热量计氧弹安全性能技术要求及测试方法
P54备案号：3986—1999
中华人民共和国电力行业标准
DL/T661—1999
neq BS4791：1985
热量计氧弹安全性能技术要求及测试方法
Technical requirements & test method for the safety
of calorimeter bombs
中华人民共和国国家经济贸易委员会 1999-08-02批准 1999-10-01实施
前 言
本标准是根据原电力工业部1995年电力行业标准计划项目(技综[1995]44号文)的安排制定的。
氧弹热量计在电力系统中应用广泛，尤其是在火力发电厂中发挥着重要作用。氧弹作为氧弹热量计的重要部件之一，其安全性令人关注。目前大多数氧弹频繁试验，其结果必然导致部分零件损坏，或弹筒内表面深度腐蚀。氧弹的安全性逐渐恶化，威胁着试验人员的安全。如何判断氧弹的安全性成为当务对氧弹的安全性能的技术要求及测试方法作出了阐述。
本标准由原电力工业部提出。
本标准由电厂化学标准化技术委员会归口并负责解释。
本标准起草单位：国家电力公司热工研究院。
本标准主要起草人：李小江、酝晓光。
1 范围
本标准规定了氧弹安全性能的技术要求及测试方法。
本标准适用于电力系统新购置、使用中和修理后的氧弹的安全性能测试。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 197—81 普通螺纹公差与配合(直径1～355mm)
GB 213—96 煤的发热量测定方法
GB 2516—81 普通螺纹的公差
ASTM E144-64(Reapproved 1987)
Standard practice for safe use of oxygen combustion bombs
BS 4791：1985 British standard specification for calorimeter bombs
3 定义
本标准采用下列定义。
3.1 螺纹松动度 the slackness of screw threads
氧弹连接环与杯体配合螺纹之间的松紧程度，分为径向松动度和轴向松动度。
3.1.1 径向松动度 the diametrical slackness
沿氧弹杯体直径方向的连接环与杯体之间螺纹的最大间隙，mm。
3.1.2 轴向松动度 the axial slackness
沿氧弹杯体中心轴方向的连接环与杯体之间螺纹的最大间隙，mm。
3.2 杯体中部直径 the diameter at the midsection of the bomb cylinder
于氧弹杯体总高度的1/2位置，所测量的杯体外径，mm。
3.3 杯体底部中心点位置 the position of the center point of bomb bottom
以千分表测得的杯体外底部圆心的轴向位置，mm。
3.4 弹性变形量 deflection
与水压试验前比较，加水压至20MPa时各测量位置测定值的变化量，包括杯体中部直径的弹性变形量和杯体底部中心点位置的弹性变形量，mm。
3.5 永久变形量 permanent deformation
与水压试验前比较，卸压后各测量位置测定值的变化量。包括杯体中部直径永久变形量和杯体底部中心点位置的永久变形量，mm。
4 氧弹安全性能技术要求
4.1 氧弹连接环外表面不应有明显电镀层损伤及腐蚀现象；弹盖、杯体内外表面不应有明显划痕、毛刺及腐蚀现象。
4.2 连接环与杯体相衔接的螺纹不应有明显锈蚀、毛刺等缺陷；用手能够自如地把连接环拧到杯体上去；加盖后连接环与杯体之间的螺纹圈数不得小于5.5圈。
4.3 连接环与杯体间的螺纹松动度必须满足以下规定：
DL/T 661—1999径向松动度Sd≤0.62mm或轴向松动度Sa≤0.36mm。
注 1 首先测量径向松动度Sd，若连接环侧无光滑面则改测轴向松动度Sa。
2 参照GB 2516—81，对于国内氧弹连接环与杯体连接螺纹均为72mm×2mm，其最大配合公差为7H/8g，查表得配合极差为0.618mm，以此作为螺纹最大径向松动度。
3 最大轴向松动度根据最大径向松动度计算所得，计算公式为：轴向松动度=径向松动度×tg30°。
4.4 水压试验如下：
4.4.1 氧弹加水压 ，维持压力在10min内应无泄漏，且卸压后连接环与杯体之间的螺纹配合应依然平滑，且弹盖和连接环均无不可恢复的明显变形。
4.4.2 水压试验中，加压前与加压后杯体的弹性变形应满足以下规定：
杯体中部外径变形量Dm≤0.13mm及杯体底部中心变形量Db≤0.13mm。
4.4.3 水压试验前后氧弹各个部件(包括弹盖、连接环、杯体)都不应发生永久变形，测量杯体中部外径永久变形量PDm及底部中心变形量PDb均应不大于0.02mm。
4.5 气密性试验：氧弹内加入 氧气后浸入水中10min内无气泡泄漏。
5 测试方法
5.1 试验室条件
试验室应设在一单独宽阔房间内。操作人员应在耐压防护罩的保护下进行水压试验，水压试验机与氧弹试验台不能合用同一试验台。
5.2 测定所需仪器设备
5.2.1 外径千分尺：量程为50mm～75mm，精确到0.01mm。
5.2.2 千分表：量程为0～1mm，精确到0.001mm。
5.2.3 磁性表座一只。
5.2.4 氧气减压器一只，分压力表量程为0～6MPa，精度不低于2.5级。
5.2.5 水压试验机：试压范围为0～60MPa，配有量程为0～40MPa，精度为0.25级的精密压力表，如图1所示。
5.2.6 不锈钢试验台：粗糙度为 ，配有氧弹可旋转三爪卡座和氧弹三腿支架(其上配有可调节高度的外径千分尺托盘)，如图2所示。
5.2.7 水压传送管：由3mm铜管制成，配有可与不同型号的氧弹联接的接头。
5.2.8 氧弹塑料托环：依据氧弹型号的不同，备有不同尺寸的塑料托环。
5.2.9 注水器：容量为40ml。
5.2.10 垫片：各种尺寸橡胶垫片若干。
5.2.11 水平仪：一支。
5.3 材料和试剂
5.3.1 水压试验用水：蒸馏水或去离子水。
5.3.2 水压机用油：透平油。
5.4 测定步骤
5.4.1 外观检查
观察连接环内外电镀层是否明显损坏，连接环、弹盖、杯体内外表面是否有明显损伤、磨损、腐蚀；观察连接环与杯体间螺纹是否损坏，用手能否顺利开合；观察氧弹各部位密封垫圈是否损坏，若损坏，须更换后继续以下试验；填写原始记录。
5.4.2 螺纹松动度试验
首先调节不锈钢平台底部螺钉，观察水平仪，使之置于水平位置；然后打开平台上的氧弹三爪卡座，把氧弹杯体置于爪内，扳动紧固扭杆，使其固定在试验平台的卡座上。把弹盖与连接环安装到杯体上，连接环在旋转过程中记下旋转的圈数N，接着卸下弹盖与连接环， 把氧弹塑料托环套到杯体上。在不加弹盖的情况下，以N/2圈把连接环拧到杯体上去， 并固定连接环与杯体的相对转动位置。
5.4.2.1 径向松动度测量方法：按图3确定千分表测点位置。首先用手朝与千分表相背离的方向移动连接环，至不能移动为止，此时千分表读数为初始值；接着朝来时方向缓慢移动连接环至不能移动为止，期间注意观察千分表刻度的变化Sd1，然后马上记录下来，整个过程要求连接环与杯体间无相对转动。以后每旋转卡座底盘72°，按上述方法测量得Sd2，Sd3，…，Sd5等5个点测完后；松开卡爪旋转氧弹至与初始位置成90°后，拧紧卡座固定氧弹，再测量Sd6，此后每旋转72°，按上述方法可测量得Sd7，Sd8，…，Sd10，共计十次测量结果。取十次结果的平均值，即为螺纹径向松动度Sd。
1—水压管接口；2—泄压阀开关；3—接口；4、5—油水分离罐；
6—精密压力表；7—储油罐；8—加压器；9—加压杆
图1 水压试验机
1—氧弹三腿支座；2—外径千分尺托盘；3—氧弹卡座；
4—不锈钢底座；5—水平调节螺钉
图2 不锈钢试验平台
1—氧弹；2—卡座；3—塑料托环；4—千分表；
5—磁性表座；6—试验台底盘
图3 千分表测点安装示意
5.4.2.2 轴向松动度测定方法：按图3确定千分表测点位置，调节千分表与连接环上表面触点，记下千分表初始刻度，然后手执塑料托环，垂直向上缓慢托起连接环，至不能移动为止，期间注意观察千分表刻度变化Sa1，然后马上记录下来，整个过程要求连接环与杯体间无相对转动。以后每旋转卡座底盘36°，按上述方法测量得Sa2，Sa3，…，Sa10，共计十次。取十次结果的平均值，即为螺纹轴向松动度Sa。
5.4.3 水压试验
5.4.3.1 前期准备
试验前应去掉氧弹进气阀中自密封装置(阀心)。
5.4.3.2 杯体中部直径的测量
首先调节不锈钢平台水平，然后将氧弹放置在三腿支座上，调节外径千分尺托盘高度，使外径千分尺能位于氧弹杯体中部测量，并固定该处准确位置，然后依照托盘上的均匀分布的刻度，用外径千分尺在圆周上均匀取8处，测量杯体外径D01，D02，…，D08，取其平均值来作为氧弹杯体初始外径D0(mm)。
5.4.3.3 试验过程
氧弹中盛满蒸馏水，盖上弹盖，拧上连接环，连接氧弹与水压试验机，注意使氧弹及连接管内的空气全部排出，然后把氧弹放置于氧弹三腿支架上，安装千分表，使其触点与氧弹底部中心接触，并调好零点，记下初始刻度p0；扳动加压杆使压力缓缓上升，待压力稳定在20MPa后，保持10min，期间观察记录千分表此时刻度p1，并迅速用外径千分尺测量杯体中部外径D1(方法同5.4.3.2)，记下数值。然后缓慢卸压，待压力降至常压后， 读取千分表刻度p2，用外径千分尺测量杯体中部外径D2(方法同5.4.3.2)， 并记下数值。
旋转连接环，感觉连接环与杯体间螺丝扣是否咬合变形，观察氧弹有无明显变形。并填写原始记录。
水压过程中有水泄漏，应检查原因，排除故障后重新进行水压试验。
5.4.4 气密性试验
气密性试验在水压试验合格后进行。经过水压试验后，氧弹的密封垫圈可能变形失效，因此在水压试验后应予以更换。
氧弹内充入氧气压力为 ，置于盛有水的筒中，使氧弹全部没入水中。清除氧弹表面吸附的气泡，开始计时，若10min内没有气泡泄漏则氧弹气密性试验合格。否则应查明原因重新检验。
6 测试结果计算
6.1 螺纹松动度
6.1.1 螺纹径向松动度
(mm)
6.1.2 螺纹轴向松动度
(mm)
6.2 弹性变形量
6.2.1 杯体中部外径
(mm)
(i=0，1，2)
6.2.2 杯体中部弹性变形量
Dm=D1-D0 (mm)
6.2.3 杯体底部弹性变形量
Db=P1-P0 (mm)
6.3 永久变形量
6.3.1 杯体中部永久变形量
PDm=D2-D0 (mm)
6.3.2 杯体底部永久变形量
PDb=P2-P0 (mm)
7 测试结果处理及测试周期
7.1 测试结果处理
经测试符合本方法安全性能技术要求的氧弹，其安全性能应合格，否则氧弹应由生产厂家或有关部门修理后重新测试直至合格，或者放弃使用。
7.2 测试周期
氧弹安全性能测试有效期为1年。超过此期限需按照本方法重新测试合格，并出具氧弹安全性能测试结果报告，但有下列情况时，应立即测试：
a)氧弹使用次数达到500次；
b)氧弹经过修理或更换了部件。
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