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1、DEMAG钢管水压试验机的工作原理及其故障分析技术交滚理DEMAG钢管水压试验机的工作原理7-及2其故6)r申正曙,杜广玮-———～,-_-—●—_一(上海宝钢集团公司钢管分公司,上海201900)TestingMachineandFaultAnalysis障分析吖DEMAG水压机的工作原SHENZheng—shu,DUGuang—wei(SteelTubeBranchCompany,ShanghaiBaosteelGroupCorporation.Shanghai2019+00,ChinaAbstract:Takingthehydrostati
2、ctesterlocatedonNo.3productionlineofsteeltubebodyofSteelTubeBranchCompany.BaostedGroupCorporation.Shanghala5anexample.operationprincipleoftheDEMAGhrdrtesfingmachineisintroduced,andanalysisofcomprehensivefaultsofthemachinecarriedout,basedonwhichcorreeliveactionsarepro-D0se41Keyw
3、ords:Steeltubehydrostatictester;,ComprehensivefaulUP∞surebalance;Regulating;Loop/Regtdater0概述根据API要求,各种不同品种和钢级的油井管,必须能承受相应等级的压力(压强),水压机正是为检验钢管的耐压能力而设计制造的.上海宝钢集团公司钢管分公司作为国内大型专业无缝钢管生产厂之一,成套引进了德国的先进技术设备,取得了良好的经济效益.本文以目前国内外同类设备中最先进的宝钢钢管管体3号线水压试验机(以下简称3号水压机)为代表,剖析了DEMAG(德马克)水压机的工作原理
4、,并指出了系统设计方面的不足,供同行参考.1水压机的工作原理水压机是一个集机械,电气,液压,传感和自动控制等技术为一体的现代化设备,其中电气部分申正曙(1971一).男,湖北人.硕士,区域工程师.主要从事生产线进口设备的维护,技改和技术管理工作.STEELPIPEApr.2000,Vol29.No2采用德国S/EMENS(西门子)的PLC—s5(115U)等,液压及其调节控制系统采用德国REXROTH(力士乐)的器件及微机控制技术(专利软件),其他部分则主要是DEMAG的产品.水压机压力试验的工作原理如图1所示系统的顺序过程控制由s5管理,钢管试验时
5、的压力调节(增压一保压一卸压)过程则由REXROTH微机控制系统管理,两者之间有数字通信;控制面板可以进行产品基本参数的输入,并能修改微处理系统的部分控制参数及显示系统量;系统各部分之间的连接由C1一c8完成.液压系统及其控制调节是水压机的关键之所在,由三大部分组成:增压一保压一卸压调节系统,压力平衡调节系统,管接头夹钳压力调节系统.这三大部分状态的好坏直接决定了水压机工作状态的好坏,其控制类型分别为:(1)增压一保压一卸压调节系统的控制方式为钢管2000年4月第29卷第2期图】水压机压力试验工作原理示意电液伺服压力控制+电液比例控制(闭环),两者并
6、联,后者仅在卸压时起作用.(2)压力平衡谪节系统采用电液伺服压力控制(闭环).(3)管接头夹钳压力调节系统采用电液比例控制(开环).水压机电气控制采用数字电路和数字控制(数字PID调节),对各模拟输人量进行了A/D转换,经过系统数字控制模型处理后,其数字输出又经过D/A转换后再驱动各执行器.各调节回路的结构分别如图2,图3,图4所示I.调节器的结构如图5所示…图2增压一保压一卸压调节回路结构示意图3支撑缸压力调节回路结构示意图4接头夹压力调节回路结构示意申正曙等:DEMAG钢管水压试验机的工作原理及其故障分析钢管2000年4月第29卷第2期图5具有额
7、定值接通的比例一积分调节器结构示意一扫描时间2水压机的工作现状3号水压机作为当时DEMAG的一种新产品,在宝钢投入使用是带有一定试验性的,其系统设计中存在着一些不合理的地方首先,德方所设计的管接头夹钳压力调节系统始终不能正常工作.按设计,管接头夹钳主要是用于平衡工件(钢管)压力试验过程中所受的力,使钢管在试验时不能前后窜动.如图6所示,工件两端所受力并不平衡,要靠夹钳压力所产生的摩擦力来平衡,其平衡条件为F=P?tD}一DI?4又因为=?(皿?7r/4)?IX则Pj=(～1)?Pt,D2/(?)式中P——夹钳压力;B——夹钳活塞直径;D——工件端部外
8、径;n——管接头外径;——比例系数,=Df/D;——摩擦系数;P.——不同品种工件的试验压力.考虑到安全系数
