IB型單級(jí)離心泵水（氣）壓試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

一、檢測(cè)原理

水壓試驗(yàn)與氣壓試驗(yàn)的核心原理均基于材料的彈性力學(xué)、流體力學(xué)及斷裂力學(xué)，旨在通過施加高于正常工作壓力的試驗(yàn)壓力，評(píng)估泵承壓零部件的結(jié)構(gòu)完整性和密封性能。

1. 水壓試驗(yàn)原理：以不可壓縮的水作為試驗(yàn)介質(zhì)，緩慢加壓至規(guī)定值。根據(jù)薄壁容器應(yīng)力計(jì)算公式（σ = P * D / (2 * t * φ)，
   其中σ為膜應(yīng)力，P為試驗(yàn)壓力，D為內(nèi)徑，t為壁厚，φ為焊縫系數(shù)），在彈性變形范圍內(nèi)，泵體、泵蓋等部件產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)低于材料的屈服強(qiáng)度。保壓過程中，壓力的穩(wěn)定性直接反映了被測(cè)部件是否存在宏觀塑性變形或穿透性缺陷導(dǎo)致的介質(zhì)泄漏。水的不可壓縮性使其在發(fā)生破裂時(shí)能量釋放緩慢，安全性高。

2. 氣壓試驗(yàn)原理：采用可壓縮的空氣或惰性氣體作為介質(zhì)。其原理與水壓試驗(yàn)類似，但由于氣體的可壓縮性，在加壓過程中儲(chǔ)存了巨大的彈性勢(shì)能。一旦發(fā)生脆性斷裂，能量會(huì)瞬間釋放，危險(xiǎn)性極高。因此，氣壓試驗(yàn)通常用于因結(jié)構(gòu)原因無法充滿液體或運(yùn)行環(huán)境不允許有微量液體殘留的場(chǎng)合，并需采取嚴(yán)格的安全防護(hù)措施。其檢測(cè)泄漏的靈敏度通常高于水壓試驗(yàn)，因?yàn)榧词刮⑿〉男孤┮矔?huì)導(dǎo)致壓力表指針的持續(xù)下降或可通過氣泡法直觀檢測(cè)。

二、檢測(cè)項(xiàng)目

IB型單級(jí)離心泵的壓力試驗(yàn)主要分為兩大類：

1. 殼體靜壓試驗(yàn)：

   • 目的：驗(yàn)證泵體、泵蓋等靜止承壓部件在超工作壓力下的強(qiáng)度與密封性。

   • 對(duì)象：通常指完整的泵殼體總成（包含泵體、泵蓋及所有靜止的承壓附件，但不安裝轉(zhuǎn)子部件、機(jī)械密封或填料函）。

   • 試驗(yàn)類型：包括水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)。

2. 密封系統(tǒng)試驗(yàn)：

   • 目的：在殼體試驗(yàn)合格后，檢驗(yàn)軸封系統(tǒng)（機(jī)械密封或填料密封）在模擬工作狀態(tài)下的密封性能。

   • 對(duì)象：安裝了轉(zhuǎn)子部件和完整軸封系統(tǒng)的泵總成。

   • 試驗(yàn)類型：通常采用水壓試驗(yàn)，在接近或等于工作壓力的條件下進(jìn)行。

三、檢測(cè)范圍

IB型單級(jí)離心泵廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，其壓力試驗(yàn)要求根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的嚴(yán)苛程度有所不同：

• 通用工業(yè)與建筑服務(wù)：用于暖通空調(diào)、給排水、灌溉等。試驗(yàn)壓力通常為泵允許工作壓力的1.5倍，滿足基本的安全和性能要求。

• 石油化工與能源：用于輸送工藝流體、冷卻水、鍋爐給水等。要求極為嚴(yán)格，試驗(yàn)壓力可能高達(dá)工作壓力的1.5至1.8倍，且對(duì)保壓時(shí)間、環(huán)境溫度、介質(zhì)溫度有明確規(guī)定，以防止脆性斷裂。常需遵循API、ASME等高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

• 食品藥品行業(yè)：強(qiáng)調(diào)清潔度和無泄漏。試驗(yàn)后需徹底排凈介質(zhì)，確保無殘留。氣壓試驗(yàn)有時(shí)被用于避免產(chǎn)品污染。

• 電力與冶金：用于循環(huán)水、除鹽水、潤(rùn)滑油等系統(tǒng)。環(huán)境常伴有高溫、腐蝕，試驗(yàn)要求注重材料的適用性和長(zhǎng)期承壓可靠性。

• 船舶與海洋工程：需滿足船級(jí)社（如CCS、DNV、ABS）規(guī)范，試驗(yàn)壓力與船舶安全等級(jí)掛鉤，并考慮海水腐蝕和沖擊振動(dòng)的影響。

四、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)IB型離心泵的壓力試驗(yàn)要求存在差異，但核心目標(biāo)一致。

五、檢測(cè)方法

1. 準(zhǔn)備工作：

   • 排凈泵內(nèi)介質(zhì)，清潔內(nèi)腔。

   • 安裝盲板、堵頭，封閉所有開口（進(jìn)口、出口、泄放口、儀表接口等）。

   • 在高點(diǎn)設(shè)置排氣閥，在低點(diǎn)設(shè)置排水閥。

   • 連接試壓泵（水壓）或空壓機(jī)/氮?dú)馄浚鈮海?，并在系統(tǒng)近端安裝量程合適、精度不低于1.6級(jí)的校準(zhǔn)合格的壓力表（通常為兩塊，以作比對(duì)）。

2. 水壓試驗(yàn)操作要點(diǎn)：

   • 注水排氣：從泵體底部緩慢注水，待高點(diǎn)排氣閥連續(xù)出水后關(guān)閉，確保系統(tǒng)充滿水無氣囊。

   • 緩慢升壓：使用試壓泵分階段緩慢加壓，每階段穩(wěn)壓檢查無異常后再繼續(xù)升壓。

   • 達(dá)到試驗(yàn)壓力：升至規(guī)定試驗(yàn)壓力（Ps）。

   • 保壓檢查：開始計(jì)時(shí)，保壓期間壓力應(yīng)保持穩(wěn)定。操作人員近距離觀察所有受壓部位（焊縫、法蘭面、鑄造本體等）有無永久變形、裂紋、泄漏或“冒汗”現(xiàn)象。

   • 卸壓排水：保壓結(jié)束后，緩慢降壓至常壓，然后打開排氣閥和排水閥徹底排水。

3. 氣壓試驗(yàn)操作要點(diǎn)：

   • 安全防護(hù)：試驗(yàn)區(qū)域必須隔離，設(shè)置警示標(biāo)志，嚴(yán)禁無關(guān)人員靠近。必要時(shí)在受壓部件外加裝防護(hù)罩。

   • 初步檢漏：先通入較低壓力（如0.1-0.2MPa）的氣體，對(duì)所有連接處和焊縫涂刷肥皂水或浸入水中進(jìn)行初步檢漏。

   • 分級(jí)升壓：確認(rèn)無大泄漏后，以每級(jí)約10%試驗(yàn)壓力的增量緩慢升壓，每級(jí)保壓數(shù)分鐘進(jìn)行檢查。

   • 保壓與精檢：達(dá)到試驗(yàn)壓力后，保壓規(guī)定時(shí)間。保壓初期因氣體溫度變化壓力可能有小幅波動(dòng)，穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí)。期間可用發(fā)泡劑對(duì)所有可疑點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)檢查。

   • 壓力表監(jiān)測(cè)：密切監(jiān)視壓力表示值，任何持續(xù)性的壓力下降都表明存在泄漏。

六、檢測(cè)儀器

1. 試壓泵：

   • 電動(dòng)試壓泵：輸出壓力高、流量穩(wěn)定、易于控制，適用于大型、高壓的水壓試驗(yàn)。具備自動(dòng)保壓功能的型號(hào)可提高測(cè)試效率和精度。

   • 手動(dòng)試壓泵：便攜、成本低，適用于現(xiàn)場(chǎng)、小容積或低壓力的試驗(yàn)。壓力控制依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)。

2. 壓力測(cè)量系統(tǒng)：

   • 精密壓力表：應(yīng)選用量程為試驗(yàn)壓力的1.5~3倍，精度等級(jí)不低于1.6級(jí)的抗震壓力表。表盤直徑不宜過小，便于觀察。

   • 壓力傳感器/變送器：與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，可實(shí)現(xiàn)壓力的實(shí)時(shí)記錄、曲線繪制和自動(dòng)判斷，適用于高精度、可追溯的自動(dòng)化測(cè)試。

3. 檢漏設(shè)備：

   • 氣泡檢漏裝置：用于氣壓試驗(yàn)。包括發(fā)泡劑（肥皂水）或水槽。通過觀察氣泡的產(chǎn)生來判斷泄漏點(diǎn)。

   • 超聲檢漏儀：通過探測(cè)氣體泄漏時(shí)產(chǎn)生的高頻超聲波信號(hào)來定位泄漏點(diǎn)，靈敏度高，可用于遠(yuǎn)距離或難以接觸位置的檢測(cè)。

七、結(jié)果分析

1. 合格判定標(biāo)準(zhǔn)：

   • 宏觀檢查：保壓期間，受壓殼體無可見的永久變形、裂紋、滲漏。

   • 壓力穩(wěn)定性：對(duì)于水壓試驗(yàn)，保壓期間壓力表示值無持續(xù)下降（考慮溫度影響的微小波動(dòng)是可接受的）。對(duì)于氣壓試驗(yàn)，在規(guī)定保壓時(shí)間內(nèi)，壓力降不得超過標(biāo)準(zhǔn)允許值（例如，API 610要求無壓力降）。

   • 密封性：軸封處的泄漏量不得超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或合同規(guī)定值（如，滴漏/min）。

2. 不合格結(jié)果分析：

   • 壓力持續(xù)下降：表明存在穿透性泄漏。需定位泄漏點(diǎn)，常見于法蘭密封面、螺紋連接處、焊縫或鑄造缺陷（氣孔、砂眼）。

   • 保壓期間壓力驟降：可能預(yù)示突發(fā)性破裂或大型缺陷擴(kuò)展，立即停止試驗(yàn)。

   • 局部“冒汗”或滲漏：多見于鑄件的微觀疏松或細(xì)小裂紋。

   • 可見變形：表明局部應(yīng)力已超過材料的屈服強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不合格。

3. 處理措施：

   • 對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

   • 根據(jù)缺陷性質(zhì)，采取補(bǔ)焊（需評(píng)估材料可焊性并按工藝執(zhí)行）、研磨密封面、更換密封件或報(bào)廢部件等措施。

   • 返修后，必須對(duì)該部件重新進(jìn)行完整的壓力試驗(yàn)，直至完全合格。所有檢測(cè)過程與結(jié)果需形成詳細(xì)記錄，并存檔備查。