技术文章

一、问题的提出

     在建筑安装工程管道及设备的试压，通常都是采用试压泵(手动或电动的)来进行。从工作原理来看，一般的试压泵都是属于容积式水泵中的活塞式往复泵，它是靠工作室容积的周期性变化输送液体。其特点是高扬程，低流量，而在市政工程和民用建筑安装工程中多为中低压管道，试验压力一般都在2.0 MPa以下，管道及设备容积大，试压需补充的水量大，对扬程并无太高的要求，对于这种情况，活塞式往复试压泵的流量往往不能满足试压的要求(详见表1)。

    在河西吉林小区室外给水管网管道施工中，我们采用了一台经过改造的ISG管道泵替代了以往的活塞泵，根据实际情况控制离心泵的运行状况，满足

    表1  往复泵与离心泵比较了试压时对扬程和流量的要求，收到了很好的效果。

1  试压原理

    给水管道，设备试压的过程就是先用介质(水)充满被试压容器并封闭起来，然后强行注入过量的水，使容器内压增至试验压力，借以检查它们的强度和焊缝的严密性，详见图1。

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图1  水压试验装置示意图

1试压泵2受压管道3压力表4排气阀 5、6试压泵闸阀7受压管道盲板8、10球阀

    使设备，管道的压力升高至试验压力所应补偿的水的体积，就是需要用试压泵打人管道，设备内的水量。直接影响到这个水量的因素较多，但主要有两部分：

    (1)常压下管道，设备内未排净空气体积与试验压力下此部分空气体积的差。在一个大的系统中，管道走向标高变化太多，水平管道不水平等，就会形成许多“气囊”。如自动喷水灭火系统上喷头立管特别多(规范规定相邻喷头问距zui大不大于3.6 m)，不可能每处都装设排气装置，则必然集气。

    (2)管道设备焊缝的泄漏量。加压过程中，管道、设备如有小泄漏，但仍能保持压力升高，视为正常泄漏，这时仍可继续升压到强度试验压力，让全部泄漏点都暴露出来。

    水压试验之前，必须排尽管内的空气。如残留空气，就要增加压入水量并延长试验时问。原因是，管内如存在空气，加压时会起气压罐作用，即使大量漏水也不会使压力下降，使水压试验延长到十几小时。

二、改造分析

    1、 用IS清水离心泵进行试压的可行性分析

     首先我们来连接一下IS清水离心泵和电动试压泵结构特点

1.1IS清水离心泵

     IS、型泵是卧式单级单吸清水离心泵，供吸送清水及物理化学性质类似水不含固体颗粒的液体。它广泛适用于工农业及城市、排水、消防供水等。

      IS、IR型泵系根据标准IS02858所规定的性能和尺寸设计，其技术标准均向标准靠拢，达到*水平。它是我国推广的节能泵类产品之一。本泵结构简单，性能可靠，体积小，重量轻，抗汽蚀性能好，电耗低，使用维修方便。

      IS、IR型泵通用性广，全系列共140种规格，但只用四种轴；同一规格的轴，轴承，轴封，叶轮紧固件等均能互换；全系列泵的悬架也只有四种。

     泵转速分为2900和1450转／分两种。

      性能如下：2900转／分       1450转／分

      zui大流量：240米3／分       400米3／分

   zui高总扬程：125米               55米

      zui高转速：3500转／分(用于60调波电源时，叶轮直径有所减少)

zui高工作温度：80℃

允许吸入管路压力0.3MPa，泵的zui高使用压力1.6MPa。

      IS清水离心泵为后开式，拆开泵盖和叶轮时不需拆卸吸水和排出管路。悬架内装有两个滚珠轴承，用机器油或润滑脂润滑。泵通过弹性联轴器由电动机直接驱动。涡室、脚、进水法兰和出水法兰铸成一个整体。

IS、IR单级单吸离心泵产品结构 IS、IR单级单吸离心泵性能参数表 IS、IR单级单吸离心泵安装尺寸 IS、IR单级单吸离心泵使用与维护

1.2电动试压泵

    电动试压泵4DSY-I型-180／4～14／80型电动试压泵是我厂设计制造的更新系列产品，使用寿命长，性能稳定，移动灵活，重量轻等特点。

    4DSY-I型-180／4～14／80型电动试压泵(以下简称为泵)是各类压力容器、管道、阀门、蒸气锅炉等作水压试验和试验室中获得高压液体的设备。本泵系按水压试验要求而特殊设计，在试压的初始阶段能迅速充液和升压，以缩短试验时间，具有较大的流量，当压力超过1.6MPa(此压力可以调低)后，为使试压过程能较平稳而缓慢地进行，则流量自动减小，所以本泵在高、低压时具有两种流量，并能自动变换，凡在额定排出压力以下，可进行任意压力的水压试验。

本系列试压泵共有八种型号，基本参数如下表

  低压缸柱塞直径：32mm

  低压缸工作压力：≤1.6MPa

  缸数：    4

  柱塞行程：26mm

  每分钟往复次数：72

  选用试压泵时，所需的试验压力可等于或小于泵的额定排出压力。

2、存在的问题

    在施工操作中，大的管道系统如用试压泵(活塞泵)，试压要求的连续性使得工人们大部分时间处于等待状态，窝工严重。这是活塞试压泵流量偏小又不可调节，用于大管道系统流量太小，升压速度慢；用于小段管道流量又太大，很容易使管道损坏。而离心泵在保证流量的前提下，同样可提供足够高的扬程，但离心泵不能直接用于管道、设备的试压，因为还存在两个问题要解决：(1)升压过快容易损伤管道及设备；(2)如何使离心泵在需要的压力下稳定工作。图2、图3为一般离心泵与活塞式容积泵的H～Q曲线。

    通过图2、图3比较可看出，活塞泵的H～Q曲线接近于直线，平行于纵轴，Q几乎不变，即不能调节只要配套电动机的功率足够大，扬程则可特别高；离心泵的工作点可以在H～Q曲线上的任一点，每一点所对应的H和Q都不相同，它的这个特性正是实际试压所需要的，也使离心泵进行试压成为可能，问题的关键就在于怎样在试压过程中将离心泵的工作点控制在理想的位置。

3  离心泵的改造及应用

    表2  离心泵与活塞泵性能对照表用一台旧的离心泵进行改造，型号为IS65-40-250    与DSY-200／3活塞泵(试压、泵)的性能参数对照见表2。

    改造时在离心泵上增加回流装置，并增设压力表，真空表，以便计量。改造后的离心水泵试压系统示意图详见图4。

    河西杏林小区室外给水管网管道施工中，管道采用DN300给水铸铁管，全长420 m。施工单位所报的施工组织设计中，试压方案拟先用临时水源向管道内充水并预压至0.3 MPa以上，再用DSY-200／3型试压泵加压至试验压力0.9 MPa。鉴于该管道管线较长，容积为36 m3，若用DSY-200／3型试压泵进行试压，预估有关参数并计算后，得知升压时间长达9 h之久。在这段时间内，如果由于泄漏量增大，导致压力升不上去，就要进行卸压修补。这时管内空气又膨胀至原体积，再升压时需再次对空气进行压缩，可见既费时又费力。因此建设方提出采用改造的单级单吸悬臂式离心清水泵进行试压(详见图5)，结果试压一次成功，虽有一个焊接接口渗漏仍继续升压至0.9 MPa(试验压力)。升压的时问控制在10～15 min内，保持压力30 min，水压也没有下降。

    应用改造后离心泵进行管道试压步骤：

    (1)系统流水

    关闭阀4、6、13，开启阀1、2、3、10、11，从进水口1处注水；当水开始从阀2、11处溢出时，关闭阀2、11，同时关闭阀1，停止进水。

    (2)系统加压

    开启阀8，从进水口Ⅱ处向清水泵注水，至水注

    图5 DN300给水管道试压系统图

14球阀5止同阀  11排气阀

    12安全阀  15蓄水桶  16底阀  l7清水泵满清水泵容腔，关闭阀8；开启阀7，开动清水泵，此时清水泵从水桶内吸水向试压管道内注水加压，缓慢调节阀4、13，使系统内压力慢慢上升。

    (3)压力试验

    当系统压力增至管道设计压力时(0.4 MPa)，停止加压，检查管道系统外观，以焊缝处无渗滴、漏等现象为合格；继续加压，使系统压力缓慢上升至试验压力，停止10～15 min检查管道，以无泄漏，目测无变形，压降不大于0.05 MPa为合格；在强度试验合格后，缓慢降压至设计压力，停压并进行全面外观检查，至检查完毕时，如压降不大于0.05 MPa管道焊缝处未发现渗漏现象，即可认为严密性试验合格。

    (4)其他

    为有效排尽管内空气，要求2、11两个排气阀安装在同一水平面上；开动清水泵增压时，要求水桶内保证足够的蓄水量；在试压过程中如出现不符要求现象，应重新检修管道，检修前先关闭阀1、2、4、7、13、8，开启阀3、6、14、10、11，待压力水排尽后，开动清水泵，从进水口处把管道内的试压用水排尽，不得带压修理。