楊靜

（開灤集團(tuán)公司，河北 唐山 063000）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，要求電氣產(chǎn)品朝著高可靠性、高參數(shù)、多功能和智能型方向發(fā)展。就隔爆型電氣設(shè)備而言，其高可靠性尤為重要。目前對煤炭的開采仍以井下作業(yè)為主。開拓與開采過程中將會釋放出大量含有瓦斯與煤塵的沼氣。在高瓦斯礦井，2/3 的場所屬于爆炸性危險(xiǎn)場所。為確保安全生產(chǎn)，采取了多種有效措施，其中隔爆電氣設(shè)備的應(yīng)用就是為了避免瓦斯或煤塵與電火花或電弧相遇發(fā)生燃燒或爆炸。

電氣設(shè)備的防爆途徑之一就是把電氣設(shè)備安放在堅(jiān)固的外殼內(nèi)，當(dāng)隔爆外殼內(nèi)部發(fā)生爆炸時，外殼不發(fā)生變形和損壞，火焰逸出外殼時，溫度已經(jīng)下降到不至于引起外部瓦斯或煤塵的爆炸。也就是說，它有2 個作用即耐爆性和不傳爆性。

我公司所研發(fā)及生產(chǎn)的礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空電磁軟起動器具有1140V 和660V 2 種電壓等級，能實(shí)現(xiàn)近控、遠(yuǎn)控、從機(jī)聯(lián)控、主機(jī)聯(lián)控4 種開車方式；軟起、直起、軟停、自然停4 種起停車方式，適用于含有爆炸性氣體（瓦斯）和煤塵的煤礦井下，在交流50Hz，電壓1140V 或660V 供電系統(tǒng)中。

國家規(guī)定隔爆型電氣設(shè)備出廠前必須對加工后的隔爆外殼進(jìn)行靜壓試驗(yàn)（即通常的水壓試驗(yàn)），以檢驗(yàn)外殼的強(qiáng)度和完好性。

1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

（1）檢驗(yàn)鑄件的質(zhì)量是否有砂眼和裂紋。

（2）檢驗(yàn)焊接件的質(zhì)量是否有氣孔、變形和裂紋。

按GB3836.2《爆炸性環(huán)境 第二部分：由外殼“d”保護(hù)的設(shè)備》第15.1.3.1 條進(jìn)行靜壓試驗(yàn)，如果試驗(yàn)結(jié)果符合15.1.1 的規(guī)定，并且沒有通過外殼壁泄漏，則認(rèn)為靜壓試驗(yàn)合格。

試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證外殼是否能承受內(nèi)部的爆炸壓力。加壓時間至少應(yīng)為10s。靜壓試驗(yàn)只進(jìn)行1 次。

2 試驗(yàn)設(shè)備總體設(shè)計(jì)方案

水壓試驗(yàn)設(shè)備有很多種, 其中液壓傳動技術(shù)相對比較成熟，具有易實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、直線運(yùn)動、能實(shí)現(xiàn)換向頻繁的往復(fù)運(yùn)動的優(yōu)點(diǎn)，元件排列布置靈活方便, 可在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)大范圍無級調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。另外在同等輸出功率下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、運(yùn)動慣量小、動態(tài)性能好。由于采用液壓油為傳動介質(zhì)，因此液壓元件有自我潤滑作用，有較長的使用壽命；其次液壓元件都是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。

液壓機(jī)的加工與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，屬于無屑加工，應(yīng)用范圍廣泛，還可用于塑性材料的冷擠、校直、彎曲、沖裁、拉伸等。液壓機(jī)還能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件和不對稱工件的加工，廢品率較低。液壓機(jī)根據(jù)加工工件的不同性質(zhì)，還可進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲毫π谐陶{(diào)整，滿足產(chǎn)品的加工要求。

基于以上分析，水壓試驗(yàn)設(shè)備從工廠實(shí)際出發(fā)，用液壓機(jī)自動壓緊，將被測件夾住。液壓系統(tǒng)采用25DCY14-1B 型柱塞泵，其公稱壓力為31.5MPa，公稱流量為25L/min(即1000r/min)、37.5L/min(即1500r/min)為其提供動力；然后由水壓試驗(yàn)機(jī)提供液體壓力,采用大流量增壓泵打壓，壓力可達(dá)1.5MPa，可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，以滿足試驗(yàn)的要求。作為壓緊裝置用的液壓系統(tǒng)，還可以利用自制工具或模具進(jìn)行拆卸或折彎工作，如拆卸軸承、齒輪等。這樣就能夠充分利用設(shè)備，達(dá)到節(jié)約資金和場地的目的。

主機(jī)液壓系統(tǒng)（如圖1 所示）由5.5kW 電動機(jī)經(jīng)彈性聯(lián)軸器帶動主油泵工作，向三位四通閥供油，高壓油驅(qū)動液壓缸在垂直方向運(yùn)動，油路系統(tǒng)工作壓力由溢流閥調(diào)定，回油經(jīng)過濾器流入油箱。

圖1 液壓系統(tǒng)基本回路

主機(jī)總體組成(如圖2 所示)，做試驗(yàn)時啟動液壓機(jī)，使液壓缸向下方伸出，液壓機(jī)的壓盤8 經(jīng)過橡膠密封圈9壓在被試件10 上方，調(diào)整系統(tǒng)壓力，從而使得被試件內(nèi)部水壓力在滿足試驗(yàn)條件下不得滲漏。

圖2 主機(jī)總體組成

液壓機(jī)主體(如圖3 所示)采用框架式結(jié)構(gòu)，橫梁工作時受彎曲應(yīng)力，材料應(yīng)具有抗彎強(qiáng)度，故采用30mm厚鋼板焊接成一體，再與立柱（采用50mm 厚鋼板），底座（采用20mm 厚鋼板）焊接而成。導(dǎo)柱在工作過程中主要承受拉力和摩擦力，材料必須具備較高的抗拉強(qiáng)度。導(dǎo)柱材料選擇45#圓鋼并調(diào)質(zhì)淬火處理。

圖3 液壓機(jī)主體結(jié)構(gòu)

3 試驗(yàn)操作過程

3.1 試前的準(zhǔn)備工作

（1）試驗(yàn)場地設(shè)有護(hù)欄。為安全起見，與試驗(yàn)無關(guān)人員禁止進(jìn)入。

（2）試驗(yàn)前，檢查油泵（泵與泵箱）及水泵是否完好，油泵與油泵電機(jī)連接運(yùn)行正常，油泵泵箱清理干凈無雜物，泵箱內(nèi)充滿液壓油并保證油路暢通，正反轉(zhuǎn)啟動油泵電機(jī)，提升或下降液壓缸運(yùn)行自由。保證水泵與連接管路暢通，水壓試驗(yàn)環(huán)境溫度不得低于5℃。

（3）檢查油泵啟動正反轉(zhuǎn)電路是否正常，正反轉(zhuǎn)啟動油泵電機(jī)是否正常工作；啟動加壓水泵電機(jī)是否正常工作。

（4）試驗(yàn)前，檢查、校準(zhǔn)試驗(yàn)用壓力表、試驗(yàn)用秒表。所采用的壓力表及秒表必須符合國家規(guī)定要求，必須經(jīng)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局計(jì)量校準(zhǔn)部門計(jì)量校準(zhǔn)合格。壓力表及秒表每年定期校驗(yàn)一次。不能用臨時性的封閉裝置封閉管口，法蘭螺栓按要求上齊。

（5）將需做耐壓試驗(yàn)的隔爆殼體腔體清理干凈，腔體內(nèi)部噴好防銹耐弧漆。

（6）將接線咀用密封圈、膠堵、死堵用螺絲壓緊，以防試驗(yàn)過程中卸壓漏水。

（7）用橡膠棒將隔爆殼體的軸孔堵死，以防試驗(yàn)過程中卸壓漏水。

（8）按隔爆殼體門子尺寸用鋼板做一厚度16mm 的上胎，并沿隔爆面長度粘上一塊厚度為24mm 的橡膠板材，并留出進(jìn)水管與回水管的孔，在胎的外部焊上進(jìn)水管頭和回水管接頭。

3.2 試驗(yàn)操作過程

（1）試驗(yàn)時，先將進(jìn)水管和回水管分別與隔爆殼體的進(jìn)水管頭和回水管頭用兩通內(nèi)絲接好，然后打開進(jìn)水閥門（調(diào)壓閥和止回閥）。啟動水泵電機(jī)向隔爆殼體加水。當(dāng)水加到將近滿水后，停止水泵電機(jī)加水，然后正向啟動油泵電機(jī)，使液壓缸下降，帶動上胎壓向隔爆殼體，固定不動。

（2）在查看進(jìn)水管路壓力表的同時起動水泵電機(jī)，當(dāng)壓力表示數(shù)大于等于1MPa(10Kg)時停止水泵電機(jī)加水，同時關(guān)閉止回閥并開始用秒表計(jì)時。查看隔爆殼體有無變形或有無連續(xù)滴漏現(xiàn)象。標(biāo)準(zhǔn)要求耐壓1MPa(10Kg)，保持時間大于等于1min 內(nèi)隔爆殼體無變形且無連續(xù)滴漏為合格。

（3）試驗(yàn)后，打開回水閥5，應(yīng)使水壓下降，反向啟動油泵電機(jī)使液壓缸上升，帶動上胎離開隔爆殼體，對隔爆面油保養(yǎng)。

（4）水壓試驗(yàn)時，試驗(yàn)人員不允許站在入孔、檢查孔、法蘭面、接管及其他危險(xiǎn)位置，不允許進(jìn)行其他工作。

（5）當(dāng)隔爆殼體帶壓力時，試驗(yàn)人員不準(zhǔn)離開工作崗位。禁止在壓力運(yùn)行中進(jìn)行焊接、敲打、緊螺釘?shù)裙ぷ鳌?/p>

（6）試驗(yàn)時，禁止跳躍式的增壓，降壓時應(yīng)逐漸平穩(wěn)降壓，以防止在水壓沖擊下破壞管接頭的密封，同時注意工件形狀的變化。

4 試驗(yàn)操作注意事項(xiàng)

（1）試壓后應(yīng)保護(hù)好隔爆面，不得碰傷，并及時將水分擦干涂上防銹油脂。

（2）試驗(yàn)壓力不得超過規(guī)定值的20%和低于規(guī)定值的5%。

試驗(yàn)壓力不得低于表1 規(guī)定值。

表1

5 設(shè)備特點(diǎn)

（1）水壓試驗(yàn)機(jī)打壓裝置，采用大流量增壓泵打壓。壓力0 ～1.5MPa，可任意調(diào)節(jié)。

（2）壓緊裝置采用液壓站自動壓緊。

（3）可以將被測試防爆外殼放到推車上自由移動。

（4）充水裝置，快速大流量充水。

（5）最大壓力：1Mpa，壓力在一定范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)。

（6）夾緊力：可以根據(jù)被測試件的大小選擇相應(yīng)的壓力噸位數(shù)。

（7）時間控制：通過時間繼電器控制時間，達(dá)到一定壓力后自動卸壓。

（8）工作介質(zhì)：水。

（9）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB-3836.2-2010 15.1.3.1。

6 結(jié)語

此水壓試驗(yàn)設(shè)備安裝方便，試驗(yàn)與拆卸操作簡單，維護(hù)量小，現(xiàn)已投入現(xiàn)場試驗(yàn)和生產(chǎn)中，試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，拆裝運(yùn)行穩(wěn)定，取得了良好的效果。