б показано размещение 30 таких секций по длине станка. Основными деталями станка являются воздухораспределительная коробка 1, направляющая призма 2, пневматический привод 3 с эксцентриковым валом 4, ванна 5 с водой и передвижной бункер 6 для трубок, предназначенных к испытанию. Испытуемые трубки 7 зажимают между резиновыми пробками 8 и 9. Последняя пробка имеет сквозное отверстие для подачи воздуха из коробки в трубку. Расстояние L между призмой и коробкой устанавливают по длине испытуемых трубок. Общий вид станка «Гидравлик» показан на рис. 201.

Работа на станке происходит следующим образом. Перед началом испытания шток пневмоцилиндра отжимает рычаг 10 (см. рис. 200) вверх, при этом связанный с ним через эксцентриковый вал рычаг 11 отклоняется влево. Также влево, сжимая пружину 12, перемещается шток 13 с глухой резиновой пробкой 8. В результате такого перемещения расстояние между пробками увеличивается на некоторую величину.

При движении бункера вдоль воздухораспределительной коробки и призмы трубки по одной выпадают из него к размещаются в пазах двух параллельных линеек 14. При этом трубки размещаются так, что их отверстия точно совпадают с отверстиями пробок 9. Затем шток пневоцилиндра переводят в нижнее положение, вследствие чего усилием сжатой пружины шток 13 с пробкой 8 переместится вправо, прижимая трубку к пробке 9. После этого ванна с водой пневмоцилиндром 15 по направляющим 16 поднимается на высоту, достаточную для того, чтобы трубки были погружены в воду. И, наконец, в коробку через отверстие 17 подается сжатый воздух, который создает в трубках необходимое давление. При появлении на трубках пузырьков воздуха, что является признаком раковин, трещин и т. п. дефектов, трубки ломают руками и выбрасывают в ящик с браком. Годные трубки складывают в другой ящик и направляют на сушку.

Трубки немерной длины испытывают поштучно вручную также погружением в длинную ванну — корыто с водой. Сжатый воздух подают в трубку шлангом, зажав другой конец трубки пальцем.

Давление воздуха при испытании радиаторных трубок на герметичность должно быть не ниже 7 ат, а время выдержки трубок под давлением не менее 2 сек.

Продувка и испытание на герметичность капиллярных трубок. В результате многократного безоправочного волочения внутри капиллярных трубок образуется металлическая пыль и остается смазка. Для их удаления трубки продувают, а затем испытывают на герметичность сухим воздухом под давлением не ниже 70 ат. Капиллярные трубки с внутренним диаметром больше 0,5 мм разрешается продувать и испытывать на герметичность давлением воздуха не ниже 50 ат. Перед началом работы, чтобы не засорять каналы трубок, требуется выпускать из воздухопровода масло, которое может в нем скапливаться.

Концы трубы перед продувкой обламывают на длину 50—80 мм, а затем в один конец шлангом подают сжатый воздух, а другой конец трубки погружают в бак с водой. Трубку продувают до полного удаления загрязнений, что проверяется по изменению вида белого экрана, когда на него направляется струя воздуха из продуваемой трубки. Продувку прекращают, когда на экране перестает появляться темное пятно от металлической пыли и смазки.

Для проверки герметичности один конец капиллярной трубки ударами молотка сплющивают до плотного соприкосновения стенок трубки. В другой конец шлангом подают сжатый воздух под давлением 70 ат и бухту погружают в бак с водой. При появлении на трубке пузырьков воздуха, что свидетельствует о дефекте, трубку в месте нахождения этого дефекта разламывают на две части. После этого каждую часть отдельно испытывают на герметичность, забив предварительно один конец.

После продувки и испытания на герметичность трубки передают на проверку пропускной способности.

Определению пропускной способности подвергают капиллярные трубки в бухтах и разрезанными на мерные длины. Для указанных испытаний применяют реометры, ротаметры и бюретки.

На рис. 202 показана схема установки для определения пропускной способности трубок при помощи реометра. Реометр представляет собой изогнутую стеклянную трубку 1, оба конца которой открыты. К верхнему концу трубки, имеющему благодаря сужению небольшое калиброванное отверстие 2, приварен стеклянный патрубок, соединенный резиновой трубкой 3 с ниппелем 4. Нижняя часть стеклянной трубки заполнена керосином, уровень которого — мениск отмечается по шкале 5, градуированной в литрах в минуту. В левой части рисунка показан редуктор 6, преобразующий давление поступающего из баллона воздуха с 50 ат на давление, принятое для испытания трубок. Последнее контролируется по манометру 7. Испытуемую трубку устанавливают между ниппелями 4 и 8.

Трубки на пропускную способность испытываются следующим образом. Через капиллярную трубку, установленную между редуктором и реометром, пропускают сжатый воздух, который, выходя из суженного отверстия 2 стеклянной трубки, создает в левой ее части некоторое давление. Это давление заставляет уровень керосина в левой части трубки опуститься, а в правой — подняться. Причем изменение уровней будет тем больше, чем больше пропускная способность капиллярной трубки. При чрезмерно больших давлениях воздуха и пропускной способности испытуемой трубки может произойти выброс керосина из реометра. Допустимые пределы изменения пропускной способности отмечаются на шкале положением подвижных указателей 9.

Пропускная способность зависит от внутреннего диаметра и длины трубок, а также от давления сжатого воздуха. Например, для трубок размером 2,10X0,8 мм (s=0,65 мм) и длиной 3,3 м при давлении 8 ат пропускная способность должна быть в пределах 5,9—6,5 л/мин, а для трубок размером 2,10X0,85 мм (s=0,625 мм) и длиной 5,5 — 7 м — от 3,5 до 3,9 л/мин. Трубки, у которых пропускная способность окажется недостаточной, можно довести до кондиций укорочением, но уменьшение длины трубок допустимо в определенных пределах; так, трубки размером 2,1х0,8 мм можно укорачивать с 3,3 до 2,8 м, а трубки размером 2,1х0,85 мм — с 7 до 5,5 м. После каждого укорочения трубки следует подвергнуть повторному испытанию Трубки с повышенной пропускной способностью возвращают на дополнительное волочение для уменьшения внутреннего диаметра, благодаря чему пропускная способность трубок уменьшится. Таким способом наружный диаметр указанных выше трубок можно уменьшить до 2,03 мм.

Реометры градуируют при температуре окружающего воздуха 20° С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. Ho на практике трубки приходится испытывать при разных температурах и давлениях. Поэтому, чтобы исключить ошибки в определении пропускной способности, которые могут происходить от изменившегося состояния окружающей среды, необходимо положение указателей у шкалы 3—4 раза в течение рабочей смены корректировать по контрольным трубкам.

Ротаметр представляет собой конусную стеклянную вертикально установленную трубку, внутри которой находится поплавок. Наружный диаметр поплавка меньше внутреннего диаметра трубки ротаметра. Зазор, образуемый поплавком с трубкой в нижней ее части, меньше зазора, образующегося в верхней части. Положение поплавка в трубке определяется напором воздуха, протекающего снизу вверх по трубке ротаметра. На поплавок действуют две силы — сила тяжести и подъемная сила струи воздуха. При прохождении через ротаметр воздуха поплавок поднимается и останавливается в том месте, где сечение зазора между поплавком и трубкой создает напор воздуха, уравновешивающий силу тяжести поплавка. Расход воздуха на шкале ротаметра показывается в литрах в минуту.

Определение пропускной способности капиллярных трубок при помощи бюретки показано на рис. 203. Один конец капиллярной трубки 1 присоединяют к баллону 2 со сжатым воздухом; другой конец вводят в бюретку 3, т. е. в закрытую с одного конца стеклянную трубку с делениями.

Перед испытанием бюретку заполняют водой и открытым концом опускают в сосуд 4 с водой. При таком положении бюретки вода из нее не вытекает.

При открывании крана 5 воздух проходит по капиллярной трубке в бюретку, вытесняя из нее воду. По величине снижения уровня воды в бюретке определяют объем поступившего в нее воздуха, а следовательно, и пропускную способность трубки. Трубки считают годными, если при давлении 1 ат в течение 1 мин через них проходит воздух в следующем количестве:

Если не обеспечивается прохождение указанных объемов воздуха, трубки бракуют.

По окончании испытаний концы готовых и принятых трубок для предохранения от проникновения в них влаги и пыли сплющивают на длине 10—15 мм до соприкосновения противоположных стенок.