水泥膨胀模拟试验装置

一、设备功能

水泥膨胀模拟试验装置可以模拟高温、高压状态下水泥样品的膨胀规律。这对研究水泥的稳定问题，采取科学经济的处理决策，以及有关抑制性膨胀剂的研究与生产都具有重要的参考指导作用。

二、主要技术参数：

（1）工作压力：0～10MPa

（2）电源：220V 50Hz

（3）测量范围：0～±10 cm³

（4）测量精度：≤0.05 cm³

（5）样品用量：20～60ml

（6）外形尺寸：约500×325×750mm（±20mm）

（7）配空气过滤器：可去除空气中油、水等杂质。

（8）具有自动计量系统。

（9）样品容器材质：约316L

三、仪器组成：

主要有测试部分、加压部分、加温部分、数据采集处理部分组成。

测试部分

3.1. 样品室（膨胀测试室），内部主要用于安装样品，作为测试场所，顶部有位移传感器、控温探头接口，内部软件约240ml，压力25MPa，设计最高温度150℃，控温精度±1℃。测试流体通过底部孔进入样品室，逐渐淹没岩心杯，中部流体孔主要用于连接加载压力管道和压力传感器测试端。样品室两种结构形式供生产和设计时参考。

 

位移传感器选用北京京海泉GA系列产品，为LVDT与变送器电路分开的产品，选用型号HTGA-10型高精度位移传感器，量程选用0-50mm，精度0.1%，工作电压±12V，输出信号4-20mA，耐压30MPa，工作温度：0-200℃。

特点：紧固耐用、可靠性高；

应用：安装空间狭小的场合、便于多侧点同时测量、检测仪器、工件定位、冶金化工行业、普通温湿度环境；

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.加压部分

加压部分主要用气体减压阀、压力传感器、温度传感器、二次仪表等组成。

气体减压阀选用高压调压阀，高压调压阀入口压力2500PSI，出口压力1500PSI，用于系统注入气体压力的精确控制。同时在减压阀前端安装有保护过滤器，过滤器主要用于过滤流体的固体颗粒污染物，以保障进入系统的流体介质纯净，保护系统中调压阀的密封可靠。

 

 

 

 

 

 

压力传感器选用华强品牌，压力传感器量程16MPa，精度0.25%，压力值由二次仪表直接显示，并通过RS232/485接口实现计算机通讯。

 

 

 

 

 

 

 

3.4.加温部分

加温部分主要由温度传感器和测控仪表组成，二次仪表采用人工智能显示控制仪表，具有PID调节，可有效控制热惯性，数值由二次仪表直接显示，并通过RS232/485接口实现计算机通讯。

 

 

 

 

 

 

 

                             

3.5.数据采集部分

PLC采集控制系统主要用于系统中温度、压力、位移量的采集控制，同时PLC屏界面显示系统流程、显示实验数据等。PLC系统设置有超压、超温报警装置或自动关闭保护程序等。同时PLC可记录温度、压力等数据。

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四、装置说明：

可提供试验所需的压力以满足不同的试验需求。在选定的试验条件下，仪器可以精确地测定样品体积随时间产生的变化量及变化规律。仪器自动采集各试验参数，进行数据处理，即时显示测试结果，并可储存、显示出试验规律曲线和数据。仪器采用整机设计结构，灵敏度高、运行稳定、操作方便。仪器具有多重安全保险及报警措施，以保证使用安全。

装置主要由以下几部件组成：加压部件——进行压力试验时，为试验提供需要的安全压力；测试部件——承载水泥浆样品并将体积变量转换为相应的电信号；信号转换部件——将测量的体积变量信号和压力信号，转换后传输到计算机系统：数据采集处理系统——采集、处理各项测量数据，显示、存储各测量参数及变化曲线，打印试验报告。

（1）流程与测试部件

装置的流程采用单路串联工作方式，通过隔离装置将试验介质与加压介质分离，避免两者混合影响试验结果。利用气源作为压力源，通过增压装置增压至不同井深的压力模拟要求。各流程段采用开关阀连接，可以很方便进行流程组合控制。进口端配备泄压阀，流程终端配备排空阀，以方便压力控制。

试验流程大致如下，首先在测试杯中装入一定量的水泥浆，调节压力和温度至试验要求的条件，在一定的压力和温度条件下水泥浆缓慢发生变化，由传感器测量变形量，通过数据采集系统采集、处理、显示、打印各试验参数，给出试验过程数据并绘出试验过程的曲线。

（2）加压部件

试验装置由压力源、压力传感器、压力控制组阀组成闭环压力控制系统，以满足试验所需的压力控制。装置中各压力流程零部件均经过强度校核，满足使用要求。

（3）数据采集及处理系统

数据采集及处理系统在试验装置中，完成的主要功能是将温度、压力及水泥膨胀或收缩量由传感器的电信号转换成数字信号，进行处理、绘图、存储、显示、打印等。

 

五、装置流程：

 

六、仪器外形图

外形尺寸：约500×325×750mm（±20mm）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

七、操作步骤

1．操作前所有阀处于关闭状态，打开反应釜上盖，加入一定量的水泥浆20-60ml装入反应釜。装好活塞，盖好上盖。

2．给反应釜加温：设定反应釜温度，打开反应釜加热开关。（如果在升温过程中压力超过实验压力可打开放空阀进行降压）

3．当温度恒定后，如果反应釜压力没有达到实验压力时，打开气瓶阀，设定好调压阀压力，开启加压阀，直至反应釜压力达到实验压力、实验温度，进行恒温、恒压，直至实验结束。

4．实验结束后，关闭加热开关，打开放空阀进行泄压。泄压完成后，温度降到常温，取出反应釜前请佩戴防烫手套，拆下加压管线，取出反应釜。用扳手顺时针拧紧螺栓，将样品顶出。

5、用清水清洗釜体内壁至光洁，以备下次实验用。（整个实验过程操作时使用防烫手套）

八、维  护

仪器所有与酸碱液接触的部分均为不锈钢304材质，有一定的抗腐蚀性能，但并非一劳永逸。对流程管汇部分需经常清洗，尤其是注腐蚀液体后要立即用清水清洗。流程长期不用时，流程管汇内注满油或用高压气吹干，以防锈蚀。

如出现处理不了的故障，请与生产厂家联系，由我公司专业人员为你进行维修处理。

九、安  全

仪器的安全操作涉及到操作者的人身安全和仪器的正常使用寿命，厂家提醒操作者注意如下要点：

* 仪器的电源必须配有自动稳压保护装置。

* 仪器各部保证有良好的接地。

* 流程管汇各部的压力不高于设计压力，特别不能高于各种检测仪表的量程，使用时必须格外小心。

* 仪器的阀门设计为手动操作，请按试验步骤预先设计好试验流程走向，任何一阀门的操作错误均可能导致整个试验的失败。

* 系统在高温操作时，必须带有绝热手套，以免烫伤。

* 本实验有腐蚀性液体或气体，必须将设备放置在室内通风良好的地方，以免操作人员吸入腐蚀性气体，造成人员伤害。

十、安装调试

我公司将按贵方要求派遣专门人员送货上门，进行安装调试。

 

十一、故障分析与排除

1、反应釜加压、放空时，釜内有压力却放不出。

可能原因：反应釜内有固体颗粒，将放液管路堵塞了。

解决方法：关闭加压阀，打开放空阀或拆开釜体连接管线压帽，将釜内压力降到常压后，卸下进、出管路，进行清洗。

预防办法：每次做完实验，请用相关溶剂或清水进行清洗管路，直到放出液无固体杂物，也可稍微加温清洗。

2、反应釜温度无变化，不加热。

原因：（1）控制温度表加热指示灯不亮：釜内压力高于设定压力，系统自动保护停止加热了。

     （2）控制温度表加热指示灯亮：电热管或加热线路损坏。

 解决方法：（1）将釜内压力排空一些，降下压力再加热。

          （2）加热元件损坏请及时跟我公司联系，我公司将派人到现场维修。

预防办法：（1）实验过程中设定好保护压力，时刻关注反应釜内压力变化及温度变化。

        （2）平时使用注意不要将水或其他导电液流入到加热炉里。

十二、保养与维护

平时注意设备的的清洁，每次使用后及时清理反应釜及管路。

十三、注意事项

1、实验过程中注意釜体压力即温度，如有突发情况关闭总电源，打开放空阀。

2、实验过程中，反应釜一直加热，注意操作时不得碰到高温区，以免烫伤。

3、任何时候不得将导电液体流到电气元件的地方及加热炉中。