危險品包裝容器耐液壓檢測系統研制

鄒誠厚，王德智，羅佳

（1.大連市產品質量檢測研究院；2. 遼寧出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心，大連 116630）

危險品包裝容器耐液壓檢測系統研制

鄒誠厚1，王德智1，羅佳2

（1.大連市產品質量檢測研究院；2. 遼寧出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心，大連 116630）

目的 研發新的危險品包裝容器耐液壓試驗檢測系統，用于危險品包裝容器國家監督抽查檢驗測試用。方法 從試驗壓力控制和樣品有效聯接兩個方面著手進行研究設計，通過采用PLC集成控制和變頻技術實現水壓的自動精細調節，有效的克服了升壓過程的沖壓現象，升壓速率精確且穩定。采用直插自攻式接頭的設計，實現與試樣的快速連接。結果 實現了試驗過程的自動控制，壓力控制精準穩定，提高了工作效率和試驗的精準性。結論 設備性能優越，數據準確，完全符合標準要求，達到了預期應用效果。

危險品包裝容器；耐液壓試驗

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

危險品包裝容器（鋼桶、金屬塑料復合桶等）主要用于裝載具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質，對人體、設施、環境具有危害的劇毒化學品和其他化學品，包裝容器應具有良好的密封性，包括氣密和液密性，以減少貨物在運輸過程中所受到的碰撞、震動、摩擦和擠壓，使危險貨物在包裝的保護下保持相對穩定狀態，使其在儲藏或運輸過程中不易泄漏、破損，從而保證儲藏或運輸安全，以減少安全事故的發生。因此，國家標準[1]對這些影響到危險品包裝容器產品質量的指標都有嚴格的要求，在我國《危險化學品包裝物、容器定點生產管理辦法》和《危險化學品包裝物、容器產品生產許可證實施細則》等法規中明確規定危險品包裝容器生產企業和質量監督檢驗機構必須具備相應的質量檢測設備。為準確評價危險品包裝容器的產品質量，快速準確的檢測也就顯得尤為重要[2-3]。

作為國家包裝產品質量監督檢驗中心，我院連續多年承擔國家危險品包裝容器的專項抽查工作，涉及抽檢的樣品包括鋼桶、金屬塑料復合桶等多種產品，樣品數量很大，尺寸各異，必須對危險品包裝容器的耐壓性能等主要技術指標進行檢測。檢測設備在性能指標方面必須滿足檢驗標準的各項要求，同時也需較高檢驗工作效率。調研表明，目前在耐壓性能方面的檢測設備，雖然國內有個別廠商生產出類似的產品，但都無法滿足多種樣品監督抽查的檢驗要求，尤其在提高檢驗設備的準確度、重復性和檢驗效率方面顯得格外重要。基于上述原因，本文探討了新的專門用于危險品包裝容器耐壓試驗檢測系統的開發。

1 現存問題

作為國家包裝產品質量監督檢驗中心，抽檢的樣品種類多，包括鋼桶、塑料桶、金屬塑料復合桶等，數量很大，尺寸各異。目前用于危險品包裝容器耐壓檢測設備，多為傳統的耐壓試驗設備，均由簡單的設備改制而成，但經調研，均無法滿足快速準確的檢測要求，主要表現在：

（1）工作效率低。耐壓試驗中的升壓、保壓、計時，試驗后的安全卸載等過程多數人工操作，檢測效率低；

（2）檢測精度不夠，檢測數據重復性差，受人為影響因素較大；

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

本文中，作者針對試驗要求，結合現有設備的問題，從技術上探討了一種新的專用危險品包裝容器耐壓試驗檢測系統的開發。

2 總體設計要求

（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：通用技術要求》標準要求，危險品包裝容器應在250kPa（I級）或100kPa（II級和III級）試驗壓力下，保持5min，無滲漏。包裝容器種類不同，要求的測試條件也不同。

（2）危險品包裝容器耐壓檢測系統適應性要強，可以不同等級、不同形狀、不同容積大小的鋼桶、金屬塑料復合桶或復合包裝容器的測試，方便快捷聯接，各類危險品包裝容器的檢測工作需要。

（3）自動化程度要高，操作簡單，檢測效率要高。

（4）循環用水節省資源。

3 危險品包裝容器耐壓檢測系統

3.1 設計方案

本危險品包裝容器耐壓檢測系統通過如下技術方案來實現：水箱內的水在通過過濾器進入離心泵，形成高壓水，一部分經球閥溢流回水箱，一部經過電磁閥，在穩壓罐穩壓作用下給試件打壓，壓力傳感器實時監控試件內壓力。另一路由自吸泵組成，給試件進水和排水，采用電腦和PLC集成結構控制。

3.2 管路及控制系統設計

圖1 機電集成超環面傳動簡圖

危險品包裝容器耐壓檢測系統采用水作為試驗介質，見圖1，主要由離心泵、電磁閥、穩壓罐、壓力傳感器、球閥、過濾器、水箱、液位計、自吸泵、變頻器、PLC等電氣元件、計算機以及與試件特殊連接裝置等幾部分組成，檢測過程中采用PLC控制。離心泵啟動將試件水壓升高，傳感器反饋壓力給PLC，由PLC控制離心泵轉動頻率，以控制升壓速度及升壓大小。達到壓力后，經保壓完成，PLC控制電磁閥啟閉，卸掉試驗壓力。設計中采用變頻技術，實現了從快速補水到精細調壓的良好過渡，有效的克服了升壓過程的沖壓現象。此方法升壓速率精確且穩定, 壓力曲線波動量控制在2%范圍內，有效避免壓力大的波動，保證試驗壓力的恒定，壓力控制精度高。壓力控制方式還可根據需要選擇手動調壓或自動控壓，通過計算機設定系統可控制方式，保證壓力調整的準確度，節省試驗時間。并設有自動報警和緊急停止裝置，當容器超出安全壓力時，自動泄壓保護，避免傷人。

針對設備以后使用的校準，在設備管路系統中設計了外接壓力校準接口，方便系統的計量校準，可有效保證測量的溯源性，產生的偏差可以通過軟件系統對系統壓力值進行修正。本設計中采用大流量自吸水泵給試件供水和排水，大大節省了試驗時間，節約了水資源。

3.3 快速連接接頭設計

為了適應樣品的多樣性要求，開發設計了直插自攻式接頭，并取得相應專利，采用與試樣軟聯接方式，連接快捷、方便、可靠、不漏，適用于不同材質、不同體積、不同形狀、不同桶蓋方式的樣品。如圖2所示：快速接頭包括一個筒狀的管路接口1，管路接口的前端與快速接頭的其他結構相連，末端與進水管路相連接，外側接有限位套2，并且限位套能夠與管路接口發生軸向的相對運動，在管路接口外側設置有臺階，在該臺階與限位套之間設置有沿著管路接口軸向設置的限位彈簧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，并且在管路接口的管壁內設置有鋼珠6，鋼珠能夠沿著管路接口的徑向運動，而在絲錐本體的外圓周上還設置有與鋼珠相配的定位坑7；在管路接口內還設置有能夠沿著管路接口軸向運動的T型移動件8，T型移動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置有密封圈10，同時在位于擠壓絲錐末端的絲錐本體上也設置有密封圈10。

4 結論

本研究從實際檢測應用出發，結合多年檢測經驗和實驗要求，從實驗壓力控制和樣品有效聯接兩個方面著手進行研究設計，通過采用電腦軟件和PLC集成結構控制，并采用了變頻技術實現水壓的精細調節，有效的克服了升壓過程的沖壓現象。整個試驗過程的自動控制，升壓速率精確且穩定，壓力控制精度高，大大提高了工作效率和試驗的精準性。直插自攻式接頭的設計，實現與試樣軟聯接方式，連接快捷、方便可靠，適用于不同方式的樣品檢測，進一步提高了檢測的可操作性。減少人工操作，節省試驗時間。獨立外接的計量裝置極大方便了檢測設備的后期校準應用，經過計量檢定，各項指標全部合格。經應用證明，該設備性能優越，數據準確，完全符合標準要求，受到廣大企業客戶的認可，達到了良好的預期效果。

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

[2]全國工業產品生產許可證辦公室． 危險化學品包裝物、容器產品生產許可證實施細則[Z]． 北京：全國工業產品生產許可證辦公室，2003．

[3]周建偉，王振林． 危險品包裝容器檢測新系統開發[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，大連市產品質量檢測研究院技術部長，高級工程師，主要從事產品質量檢測標準及檢驗設備的研制工作。