為滿足不斷發展的科研試驗(尤其是深井開采工藝)和產品質量檢驗的需要,提高系統的自動化程度,消除安全隱患,降低試驗檢測人員勞動強度,開展了高溫、高壓(200℃、98M Pa)油浸試驗檢測系統研究。該系統主要用于封隔器膠筒、螺桿泵定子短樣、密封圈等橡膠制品在油浸條件下的加速老化試驗,以檢驗其密封性能、疲勞性能及壽命評估。
高溫高壓油浸試驗檢測系統由模擬試驗套管、壓力控制、溫度控制、計算機控制和監控系統等部份組成。該系統采用無模型控制算法設計了準智能控制器,解決了非線性系統的控制問題;結合自行研制的液壓元件,實現了高溫、高壓的高精度控制。同時采用聯鎖雙級保護技術,保證了系統的高可靠性和安全性。
一、模擬試驗套管
模擬試驗套管由工作套管和加熱套管組成,可提供九種不同內徑(D 9O~O 162m m)套管同時進行油浸試驗,試件長度≤1.5m。
二、壓力控制系統的設計
壓力控制是該系統的核心關鍵之一,在試驗的整個過程中,壓力控制全部采用計算機遠程控制加壓、泄壓、微泄壓、自動穩壓、自動換向和自動補壓的方式。壓力測量采用高精度壓力變送器,分別置于中心管和試驗套管上、下腔的高壓油路中。傳感器的輸出信號先經前置處理(濾波、放大等),再傳送至測量模塊,由計算機實現當前壓力的實時測量,提高了系統的穩壓精度、自動化程度及操作的安全可靠性。
三、溫度控制系統的設計
為了提高溫度控制精度,溫度控制系統采用了PID測控。溫度傳感器感應溫度參數變化,一路傳送N-次儀表做直接顯示觀察用;一路傳給計算機,與設定溫度值相比較,其差值即為溫度補償德,經PID調節器進行控制算法計算。輸出數據通過可控硅驅動電加熱器,進行溫度調節;再巾溫度傳感器感應溫度的變化,因此形成一個閉環溫度計算機PID調節系統,滿足系統控制溫度200℃±1℃的要求。在加熱過程中,采用雙向可控硅代替交流接觸器控制電加熱器工作,避免了在工作過程中交流接觸器打火現象的產生。通過調節可控硅導通角的大小,即調節可控硅電流的大小,可以改變加熱功率的大小。溫控儀對可控硅的調節采用過零觸發的方式,以實現可控硅的全波整流。充份利用能源,減少電功率的損耗,提高了系統的安全可靠性
四、計算機控制系統
測控流程軟件具有靈活的鍵盤操作方式,町實現溫度、壓力參數的自動控制、采集、存儲、歷史數據的查詢及報表打印。在工業領域中,壓力超過32MPa稱之為高壓,而本系統的壓力達到98MPa,基本達到臨界壓(100MPa),而且介質溫度達到200℃,危險性極大。為確保安全,設計了‘算機控制與繼電器聯鎖雙級保護,實現了超溫、超壓自動報警,斷電保護。
五、監控系統
設置了三套監控沒備,可在主控室對泵房、閥組柜、模擬試驗套管及高壓管線流程等區域進行實時監控,使試驗檢測人員遠離高溫、高壓環境,確保安全。