危險(xiǎn)品包裝容器耐液壓檢測(cè)系統(tǒng)研制

鄒誠厚，王德智，羅佳

（1.大連市產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)研究院；2. 遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，大連 116630）

危險(xiǎn)品包裝容器耐液壓檢測(cè)系統(tǒng)研制

鄒誠厚1，王德智1，羅佳2

（1.大連市產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)研究院；2. 遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，大連 116630）

目的 研發(fā)新的危險(xiǎn)品包裝容器耐液壓試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，用于危險(xiǎn)品包裝容器國家監(jiān)督抽查檢驗(yàn)測(cè)試用。方法 從試驗(yàn)壓力控制和樣品有效聯(lián)接兩個(gè)方面著手進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，通過采用PLC集成控制和變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)水壓的自動(dòng)精細(xì)調(diào)節(jié)，有效的克服了升壓過程的沖壓現(xiàn)象，升壓速率精確且穩(wěn)定。采用直插自攻式接頭的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)與試樣的快速連接。結(jié)果 實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)過程的自動(dòng)控制，壓力控制精準(zhǔn)穩(wěn)定，提高了工作效率和試驗(yàn)的精準(zhǔn)性。結(jié)論 設(shè)備性能優(yōu)越，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到了預(yù)期應(yīng)用效果。

危險(xiǎn)品包裝容器；耐液壓試驗(yàn)

Abstract: To develop new dangerous goods packaging containers for hydraulic test detection system, for the use of dangerous goods packaging containers national supervision and inspection test. From the test pressure control and effective connection of the sample to proceed with research and design. Through the use of PLC integrated control and frequency conversion technology to achieve automatic adjustment of water pressure, effectively overcome the pressurization process of the stamping phenomenon, the boost rate is accurate and stable. The use of straight self-tapping connector design, to achieve rapid connection with the sample. To achieve the test process of automatic control, precise and stable pressure control,improve the efficiency and accuracy of the test. Equipment performance is superior, and test result is accurate, which fully meet the standard requirements and achieve the desired application results.

Key words: dangerous goods packaging container; hydraulic resistance testing

危險(xiǎn)品包裝容器（鋼桶、金屬塑料復(fù)合桶等）主要用于裝載具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質(zhì)，對(duì)人體、設(shè)施、環(huán)境具有危害的劇毒化學(xué)品和其他化學(xué)品，包裝容器應(yīng)具有良好的密封性，包括氣密和液密性，以減少貨物在運(yùn)輸過程中所受到的碰撞、震動(dòng)、摩擦和擠壓，使危險(xiǎn)貨物在包裝的保護(hù)下保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，使其在儲(chǔ)藏或運(yùn)輸過程中不易泄漏、破損，從而保證儲(chǔ)藏或運(yùn)輸安全，以減少安全事故的發(fā)生。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)[1]對(duì)這些影響到危險(xiǎn)品包裝容器產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)都有嚴(yán)格的要求，在我國《危險(xiǎn)化學(xué)品包裝物、容器定點(diǎn)生產(chǎn)管理辦法》和《危險(xiǎn)化學(xué)品包裝物、容器產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則》等法規(guī)中明確規(guī)定危險(xiǎn)品包裝容器生產(chǎn)企業(yè)和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)必須具備相應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備。為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)危險(xiǎn)品包裝容器的產(chǎn)品質(zhì)量，快速準(zhǔn)確的檢測(cè)也就顯得尤為重要[2-3]。

作為國家包裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，我院連續(xù)多年承擔(dān)國家危險(xiǎn)品包裝容器的專項(xiàng)抽查工作，涉及抽檢的樣品包括鋼桶、金屬塑料復(fù)合桶等多種產(chǎn)品，樣品數(shù)量很大，尺寸各異，必須對(duì)危險(xiǎn)品包裝容器的耐壓性能等主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)設(shè)備在性能指標(biāo)方面必須滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求，同時(shí)也需較高檢驗(yàn)工作效率。調(diào)研表明，目前在耐壓性能方面的檢測(cè)設(shè)備，雖然國內(nèi)有個(gè)別廠商生產(chǎn)出類似的產(chǎn)品，但都無法滿足多種樣品監(jiān)督抽查的檢驗(yàn)要求，尤其在提高檢驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)確度、重復(fù)性和檢驗(yàn)效率方面顯得格外重要?；谏鲜鲈?，本文探討了新的專門用于危險(xiǎn)品包裝容器耐壓試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)。

1 現(xiàn)存問題

作為國家包裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，抽檢的樣品種類多，包括鋼桶、塑料桶、金屬塑料復(fù)合桶等，數(shù)量很大，尺寸各異。目前用于危險(xiǎn)品包裝容器耐壓檢測(cè)設(shè)備，多為傳統(tǒng)的耐壓試驗(yàn)設(shè)備，均由簡(jiǎn)單的設(shè)備改制而成，但經(jīng)調(diào)研，均無法滿足快速準(zhǔn)確的檢測(cè)要求，主要表現(xiàn)在：

（1）工作效率低。耐壓試驗(yàn)中的升壓、保壓、計(jì)時(shí)，試驗(yàn)后的安全卸載等過程多數(shù)人工操作，檢測(cè)效率低；

（2）檢測(cè)精度不夠，檢測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性差，受人為影響因素較大；

（3）對(duì)檢樣的材質(zhì)、尺寸、形狀等有限制要求，無法滿足多種樣品的快速測(cè)試要求。

本文中，作者針對(duì)試驗(yàn)要求，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備的問題，從技術(shù)上探討了一種新的專用危險(xiǎn)品包裝容器耐壓試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)。

2 總體設(shè)計(jì)要求

（1）壓力控制精度高，并符合GB/T 325.1-2008《包裝容器 鋼桶 第一部分：通用技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)要求，危險(xiǎn)品包裝容器應(yīng)在250kPa（I級(jí)）或100kPa（II級(jí)和III級(jí)）試驗(yàn)壓力下，保持5min，無滲漏。包裝容器種類不同，要求的測(cè)試條件也不同。

（2）危險(xiǎn)品包裝容器耐壓檢測(cè)系統(tǒng)適應(yīng)性要強(qiáng)，可以不同等級(jí)、不同形狀、不同容積大小的鋼桶、金屬塑料復(fù)合桶或復(fù)合包裝容器的測(cè)試，方便快捷聯(lián)接，各類危險(xiǎn)品包裝容器的檢測(cè)工作需要。

（3）自動(dòng)化程度要高，操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)效率要高。

（4）循環(huán)用水節(jié)省資源。

3 危險(xiǎn)品包裝容器耐壓檢測(cè)系統(tǒng)

3.1 設(shè)計(jì)方案

本危險(xiǎn)品包裝容器耐壓檢測(cè)系統(tǒng)通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：水箱內(nèi)的水在通過過濾器進(jìn)入離心泵，形成高壓水，一部分經(jīng)球閥溢流回水箱，一部經(jīng)過電磁閥，在穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓作用下給試件打壓，壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控試件內(nèi)壓力。另一路由自吸泵組成，給試件進(jìn)水和排水，采用電腦和PLC集成結(jié)構(gòu)控制。

3.2 管路及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1 機(jī)電集成超環(huán)面?zhèn)鲃?dòng)簡(jiǎn)圖

危險(xiǎn)品包裝容器耐壓檢測(cè)系統(tǒng)采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)，見圖1，主要由離心泵、電磁閥、穩(wěn)壓罐、壓力傳感器、球閥、過濾器、水箱、液位計(jì)、自吸泵、變頻器、PLC等電氣元件、計(jì)算機(jī)以及與試件特殊連接裝置等幾部分組成，檢測(cè)過程中采用PLC控制。離心泵啟動(dòng)將試件水壓升高，傳感器反饋壓力給PLC，由PLC控制離心泵轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，以控制升壓速度及升壓大小。達(dá)到壓力后，經(jīng)保壓完成，PLC控制電磁閥啟閉，卸掉試驗(yàn)壓力。設(shè)計(jì)中采用變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從快速補(bǔ)水到精細(xì)調(diào)壓的良好過渡，有效的克服了升壓過程的沖壓現(xiàn)象。此方法升壓速率精確且穩(wěn)定, 壓力曲線波動(dòng)量控制在2%范圍內(nèi)，有效避免壓力大的波動(dòng)，保證試驗(yàn)壓力的恒定，壓力控制精度高。壓力控制方式還可根據(jù)需要選擇手動(dòng)調(diào)壓或自動(dòng)控壓，通過計(jì)算機(jī)設(shè)定系統(tǒng)可控制方式，保證壓力調(diào)整的準(zhǔn)確度，節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間。并設(shè)有自動(dòng)報(bào)警和緊急停止裝置，當(dāng)容器超出安全壓力時(shí)，自動(dòng)泄壓保護(hù)，避免傷人。

針對(duì)設(shè)備以后使用的校準(zhǔn)，在設(shè)備管路系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了外接壓力校準(zhǔn)接口，方便系統(tǒng)的計(jì)量校準(zhǔn)，可有效保證測(cè)量的溯源性，產(chǎn)生的偏差可以通過軟件系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)壓力值進(jìn)行修正。本設(shè)計(jì)中采用大流量自吸水泵給試件供水和排水，大大節(jié)省了試驗(yàn)時(shí)間，節(jié)約了水資源。

3.3 快速連接接頭設(shè)計(jì)

為了適應(yīng)樣品的多樣性要求，開發(fā)設(shè)計(jì)了直插自攻式接頭，并取得相應(yīng)專利，采用與試樣軟聯(lián)接方式，連接快捷、方便、可靠、不漏，適用于不同材質(zhì)、不同體積、不同形狀、不同桶蓋方式的樣品。如圖2所示：快速接頭包括一個(gè)筒狀的管路接口1，管路接口的前端與快速接頭的其他結(jié)構(gòu)相連，末端與進(jìn)水管路相連接，外側(cè)接有限位套2，并且限位套能夠與管路接口發(fā)生軸向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在管路接口外側(cè)設(shè)置有臺(tái)階，在該臺(tái)階與限位套之間設(shè)置有沿著管路接口軸向設(shè)置的限位彈簧3，前端帶有擠壓絲錐4且沿軸向貫通的絲錐本體5的后部套接在管路接口內(nèi)，并且在管路接口的管壁內(nèi)設(shè)置有鋼珠6，鋼珠能夠沿著管路接口的徑向運(yùn)動(dòng)，而在絲錐本體的外圓周上還設(shè)置有與鋼珠相配的定位坑7；在管路接口內(nèi)還設(shè)置有能夠沿著管路接口軸向運(yùn)動(dòng)的T型移動(dòng)件8，T型移動(dòng)件的前端頂在絲錐本體通道的開口處，末端與管路接口之間還設(shè)置有彈簧9；為了保證各部分密封，在限位套與管路接口之間、管路接口與絲錐本體之間均設(shè)置有密封圈10，同時(shí)在位于擠壓絲錐末端的絲錐本體上也設(shè)置有密封圈10。

4 結(jié)論

本研究從實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用出發(fā)，結(jié)合多年檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)要求，從實(shí)驗(yàn)壓力控制和樣品有效聯(lián)接兩個(gè)方面著手進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，通過采用電腦軟件和PLC集成結(jié)構(gòu)控制，并采用了變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)水壓的精細(xì)調(diào)節(jié)，有效的克服了升壓過程的沖壓現(xiàn)象。整個(gè)試驗(yàn)過程的自動(dòng)控制，升壓速率精確且穩(wěn)定，壓力控制精度高，大大提高了工作效率和試驗(yàn)的精準(zhǔn)性。直插自攻式接頭的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)與試樣軟聯(lián)接方式，連接快捷、方便可靠，適用于不同方式的樣品檢測(cè)，進(jìn)一步提高了檢測(cè)的可操作性。減少人工操作，節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間。獨(dú)立外接的計(jì)量裝置極大方便了檢測(cè)設(shè)備的后期校準(zhǔn)應(yīng)用，經(jīng)過計(jì)量檢定，各項(xiàng)指標(biāo)全部合格。經(jīng)應(yīng)用證明，該設(shè)備性能優(yōu)越，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，受到廣大企業(yè)客戶的認(rèn)可，達(dá)到了良好的預(yù)期效果。

[1] GB/T 325．1-2008，包裝容器 鋼桶 第一部分：通用技術(shù)要求[S]．

[2]全國工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證辦公室． 危險(xiǎn)化學(xué)品包裝物、容器產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則[Z]． 北京：全國工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證辦公室，2003．

[3]周建偉，王振林． 危險(xiǎn)品包裝容器檢測(cè)新系統(tǒng)開發(fā)[J]．包裝工程，2008,29(5)：37-45．

Development of Hydraulic Resistance Testing System for Dangerous Goods Packaging Container Resistant to Hydraulic Test

ZOU Cheng-hou, WANG De-zhi, LUO Jia

TB487

A

1400 (2017) 09-0048-03

10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2017.09.003

鄒誠厚（1963-），男，大連人，大連市產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)研究院技術(shù)部長(zhǎng)，高級(jí)工程師，主要從事產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)設(shè)備的研制工作。