一、問題的提出

     在建筑安裝工程管道及設(shè)備的試壓，通常都是采用試壓泵(手動或電動的)來進行。從工作原理來看，一般的試壓泵都是屬于容積式水泵中的活塞式往復(fù)泵，它是靠工作室容積的周期性變化輸送液體。其特點是高揚程，低流量，而在市政工程和民用建筑安裝工程中多為中低壓管道，試驗壓力一般都在2.0 MPa以下，管道及設(shè)備容積大，試壓需補充的水量大，對揚程并無太高的要求，對于這種情況，活塞式往復(fù)試壓泵的流量往往不能滿足試壓的要求(詳見表1)。

    在河西吉林小區(qū)室外給水管網(wǎng)管道施工中，我們采用了一臺經(jīng)過改造的ISG管道泵替代了以往的活塞泵，根據(jù)實際情況控制離心泵的運行狀況，滿足

    表1  往復(fù)泵與離心泵比較了試壓時對揚程和流量的要求，收到了很好的效果。

1  試壓原理

    給水管道，設(shè)備試壓的過程就是先用介質(zhì)(水)充滿被試壓容器并封閉起來，然后強行注入過量的水，使容器內(nèi)壓增至試驗壓力，借以檢查它們的強度和焊縫的嚴(yán)密性，詳見圖1。

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圖1  水壓試驗裝置示意圖

1試壓泵2受壓管道3壓力表4排氣閥 5、6試壓泵閘閥7受壓管道盲板8、10球閥

    使設(shè)備，管道的壓力升高至試驗壓力所應(yīng)補償?shù)乃捏w積，就是需要用試壓泵打人管道，設(shè)備內(nèi)的水量。直接影響到這個水量的因素較多，但主要有兩部分：

    (1)常壓下管道，設(shè)備內(nèi)未排凈空氣體積與試驗壓力下此部分空氣體積的差。在一個大的系統(tǒng)中，管道走向標(biāo)高變化太多，水平管道不水平等，就會形成許多“氣囊”。如自動噴水滅火系統(tǒng)上噴頭立管特別多(規(guī)范規(guī)定相鄰噴頭問距zui大不大于3.6 m)，不可能每處都裝設(shè)排氣裝置，則必然集氣。

    (2)管道設(shè)備焊縫的泄漏量。加壓過程中，管道、設(shè)備如有小泄漏，但仍能保持壓力升高，視為正常泄漏，這時仍可繼續(xù)升壓到強度試驗壓力，讓全部泄漏點都暴露出來。

    水壓試驗之前，必須排盡管內(nèi)的空氣。如殘留空氣，就要增加壓入水量并延長試驗時問。原因是，管內(nèi)如存在空氣，加壓時會起氣壓罐作用，即使大量漏水也不會使壓力下降，使水壓試驗延長到十幾小時。

二、改造分析

    1、 用IS清水離心泵進行試壓的可行性分析

     首先我們來連接一下IS清水離心泵和電動試壓泵結(jié)構(gòu)特點

1.1IS清水離心泵

     IS、型泵是臥式單級單吸清水離心泵，供吸送清水及物理化學(xué)性質(zhì)類似水不含固體顆粒的液體。它廣泛適用于工農(nóng)業(yè)及城市、排水、消防供水等。

      IS、IR型泵系根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS02858所規(guī)定的性能和尺寸設(shè)計，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均向標(biāo)準(zhǔn)靠攏，達到*水平。它是我國推廣的節(jié)能泵類產(chǎn)品之一。本泵結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，體積小，重量輕，抗汽蝕性能好，電耗低，使用維修方便。

      IS、IR型泵通用性廣，全系列共140種規(guī)格，但只用四種軸；同一規(guī)格的軸，軸承，軸封，葉輪緊固件等均能互換；全系列泵的懸架也只有四種。

     泵轉(zhuǎn)速分為2900和1450轉(zhuǎn)／分兩種。

      性能如下：2900轉(zhuǎn)／分       1450轉(zhuǎn)／分

      zui大流量：240米3／分       400米3／分

   zui高總揚程：125米               55米

      zui高轉(zhuǎn)速：3500轉(zhuǎn)／分(用于60調(diào)波電源時，葉輪直徑有所減少)

zui高工作溫度：80℃

允許吸入管路壓力0.3MPa，泵的zui高使用壓力1.6MPa。

      IS清水離心泵為后開式，拆開泵蓋和葉輪時不需拆卸吸水和排出管路。懸架內(nèi)裝有兩個滾珠軸承，用機器油或潤滑脂潤滑。泵通過彈性聯(lián)軸器由電動機直接驅(qū)動。渦室、腳、進水法蘭和出水法蘭鑄成一個整體。

IS、IR單級單吸離心泵產(chǎn)品結(jié)構(gòu) IS、IR單級單吸離心泵性能參數(shù)表 IS、IR單級單吸離心泵安裝尺寸 IS、IR單級單吸離心泵使用與維護

1.2電動試壓泵

    電動試壓泵4DSY-I型-180／4～14／80型電動試壓泵是我廠設(shè)計制造的更新系列產(chǎn)品，使用壽命長，性能穩(wěn)定，移動靈活，重量輕等特點。

    4DSY-I型-180／4～14／80型電動試壓泵(以下簡稱為泵)是各類壓力容器、管道、閥門、蒸氣鍋爐等作水壓試驗和試驗室中獲得高壓液體的設(shè)備。本泵系按水壓試驗要求而特殊設(shè)計，在試壓的初始階段能迅速充液和升壓，以縮短試驗時間，具有較大的流量，當(dāng)壓力超過1.6MPa(此壓力可以調(diào)低)后，為使試壓過程能較平穩(wěn)而緩慢地進行，則流量自動減小，所以本泵在高、低壓時具有兩種流量，并能自動變換，凡在額定排出壓力以下，可進行任意壓力的水壓試驗。

本系列試壓泵共有八種型號，基本參數(shù)如下表

  低壓缸柱塞直徑：32mm

  低壓缸工作壓力：≤1.6MPa

  缸數(shù)：    4

  柱塞行程：26mm

  每分鐘往復(fù)次數(shù)：72

  選用試壓泵時，所需的試驗壓力可等于或小于泵的額定排出壓力。

2、存在的問題

    在施工操作中，大的管道系統(tǒng)如用試壓泵(活塞泵)，試壓要求的連續(xù)性使得工人們大部分時間處于等待狀態(tài)，窩工嚴(yán)重。這是活塞試壓泵流量偏小又不可調(diào)節(jié)，用于大管道系統(tǒng)流量太小，升壓速度慢；用于小段管道流量又太大，很容易使管道損壞。而離心泵在保證流量的前提下，同樣可提供足夠高的揚程，但離心泵不能直接用于管道、設(shè)備的試壓，因為還存在兩個問題要解決：(1)升壓過快容易損傷管道及設(shè)備；(2)如何使離心泵在需要的壓力下穩(wěn)定工作。圖2、圖3為一般離心泵與活塞式容積泵的H～Q曲線。

    通過圖2、圖3比較可看出，活塞泵的H～Q曲線接近于直線，平行于縱軸，Q幾乎不變，即不能調(diào)節(jié)只要配套電動機的功率足夠大，揚程則可特別高；離心泵的工作點可以在H～Q曲線上的任一點，每一點所對應(yīng)的H和Q都不相同，它的這個特性正是實際試壓所需要的，也使離心泵進行試壓成為可能，問題的關(guān)鍵就在于怎樣在試壓過程中將離心泵的工作點控制在理想的位置。

3  離心泵的改造及應(yīng)用

    表2  離心泵與活塞泵性能對照表用一臺舊的離心泵進行改造，型號為IS65-40-250    與DSY-200／3活塞泵(試壓、泵)的性能參數(shù)對照見表2。

    改造時在離心泵上增加回流裝置，并增設(shè)壓力表，真空表，以便計量。改造后的離心水泵試壓系統(tǒng)示意圖詳見圖4。

    河西杏林小區(qū)室外給水管網(wǎng)管道施工中，管道采用DN300給水鑄鐵管，全長420 m。施工單位所報的施工組織設(shè)計中，試壓方案擬先用臨時水源向管道內(nèi)充水并預(yù)壓至0.3 MPa以上，再用DSY-200／3型試壓泵加壓至試驗壓力0.9 MPa。鑒于該管道管線較長，容積為36 m3，若用DSY-200／3型試壓泵進行試壓，預(yù)估有關(guān)參數(shù)并計算后，得知升壓時間長達9 h之久。在這段時間內(nèi)，如果由于泄漏量增大，導(dǎo)致壓力升不上去，就要進行卸壓修補。這時管內(nèi)空氣又膨脹至原體積，再升壓時需再次對空氣進行壓縮，可見既費時又費力。因此建設(shè)方提出采用改造的單級單吸懸臂式離心清水泵進行試壓(詳見圖5)，結(jié)果試壓一次成功，雖有一個焊接接口滲漏仍繼續(xù)升壓至0.9 MPa(試驗壓力)。升壓的時問控制在10～15 min內(nèi)，保持壓力30 min，水壓也沒有下降。

    應(yīng)用改造后離心泵進行管道試壓步驟：

    (1)系統(tǒng)流水

    關(guān)閉閥4、6、13，開啟閥1、2、3、10、11，從進水口1處注水；當(dāng)水開始從閥2、11處溢出時，關(guān)閉閥2、11，同時關(guān)閉閥1，停止進水。

    (2)系統(tǒng)加壓

    開啟閥8，從進水口Ⅱ處向清水泵注水，至水注

    圖5 DN300給水管道試壓系統(tǒng)圖

14球閥5止同閥  11排氣閥

    12安全閥  15蓄水桶  16底閥  l7清水泵滿清水泵容腔，關(guān)閉閥8；開啟閥7，開動清水泵，此時清水泵從水桶內(nèi)吸水向試壓管道內(nèi)注水加壓，緩慢調(diào)節(jié)閥4、13，使系統(tǒng)內(nèi)壓力慢慢上升。

    (3)壓力試驗

    當(dāng)系統(tǒng)壓力增至管道設(shè)計壓力時(0.4 MPa)，停止加壓，檢查管道系統(tǒng)外觀，以焊縫處無滲滴、漏等現(xiàn)象為合格；繼續(xù)加壓，使系統(tǒng)壓力緩慢上升至試驗壓力，停止10～15 min檢查管道，以無泄漏，目測無變形，壓降不大于0.05 MPa為合格；在強度試驗合格后，緩慢降壓至設(shè)計壓力，停壓并進行全面外觀檢查，至檢查完畢時，如壓降不大于0.05 MPa管道焊縫處未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，即可認為嚴(yán)密性試驗合格。

    (4)其他

    為有效排盡管內(nèi)空氣，要求2、11兩個排氣閥安裝在同一水平面上；開動清水泵增壓時，要求水桶內(nèi)保證足夠的蓄水量；在試壓過程中如出現(xiàn)不符要求現(xiàn)象，應(yīng)重新檢修管道，檢修前先關(guān)閉閥1、2、4、7、13、8，開啟閥3、6、14、10、11，待壓力水排盡后，開動清水泵，從進水口處把管道內(nèi)的試壓用水排盡，不得帶壓修理。