阅读说明：本技术 一种软体储油罐使用寿命预测装置和方法 (Device and method for predicting service life of soft oil storage tank ) 是由 杨建雄 王建超 李万利 蔡利海 张鹏 黄忠耀 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种软体储油罐使用寿命预测装置及方法,该装置由平板式氙灯老化箱、测试杯、试样、油压控制单元、输油管路、排气管路、油气处理单元构成,平板式氙灯老化箱底端设置了一个输油管路通入孔和一个排气管路通出孔,油压控制单元用于向测试杯充入预定压力油料,卸放超压油料,油气处理单元用于排除测试杯中的空气或油气。该方法将充满油料、安装好测试部件的测试杯置于平板式氙灯老化箱中,根据软体储油罐实际使用地域的气候条件,经过一定时间加速老化后,检测试样性能变化情况,对软体储油罐使用寿命进行预测。本发明具有预测结果置信度高,应用范围广,测试安全等优点。(The invention discloses a device and a method for predicting the service life of a soft oil storage tank, wherein the device consists of a flat xenon lamp aging box, a test cup, a sample, an oil pressure control unit, an oil pipeline, an exhaust pipeline and an oil-gas processing unit, wherein the bottom end of the flat xenon lamp aging box is provided with an oil pipeline inlet hole and an exhaust pipeline outlet hole, the oil pressure control unit is used for filling oil with preset pressure into the test cup and discharging overpressure oil, and the oil-gas processing unit is used for exhausting air or oil gas in the test cup. The method comprises the steps of placing a testing cup filled with oil and provided with a testing part in a flat xenon lamp aging box, detecting the performance change condition of a sample after accelerated aging for a certain time according to the climate condition of the actual use region of the soft oil storage tank, and predicting the service life of the soft oil storage tank. The invention has the advantages of high confidence coefficient of the prediction result, wide application range, safe test and the like.)

一种软体储油罐使用寿命预测装置和方法

技术领域

本发明属于非金属储液容器使用寿命预测装置和方法，具体涉及一种软体储油罐使用寿命预测装置和方法。

背景技术

软体储油罐多用于室外临时储存油料。软体储油罐为薄壁耐油涂覆织物粘接而成，由于储存有大量易燃腐蚀性油料，在阳光、内储油料、外界环境等多重因素作用下易发生过早老化导致软体储油罐使用过程中出现渗油、破裂等事故。为确保软体储油罐正常存储油料，需对软体储油罐使用寿命进行预测。

软体储油罐使用寿命预测遵循时温等效原理，试验室对试样模拟实际使用情况进行加速老化，同时在室外进行自然使用老化，通过性能比对，查找二者的对应关系，以试验室加速老化结果外推自然老化使用寿命。因此试验室模拟条件的设置是试验结果置信度大小的关键因素。

现有的软体储油罐使用寿命预测方法中试验室模拟主要采取以下几种方式：第一种是试验室中用旋转式或平板式氙灯老化箱加速老化浸过油的试样，根据测试结果外推同类软体储油罐使用寿命。这一试验过程与软体储油罐实际使用状态相差较大，实际使用时罐内壁充油、罐外壁日照，在罐内油压下油料透过罐壁持续向外壁扩散，使罐外壁一直处于油料浸蚀中，而此状态下的外壁虽然浸过油，但很快就被光照蒸发，因而此方法预测结果与实际使用寿命的差异较大；第二种方法是将缩放的软体储油罐试样放置在平板式氙灯老化箱中，由于试样较小，充压后外形为圆桶状，顶部受光照最强部位为线状，这与软体储油罐实际使用时顶部为平面状相差较大，导致预测结果有较大误差，因而这种方法的参考价值也较低。

为了弥补现有技术的不足，特别是为了方便在软体储油罐制造前进行材料、工艺等优化选择，本发明提供了一种软体储油罐使用寿命预测装置。

该装置包括平板式氙灯老化箱、测试杯、试样、油压控制单元、输油管路、排气管路、油气处理单元。所述平板式氙灯老化箱底端设置了一个输油管路通入孔和一个排气管路通出孔，箱体顶部设置超压油气卸放孔。所述测试杯，包括杯体、试样紧固件、丝网罩和排气管，杯体材质为金属结构，测试杯一侧设置有输油管路接口，另一侧设置内部设置有排气管，顶部用试样紧固件固定试样，试样外部与大气接触，内部与测试油料接触；试样紧固件为螺栓螺母法兰连接或螺旋盖结构，优先选用螺栓螺母法兰连接；丝网罩为不锈钢材质，孔径不小于5mm。测试杯用于固定试样，内装试验油料。

输油管路通过输油管路通入孔将测试杯和油压控制单元连接起来，通过油压控制单元控制测试杯内油压。排气管路通过排气管路通出孔连接测试杯和油气处理单元，用于排除测试杯中的空气，同时排气管路作为测试杯超压下的备用卸压，当油压控制单元出现问题时可直接打开排气管路阀放掉测试杯中的超压油气。

所述测试杯为具有一定深度的敞口结构，通过螺纹盖或法兰连接将试样固定在杯体顶端，测试杯的侧面底部设置有输油管路接口和排气管路接口，分别用于连接输油管路和排气管路，侧面顶部设置有排气管，排气管为空心管，排气管的顶部距离试样的间距不大于1mm，底部与杯体的排气管接口连通，方便排除测试杯中空气或油气。所述试样为软体储油罐拟测试部件，可以是软体储油罐罐壁涂覆织物、含接缝的罐壁涂覆织物或罐上金属安装件与罐体涂覆织物的组合件，优先选用含接缝的罐壁涂覆织物，试样紧固在测试杯的顶端，且保证测试部位空气流通，为防止超压下试样变形过大与软体储油罐实际使用状态不符，试样顶部视情用丝网扣压。

所述油压控制单元包括油箱、回油阀、油泵、输油管路阀、油压表、表前阀，其各组件按照上述顺序依次连接，油压控制单元用于向测试杯充入预定压力的油料，卸放超压油料，输油管路一端伸入油箱内，另一端与输油管路接口紧密连接。所述油气处理单元包括排气管路阀、排放管、积油管、积油瓶，其各组件按照上述顺序依次连接，油气处理单元用于排除测试杯中的空气或油气，通过排气管路与测试杯相连。油气主要是开始向空的测试杯中充油时杯中原有空气和充入油料的混合气体，排出后需沉积去除油料后再排放至空气中。

本发明还提供了使用上述软体储油罐使用寿命预测装置进行软体储油罐使用寿命预测的方法，其步骤是：在测试杯顶端安装软体储油罐需测试部件，向杯中充入待测试油料，将充满油料、安装好测试部件的测试杯置于平板式氙灯老化箱中，通过调节杯内油料压力使测试部件达到和实物软体储油罐相近使用特性，根据软体储油罐实际使用地域的气候条件，向试样施加光照、喷淋环境因素，模拟预定地域外界因素对实物软体储油罐实际影响情况；经过一定时间加速老化后，检测试样相关性能变化情况，记录到达软体储油罐使用寿命临界值时对应的试验时间为T，根据预定地域与氙灯老化之间的加速因子K，计算实物软体储油罐在预定地域的使用时间为KT。

根据氙灯老化测试值与自然老化实际值间的比值关系，判定试样对应的实物软体储油罐在自然条件下的使用寿命。软体储油罐需测试部件为罐壁试样、罐体接缝试样或罐上安装件试样。

与现有技术相比，该装置的优点是：

1、采用该装置后最大限度模拟了软体储油罐实际使用状态，即罐体外壁承受日照、雨淋、湿气等影响，内壁承受油料、液体内压等影响，使预测结果置信度更高；

2、采用该装置后可根据软体储油罐不同情况设定不同参数，如可按不同容量软体储油罐罐壁张力不同，向测试杯施加不同的液体内压，使同一装置可用于不同容量软体储油罐的加速老化测试；

3、试样可以是罐体、接缝或罐上安装件，使同一装置的应用范围更广；

4、该装置可控制及卸放测试杯内油压，使易燃易腐蚀液体在高温下的测试更安全。

附图说明

图1为软体储油罐使用寿命预测装置组成示意图。

图中，1为油箱，2为回油阀，3为油泵，4为输油管路阀，5为油压表，6为表前阀，7为输油管路，8为测试杯，9为油料，10为试样紧固件，11为试样，12为丝网罩，13为氙灯，14为氙灯老化箱，15为排气管，16为排气管路，17为排气管路阀，18为排放管，19为积油管，20为积油瓶，21为测试杯支架，I1为油压控制单元，I2为油气处理单元。

具体实施方式

实施例1：一种软体储油罐使用寿命预测装置。

如图1所示，该装置包括平板式氙灯老化箱14、测试杯8、试样11、油压控制单元I1、输油管路7、排气管15、油气处理单元I2。所述平板式氙灯老化箱14底端设置了一个输油管路通入孔和一个排气管路通出孔，箱体顶部设置超压油气卸放孔。所述测试杯8，由杯体、试样紧固件、丝网罩和排气管构成，杯体材质为金属结构，测试杯一侧设置有输油管路接口，另一侧设置内部设置有排气管15，顶部用试样紧固件固定试样，试样外部与大气接触，内部与测试油料接触；试样紧固件为螺栓螺母法兰连接或螺旋盖结构，优先选用螺栓螺母法兰连接；丝网罩为不锈钢材质，孔径不小于5mm。

输油管路7通过输油管路通入孔将测试杯8和油压控制单元I1连接起来，通过油压控制单元I1控制测试杯内油压。排气管路16通过排气管路通出孔连接测试杯8和油气处理单元I2，用于排除测试杯中的空气，同时排气管路作为测试杯超压下的备用卸压，当油压控制单元I2出现问题时可直接打开排气管路阀17放掉测试杯中的超压油气。

所述测试杯8为具有一定深度的敞口结构，通过螺纹盖或法兰连接将试样固定在杯体顶端，测试杯的侧面底部设置有输油管路接口和排气管路接口，分别用于连接输油管路7和排气管路16，侧面顶部设置有排气管15，排气管为空心管，排气管15的顶部距离试样11的间距不大于1mm，底部与杯体的排气管接口连通，方便排除测试杯中空气或油气。所述试样11为软体储油罐拟测试部件，可以是软体储油罐罐壁涂覆织物、含接缝的罐壁涂覆织物或罐上金属安装件与罐体涂覆织物的组合件，优先选用含接缝的罐壁涂覆织物，试样11紧固在测试杯8的顶端，且保证测试部位空气流通，为防止超压下试样变形过大与软体储油罐实际使用状态不符，试样顶部视情用丝网扣压。

所述油压控制单元I1包含油箱1、回油阀2、油泵3、输油管路阀4、油压表5、表前阀6，其各组件按照上述顺序依次连接，油压控制单元I1用于向测试杯充入预定压力的油料，卸放超压油料，输油管路7一端伸入油箱内，另一端与输油管路接口紧密连接。所述油气处理单元I2包括排气管路阀17、排放管18、积油管19、积油瓶20，其各组件按照上述顺序依次连接，油气处理单元I2用于排除测试杯中的空气或油气，通过排气管路16与测试杯8相连。油气主要是开始向空的测试杯中充油时杯中原有空气和充入油料的混合气体，排出后需沉积去除油料后再排放至空气中。

实施例2：使用上述软体储油罐使用寿命预测装置进行软体储油罐使用寿命预测的方法，具体包括以下步骤：

S1.将试样11用试样紧固件10固定在测试杯8的顶部，为防止试样过量变形，可视情用丝网罩12扣压在试样表面。固定和加盖丝网罩要保证试样除固定边缘外均与大气畅通，固定方式是环状法兰固定或环状螺纹盖旋紧；

S2.将固定有试样的测试杯置于平板式氙灯老化箱内测试杯支架21上，使试样表面离氙灯的距离满足标准测试需求；

S3.用输油连接管7将测试杯8与油压控制单元I1连通；

S4.用排气管路16将测试杯排气管路通出孔与油气处理单元I2连通，打开油气处理单元I2中的排气管阀门17；

S5.向油压控制单元I1中的油箱1中充入测试油料9，打开输油管路阀4、表前阀6，开启油泵3向测试杯8中注入油料9；

S6.测试杯8中的空气通过排气管15、排气管路16、排气管路阀17、积油管19、积油瓶20和排放管18排到大气中；

S7.待积油瓶20中有油出现时关闭排气管道阀17；

S8.利用油压控制单元I1继续向测试杯8充油至设定油压，关闭油泵3；

S9.按国家和行业标准中不同气候条件与氙灯老化箱试验条件的对比关系，设定氙灯老化箱的光照强度、喷淋量、测试时间等参数；

S10.开启氙灯老化箱开始加速老化；

S11.当油压表5显示测试杯8中的油压超压时，打开回油阀2使测试杯8中的油料回流至油箱1中，也可打开排气管路阀17排放超压油气，优先选用打开回油阀2；

S12.测试结束后拆卸测试装置，取下试样；

S13.按相关检测方法测试试样老化后的各项技术指标变化，包括试样表面裂纹生长情况、拉伸强度变化情况、表面渗漏情况、变色情况等，优先测试试样表面裂纹生长情况和拉伸强度变化情况。所用检测方法可为按国家和行业标准规定的相应检测方法；

S14.对比老化前后测试试样性能变化程度，按氙灯老化加速因子分析判定相对应软体储油罐在特定使用环境下的使用寿命。

假如软体储油罐拟在广州地区储存柴油。根据广州地区为高温高湿地区的特点，可按GB/T16422.2中的湿热条件进行加速老化。按软体储油罐最大受力0.035MPa向测试杯充入柴油，连续试验5000h，假如此时试验表面出现宽度为0.2mm的裂纹，到达软体储油罐使用寿命临界值，则根据事先进行比对试验得知广州地区与氙灯老化之间的加速因子为4.3，实物软体储油罐在广州可使用的时间为5000X4.3＝2.5年。