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【摘要】本文系统总结了蓄能器产品性能,并对产品安全性能控制作了详细说明。
[关键词]蓄能器 产品使用性能 安全性能
中图分类号:O213.1
Product quality performance review and safety control of accumulator
[ABSTRACT] This paper systematically summarizes the accumulator product performance, and the safety performance of the product control are described in detail.
[Keywords] accumulator, product performance, safety performance
囊式蓄能用压力容器(简称蓄能器)是指利用气体的压缩性,由胶囊内气体压力给胶囊外液体施压的容器(不包括卸压装置、安全阀等),其壳体用无缝钢管制成,胶囊充装氮气或其它惰性气体。[1]
1、产品使用性能
蓄能器是液压系统中的重要辅件,对保证系统正常运行,改善其动态品质、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用。其功用主要分为:存储能量、吸收液压冲击、消除脉动和回收能量四大类。
1.1存储能量[2]
这一类功用在实际使用中又可细分为:(1)作辅助动力源,减小装机容量;(2)补偿泄漏;(3)作热膨胀补偿;(4)作紧急动力源;(5)构成恒压油源。这五种功用原理基本相同,都主要应用蓄能器能够存储较大能量的功能。其主要区别是参数选择不同,采用不同的参数选择公式就可以实现所需功用,满足所需要求。
1.2吸收液压冲击
换向阀突然换向、执行元件运动的突然停止都会在液压系统产生压力冲击,使系统压力在短时间内快速升高,造成仪表、元件和密封装置的损坏,并产生振动和噪声。为保证吸收效果,蓄能器应设置在冲击点附近,所以蓄能器一般装设在控制阀或液压缸等冲击源之前,可以很好地吸收和缓冲液压冲击。
1.3消除脉动、降低噪声
对于采用柱塞泵且其柱塞数较少的液压系统,泵流量周期变化使系统产生振动。装设蓄能器,可以大量吸收脉动压力和流量中的能量,在流量脉动的一个周期内,瞬时流量高于平均流量的部分油液被蓄能器吸收,低于平均流量部分由蓄能器补充,这就吸收了脉动中的能量,降低了脉动;减小对敏感仪器和设备的损坏程度。
1.4回收能量
用蓄能器回收能量是目前研究较多的一个领域。能量回收可以提高能量利用率,是节能的一个重要途径,也是特种设备节能的发展方向。蓄能器因为可以暂存能量,所以可以用来回收多种动能、位置势能。这方面的主要应用研究主要有:①回收车辆制动能量;②回收工程机械动臂机构位能;③回收液压挖掘机转台制动能量;④回收石油修井机及钻机管下落重力势能;⑤回收电梯下行重力势能。
目前蓄能器在注塑加工上的应用相当广泛。由于注塑机能量消耗存在相當大的浪费,节能型塑料机械已逐渐成为众多消费者和生产商共同追求的目标。蓄能器在注塑机液压系统中起着保持工作稳定性和节约能源等重要作用。近年来,蓄能器的研制与应用日益成熟,各种类型的蓄能器不仅在注塑机液压系统中的节能应用日益广泛,也为高精度制造加工提供了有力的支持。
2、产品安全性能
笔者结合自身蓄能器制造安全性能监督检验的工作经历,对蓄能器产品安全性能的控制作了总结。
2.1设计文件审查
蓄能器设计方法分为分析设计和规则设计方法。蓄能器规则方法按GB20663-2006《囊式蓄能用压力容器》第5章和TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定,现行设计文件中安全系数取2.7,有效降低了蓄能器壁厚。蓄能器制造前必须进行型式试验报告审查,制造监检中蓄能器型式试验覆盖范围的审查为A类监检项目,制造单位必须在型式试验合格后方能按照设计文件的规定按图制造。
2.2材料验收[1]
蓄能器制造单位从非材料生产单位获得材料时,应取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章或经办人公章的有效复印件。蓄能器制造单位应对所获得的蓄能器用材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责。蓄能器制造用钢管材料验收,按照材料质量证明书核对钢管标记,钢管标记应当按照《压力管道元件制造许可规则》及《压力管道安全技术监察规程——工业管道》的相关规定,有制造单位代号或商标、许可标志、材料(牌号、规格、炉批号)、产品编号等,从产品标志应当能够追溯到产品质量证明书。
蓄能器壳体用材料应按GB/T223规定的方法按炉号对材料进行化学成分和力学性能复验。复验合格后钢管按尺寸进行下料,并移植材料标记。由于蓄能器按同一设计条件,具有相同公称直径、设计壁厚,用同一炉号材料、同一制造方法,按同一热处理规范进行组批,因此蓄能器制造过程中材料控制关系到组批、热处理等环节,必须确保同一炉号材料具有相同移植号。
2.3组批控制
蓄能器应按公称容积组批,同一批次的生产周期不得超过6个月。公称容积小于25L的蓄能器以501只为一批,公称容积不小于25L的蓄能器以201只为一批,余数仍按一批对待。
蓄能器制造控制中必须对生产周期进行严格管理,防止同一批次生产周期超过6个月。
4、外观质量和制造公差控制
钢管缩口后,蓄能器壳体内外表面应光滑,不应有裂纹、折叠、皱折、重皮、夹杂、碰伤及其他影响强度的缺陷,筒体与封头应圆滑过渡。蓄能器壳体直线段上任意横截面的最大直径与最小直径差应不大于该截面平均外径的2%。壳体筒体的弯曲度不应大于壳体长度的2.0mm/m。蓄能器缩口成型后应逐个进行壁厚测试,以确保最小厚度不小于设计厚度。
5、热处理控制
壳体热处理工艺须经评定合格后进行,经调质处理后的蓄能器还应进行硬度测试,试压合格后还必须进行磁粉检测。蓄能器制造过程中必须严格控制热处理工艺,防止壳体材料性能不符合设计要求,严格把关硬度测试和磁粉检测两道关,保证热处理后材料性能符合设计和标准要求。
6、水压试验控制
按照GB20663-2006《囊式蓄能用压力容器》的规定,蓄能器出厂前须逐个进行水压试验,组装完成后逐个进行气密和动作性能试验。
7、批量试验控制
蓄能器出厂前每批抽取一只进行批量试验,对蓄能器壳体进行解剖,对其进行拉伸试验、冲击试验、冷弯试验以及胶囊的耐油性能和耐寒性能进行测试。蓄能器监检必须对批量试验报告进行确认。生产过程中应结合监督检验进程和生产周期,随机抽取蓄能器产品进行批量试验。
8、标志及随机文件控制
蓄能器铭牌、壳体上的标志及随机文件必须按GB20663-2006《囊式蓄能用压力容器》规定标志齐全,25L以上蓄能器还应打上监检标志“CS”。
[参考文献]
[1]《囊式蓄能用压力容器》GB/T20663-2006
[2] 朱洪军,冯刚.蓄能器在注塑机液压系统中的应用.工程塑料应用,2012,20(2):57~59.
张健骏:宁波市特种设备检验研究院从事特种设备检验研究工作。联系电话13586584447,联系。
[关键词]蓄能器 产品使用性能 安全性能
中图分类号:O213.1
Product quality performance review and safety control of accumulator
[ABSTRACT] This paper systematically summarizes the accumulator product performance, and the safety performance of the product control are described in detail.
[Keywords] accumulator, product performance, safety performance
囊式蓄能用压力容器(简称蓄能器)是指利用气体的压缩性,由胶囊内气体压力给胶囊外液体施压的容器(不包括卸压装置、安全阀等),其壳体用无缝钢管制成,胶囊充装氮气或其它惰性气体。[1]
1、产品使用性能
蓄能器是液压系统中的重要辅件,对保证系统正常运行,改善其动态品质、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用。其功用主要分为:存储能量、吸收液压冲击、消除脉动和回收能量四大类。
1.1存储能量[2]
这一类功用在实际使用中又可细分为:(1)作辅助动力源,减小装机容量;(2)补偿泄漏;(3)作热膨胀补偿;(4)作紧急动力源;(5)构成恒压油源。这五种功用原理基本相同,都主要应用蓄能器能够存储较大能量的功能。其主要区别是参数选择不同,采用不同的参数选择公式就可以实现所需功用,满足所需要求。
1.2吸收液压冲击
换向阀突然换向、执行元件运动的突然停止都会在液压系统产生压力冲击,使系统压力在短时间内快速升高,造成仪表、元件和密封装置的损坏,并产生振动和噪声。为保证吸收效果,蓄能器应设置在冲击点附近,所以蓄能器一般装设在控制阀或液压缸等冲击源之前,可以很好地吸收和缓冲液压冲击。
1.3消除脉动、降低噪声
对于采用柱塞泵且其柱塞数较少的液压系统,泵流量周期变化使系统产生振动。装设蓄能器,可以大量吸收脉动压力和流量中的能量,在流量脉动的一个周期内,瞬时流量高于平均流量的部分油液被蓄能器吸收,低于平均流量部分由蓄能器补充,这就吸收了脉动中的能量,降低了脉动;减小对敏感仪器和设备的损坏程度。
1.4回收能量
用蓄能器回收能量是目前研究较多的一个领域。能量回收可以提高能量利用率,是节能的一个重要途径,也是特种设备节能的发展方向。蓄能器因为可以暂存能量,所以可以用来回收多种动能、位置势能。这方面的主要应用研究主要有:①回收车辆制动能量;②回收工程机械动臂机构位能;③回收液压挖掘机转台制动能量;④回收石油修井机及钻机管下落重力势能;⑤回收电梯下行重力势能。
目前蓄能器在注塑加工上的应用相当广泛。由于注塑机能量消耗存在相當大的浪费,节能型塑料机械已逐渐成为众多消费者和生产商共同追求的目标。蓄能器在注塑机液压系统中起着保持工作稳定性和节约能源等重要作用。近年来,蓄能器的研制与应用日益成熟,各种类型的蓄能器不仅在注塑机液压系统中的节能应用日益广泛,也为高精度制造加工提供了有力的支持。
2、产品安全性能
笔者结合自身蓄能器制造安全性能监督检验的工作经历,对蓄能器产品安全性能的控制作了总结。
2.1设计文件审查
蓄能器设计方法分为分析设计和规则设计方法。蓄能器规则方法按GB20663-2006《囊式蓄能用压力容器》第5章和TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定,现行设计文件中安全系数取2.7,有效降低了蓄能器壁厚。蓄能器制造前必须进行型式试验报告审查,制造监检中蓄能器型式试验覆盖范围的审查为A类监检项目,制造单位必须在型式试验合格后方能按照设计文件的规定按图制造。
2.2材料验收[1]
蓄能器制造单位从非材料生产单位获得材料时,应取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章或经办人公章的有效复印件。蓄能器制造单位应对所获得的蓄能器用材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责。蓄能器制造用钢管材料验收,按照材料质量证明书核对钢管标记,钢管标记应当按照《压力管道元件制造许可规则》及《压力管道安全技术监察规程——工业管道》的相关规定,有制造单位代号或商标、许可标志、材料(牌号、规格、炉批号)、产品编号等,从产品标志应当能够追溯到产品质量证明书。
蓄能器壳体用材料应按GB/T223规定的方法按炉号对材料进行化学成分和力学性能复验。复验合格后钢管按尺寸进行下料,并移植材料标记。由于蓄能器按同一设计条件,具有相同公称直径、设计壁厚,用同一炉号材料、同一制造方法,按同一热处理规范进行组批,因此蓄能器制造过程中材料控制关系到组批、热处理等环节,必须确保同一炉号材料具有相同移植号。
2.3组批控制
蓄能器应按公称容积组批,同一批次的生产周期不得超过6个月。公称容积小于25L的蓄能器以501只为一批,公称容积不小于25L的蓄能器以201只为一批,余数仍按一批对待。
蓄能器制造控制中必须对生产周期进行严格管理,防止同一批次生产周期超过6个月。
4、外观质量和制造公差控制
钢管缩口后,蓄能器壳体内外表面应光滑,不应有裂纹、折叠、皱折、重皮、夹杂、碰伤及其他影响强度的缺陷,筒体与封头应圆滑过渡。蓄能器壳体直线段上任意横截面的最大直径与最小直径差应不大于该截面平均外径的2%。壳体筒体的弯曲度不应大于壳体长度的2.0mm/m。蓄能器缩口成型后应逐个进行壁厚测试,以确保最小厚度不小于设计厚度。
5、热处理控制
壳体热处理工艺须经评定合格后进行,经调质处理后的蓄能器还应进行硬度测试,试压合格后还必须进行磁粉检测。蓄能器制造过程中必须严格控制热处理工艺,防止壳体材料性能不符合设计要求,严格把关硬度测试和磁粉检测两道关,保证热处理后材料性能符合设计和标准要求。
6、水压试验控制
按照GB20663-2006《囊式蓄能用压力容器》的规定,蓄能器出厂前须逐个进行水压试验,组装完成后逐个进行气密和动作性能试验。
7、批量试验控制
蓄能器出厂前每批抽取一只进行批量试验,对蓄能器壳体进行解剖,对其进行拉伸试验、冲击试验、冷弯试验以及胶囊的耐油性能和耐寒性能进行测试。蓄能器监检必须对批量试验报告进行确认。生产过程中应结合监督检验进程和生产周期,随机抽取蓄能器产品进行批量试验。
8、标志及随机文件控制
蓄能器铭牌、壳体上的标志及随机文件必须按GB20663-2006《囊式蓄能用压力容器》规定标志齐全,25L以上蓄能器还应打上监检标志“CS”。
[参考文献]
[1]《囊式蓄能用压力容器》GB/T20663-2006
[2] 朱洪军,冯刚.蓄能器在注塑机液压系统中的应用.工程塑料应用,2012,20(2):57~59.
张健骏:宁波市特种设备检验研究院从事特种设备检验研究工作。联系电话13586584447,联系。