3-26  高压容器耐压及气密性试验检测系统的设计

王妮娜  叶  鹏  蒲  洁

在高压下使用的压力容器、阀门等产品，制成后需进行耐压试验和气密性试验以保证产品在工作压力下不泄漏。为此，研究设计了一套可采取自动和手动两种控制方式，对高压容器等产品安全地进行耐压、气密性试验的充气系统，及可在气密试验压力下检测漏率值的真空检漏系统。

高压充气系统的工作原理见图1，系统开始工作时，空压机将常态空气压缩成有一定压力的驱动气体，进入气压泵使预增气体被压缩输出高压气体。在驱动气体端和预增气体端分别安装的调压阀，可精确调整输入驱动气体和预增气体压力，从而控制气驱泵高压输出压力。为实现远程自动控制输出压力的精度，在高压气瓶输出端安装了比例调压阀和气控调压阀。电气比例调压阀通过比例电磁铁将压力作用到气控调压阀，改变了阀内弹簧压缩量，阀内加载的活塞式传感元件和气控调压阀可以比例控制输出端气体压力，输出压力1.4~61.4 MPa。

系统自动化控制的实现，通过工控机中可编程控制器(PLC)与高压输出端两个压力传感器和输入端、输出端的电磁阀互相通讯。两个压力传感器主要用来采集系统中的压力数据，并将数据送至PLC的模拟量输入模块，由控制程序进行数据比较或逻辑判断，然后控制电磁阀进行开关动作。高压气瓶旁的压力传感器负责采集气瓶压力数据，当压力值低于设定值失去压力平衡时，驱动气体端和预增气体端电磁阀开启气压泵自动工作，达到新的平衡时气压泵停止工作。另一压力传感器负责采集输入被测试验件的压力值，通过电磁阀控制高压气控阀开关，以达到耐压试验和气密性试验所需工序要求的阶段压力值、保压时间，泄压全过程自动化控制。高压输出端和泄荷端自动控制通过电磁阀和高压气控阀实现，电磁阀安装在低压回路上，控制气控阀的开启，从而实现控制回路的开闭。在自动控制状态下，工控机可实现对测试压力数据的显示和输入、图表的绘制和打印等功能。整个系统可实现自动控制和手动控制两种控制方式，二者互相独立，可单独使用。

气密性检测的漏率值可通过吸检法和真空检测来实现。气密检测系统工作原理采用氦收集法检漏。充气系统输送的高压氦气通过密封接头进入被检压力容器，形成高压腔。而密封罩体通过氦质谱检漏仪抽真空，压力容器若有缺陷，容器中的高压氦气经过漏隙渗入到真空腔后，被检漏仪抽取，经离子源对氦气分离后与标准漏孔的氦信号对比，从而检测出压力罐的真空漏率。

该系统可承担1.4~50 MPa的压力容器、阀门等产品耐压及气密性检测。其技术参数为：最高压力61.4 MPa；工作压力1.4~50 MPa；真空检漏灵敏度为1´10^-11 Pa×m³/s。