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水泥膨脹模擬試驗裝置

一、設(shè)備功能

水泥膨脹模擬試驗裝置可以模擬高溫、高壓狀態(tài)下水泥樣品的膨脹規(guī)律。這對研究水泥的穩(wěn)定問題，采取科學(xué)經(jīng)濟的處理決策，以及有關(guān)抑制性膨脹劑的研究與生產(chǎn)都具有重要的參考指導(dǎo)作用。

二、主要技術(shù)參數(shù)：

（1）工作壓力：0～10MPa

（2）電源：220V 50Hz

（3）測量范圍：0～±10 cm3

（4）測量精度：≤0.05 cm3

（5）樣品用量：20～60ml

（6）外形尺寸：約500×325×750mm（±20mm）

（7）配空氣過濾器：可去除空氣中油、水等雜質(zhì)。

（8）具有自動計量系統(tǒng)。

（9）樣品容器材質(zhì)：約316L

三、儀器組成：

主要有測試部分、加壓部分、加溫部分、數(shù)據(jù)采集處理部分組成。

測試部分

3.1. 樣品室（膨脹測試室），內(nèi)部主要用于安裝樣品，作為測試場所，頂部有位移傳感器、控溫探頭接口，內(nèi)部軟件約240ml，壓力25MPa，設(shè)計zui高溫度150℃，控溫精度±1℃。測試流體通過底部孔進入樣品室，逐漸淹沒巖心杯，中部流體孔主要用于連接加載壓力管道和壓力傳感器測試端。樣品室兩種結(jié)構(gòu)形式供生產(chǎn)和設(shè)計時參考。

位移傳感器選用北京京海泉GA系列產(chǎn)品，為LVDT與變送器電路分開的產(chǎn)品，選用型號HTGA-10型高精度位移傳感器，量程選用0-50mm，精度0.1%，工作電壓±12V，輸出信號4-20mA，耐壓30MPa，工作溫度：0-200℃。

特點：緊固耐用、可靠性高；

應(yīng)用：安裝空間狹小的場合、便于多側(cè)點同時測量、檢測儀器、工件定位、冶金化工行業(yè)、普通溫濕度環(huán)境；

3.3.加壓部分

加壓部分主要用氣體減壓閥、壓力傳感器、溫度傳感器、二次儀表等組成。

氣體減壓閥選用高壓調(diào)壓閥，高壓調(diào)壓閥入口壓力2500PSI，出口壓力1500PSI，用于系統(tǒng)注入氣體壓力的精確控制。同時在減壓閥前端安裝有保護過濾器，過濾器主要用于過濾流體的固體顆粒污染物，以保障進入系統(tǒng)的流體介質(zhì)純凈，保護系統(tǒng)中調(diào)壓閥的密封可靠。

壓力傳感器選用華強品牌，壓力傳感器量程16MPa，精度0.25%，壓力值由二次儀表直接顯示，并通過RS232/485接口實現(xiàn)計算機通訊。

3.4.加溫部分

加溫部分主要由溫度傳感器和測控儀表組成，二次儀表采用人工智能顯示控制儀表，具有PID調(diào)節(jié)，可有效控制熱慣性，數(shù)值由二次儀表直接顯示，并通過RS232/485接口實現(xiàn)計算機通訊。

3.5.數(shù)據(jù)采集部分

PLC采集控制系統(tǒng)主要用于系統(tǒng)中溫度、壓力、位移量的采集控制，同時PLC屏界面顯示系統(tǒng)流程、顯示實驗數(shù)據(jù)等。PLC系統(tǒng)設(shè)置有超壓、超溫報警裝置或自動關(guān)閉保護程序等。同時PLC可記錄溫度、壓力等數(shù)據(jù)。

四、裝置說明：

可提供試驗所需的壓力以滿足不同的試驗需求。在選定的試驗條件下，儀器可以精確地測定樣品體積隨時間產(chǎn)生的變化量及變化規(guī)律。儀器自動采集各試驗參數(shù)，進行數(shù)據(jù)處理，即時顯示測試結(jié)果，并可儲存、顯示出試驗規(guī)律曲線和數(shù)據(jù)。儀器采用整機設(shè)計結(jié)構(gòu)，靈敏度高、運行穩(wěn)定、操作方便。儀器具有多重安全保險及報警措施，以保證使用安全。

裝置主要由以下幾部件組成：加壓部件——進行壓力試驗時，為試驗提供需要的安全壓力；測試部件——承載水泥漿樣品并將體積變量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號；信號轉(zhuǎn)換部件——將測量的體積變量信號和壓力信號，轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)——采集、處理各項測量數(shù)據(jù)，顯示、存儲各測量參數(shù)及變化曲線，打印試驗報告。

（1）流程與測試部件

裝置的流程采用單路串聯(lián)工作方式，通過隔離裝置將試驗介質(zhì)與加壓介質(zhì)分離，避免兩者混合影響試驗結(jié)果。利用氣源作為壓力源，通過增壓裝置增壓至不同井深的壓力模擬要求。各流程段采用開關(guān)閥連接，可以很方便進行流程組合控制。進口端配備泄壓閥，流程終端配備排空閥，以方便壓力控制。

試驗流程大致如下，首先在測試杯中裝入一定量的水泥漿，調(diào)節(jié)壓力和溫度至試驗要求的條件，在一定的壓力和溫度條件下水泥漿緩慢發(fā)生變化，由傳感器測量變形量，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集、處理、顯示、打印各試驗參數(shù)，給出試驗過程數(shù)據(jù)并繪出試驗過程的曲線。

（2）加壓部件

試驗裝置由壓力源、壓力傳感器、壓力控制組閥組成閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)，以滿足試驗所需的壓力控制。裝置中各壓力流程零部件均經(jīng)過強度校核，滿足使用要求。

（3）數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)在試驗裝置中，完成的主要功能是將溫度、壓力及水泥膨脹或收縮量由傳感器的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進行處理、繪圖、存儲、顯示、打印等。

五、裝置流程：

六、儀器外形圖

外形尺寸：約500×325×750mm（±20mm）

七、操作步驟

1．操作前所有閥處于關(guān)閉狀態(tài)，打開反應(yīng)釜上蓋，加入一定量的水泥漿20-60ml裝入反應(yīng)釜。裝好活塞，蓋好上蓋。

2．給反應(yīng)釜加溫：設(shè)定反應(yīng)釜溫度，打開反應(yīng)釜加熱開關(guān)。（如果在升溫過程中壓力超過實驗壓力可打開放空閥進行降壓）

3．當(dāng)溫度恒定后，如果反應(yīng)釜壓力沒有達到實驗壓力時，打開氣瓶閥，設(shè)定好調(diào)壓閥壓力，開啟加壓閥，直至反應(yīng)釜壓力達到實驗壓力、實驗溫度，進行恒溫、恒壓，直至實驗結(jié)束。

4．實驗結(jié)束后，關(guān)閉加熱開關(guān)，打開放空閥進行泄壓。泄壓完成后，溫度降到常溫，取出反應(yīng)釜前請佩戴防燙手套，拆下加壓管線，取出反應(yīng)釜。用扳手順時針擰緊螺栓，將樣品頂出。

5、用清水清洗釜體內(nèi)壁至光潔，以備下次實驗用。（整個實驗過程操作時使用防燙手套）

八、維  護

儀器所有與酸堿液接觸的部分均為不銹鋼304材質(zhì)，有一定的抗腐蝕性能，但并非一勞永逸。對流程管匯部分需經(jīng)常清洗，尤其是注腐蝕液體后要立即用清水清洗。流程長期不用時，流程管匯內(nèi)注滿油或用高壓氣吹干，以防銹蝕。

如出現(xiàn)處理不了的故障，請與生產(chǎn)廠家，由我公司專業(yè)人員為你進行維修處理。

九、安  全

儀器的安全操作涉及到操作者的人身安全和儀器的正常使用壽命，廠家提醒操作者注意如下要點：

* 儀器的電源必須配有自動穩(wěn)壓保護裝置。

* 儀器各部保證有良好的接地。

* 流程管匯各部的壓力不高于設(shè)計壓力，特別不能高于各種檢測儀表的量程，使用時必須格外小心。

* 儀器的閥門設(shè)計為手動操作，請按試驗步驟預(yù)先設(shè)計好試驗流程走向，任何一閥門的操作錯誤均可能導(dǎo)致整個試驗的失敗。

* 系統(tǒng)在高溫操作時，必須帶有絕熱手套，以免燙傷。

* 本實驗有腐蝕性液體或氣體，必須將設(shè)備放置在室內(nèi)通風(fēng)良好的地方，以免操作人員吸入腐蝕性氣體，造成人員傷害。

十、安裝調(diào)試

我公司將按貴方要求派遣專門人員送貨上門，進行安裝調(diào)試。

十一、故障分析與排除

1、反應(yīng)釜加壓、放空時，釜內(nèi)有壓力卻放不出。

可能原因：反應(yīng)釜內(nèi)有固體顆粒，將放液管路堵塞了。

解決方法：關(guān)閉加壓閥，打開放空閥或拆開釜體連接管線壓帽，將釜內(nèi)壓力降到常壓后，卸下進、出管路，進行清洗。

預(yù)防辦法：每次做完實驗，請用相關(guān)溶劑或清水進行清洗管路，直到放出液無固體雜物，也可稍微加溫清洗。

2、反應(yīng)釜溫度無變化，不加熱。

原因：（1）控制溫度表加熱指示燈不亮：釜內(nèi)壓力高于設(shè)定壓力，系統(tǒng)自動保護停止加熱了。

     （2）控制溫度表加熱指示燈亮：電熱管或加路損壞。

 解決方法：（1）將釜內(nèi)壓力排空一些，降下壓力再加熱。

          （2）加熱元件損壞請及時跟我公司，我公司將派人到現(xiàn)場維修。

預(yù)防辦法：（1）實驗過程中設(shè)定好保護壓力，時刻關(guān)注反應(yīng)釜內(nèi)壓力變化及溫度變化。

        （2）平時使用注意不要將水或其他導(dǎo)電液流入到加熱爐里。

十二、保養(yǎng)與維護

平時注意設(shè)備的的清潔，每次使用后及時清理反應(yīng)釜及管路。

十三、注意事項

1、實驗過程中注意釜體壓力即溫度，如有突發(fā)情況關(guān)閉總電源，打開放空閥。

2、實驗過程中，反應(yīng)釜一直加熱，注意操作時不得碰到高溫區(qū)，以免燙傷。

3、任何時候不得將導(dǎo)電液體流到電氣元件的地方及加熱爐中。