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熱管理解決方案 | 壓力器件的必檢項——壓力脈沖試驗

更新時(shí)間:2023-11-20  |  點(diǎn)擊率:310

  壓力器件在使用過(guò)程中過(guò)大過(guò)快的壓力沖擊作用可能產(chǎn)生強烈的振動(dòng)和噪聲,影響工作環(huán)境以及工作效率的同時(shí)還可能影響系統的穩定性和控制精度,此外還可能導致元件脫落、破裂、密封失效以及各部件、管路的使用壽命縮短等。通過(guò)壓力脈沖試驗可在研發(fā)階段、投產(chǎn)前等階段暴露壓力器件經(jīng)受壓力脈沖作用后的結構失效、設計不當等問(wèn)題,助力熱管理壓力器件的選材以及結構設計等。


        壓力脈沖是什么?

        為什么壓力脈沖是壓力器件必檢項?

        壓力脈沖試驗要怎么做?

        要弄清楚這些問(wèn)題的答案,我們或許可以從壓力脈沖的形成原因開(kāi)始探尋。我們都知道,熱量需要依靠介質(zhì)來(lái)進(jìn)行傳遞,介質(zhì)可以是氣體、液體抑或是固體,其中氣體和液體因為較強的流動(dòng)性目前被廣泛應用,如電池冷卻板、電機冷卻器以及電控冷卻器中的冷卻液,冷凝器、散熱器中的冷媒,中冷器中的空氣等等。

        這些傳熱介質(zhì)為滿(mǎn)足一定的工況要求,在系統中通常以一定的流量和壓力進(jìn)行流動(dòng),其中閥的開(kāi)啟和關(guān)閉或執行器的運動(dòng)會(huì )促使內部壓力產(chǎn)生急劇變化,這種急劇變化通常會(huì )對壓力器件的各類(lèi)執行器、傳感器以及管道等造成壓力沖擊,產(chǎn)生一定的破壞性,而這便是我們前面所說(shuō)的壓力脈沖。壓力器件中的各類(lèi)部件在使用過(guò)程中時(shí)刻承受著(zhù)這類(lèi)壓力沖擊作用,這些部件可以耐受多大和多久的壓力沖擊作用呢?

        壓力脈沖試驗就是通過(guò)模擬各類(lèi)壓力件在使用過(guò)程中的壓力、沖擊頻率、介質(zhì)溫度以及環(huán)境溫度等營(yíng)造貼近實(shí)際的工作環(huán)境,以正常運行工況或超負荷運行工況施加壓力脈沖作用,可對產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題、使用壽命等做出快速評價(jià)與篩選。

相關(guān)方法標準

        QC/T 468 汽車(chē)散熱器

        QC/T 664 汽車(chē)空調制冷軟管

        GB/T 5568 橡膠或塑料軟管及軟管組合件無(wú)撓曲液壓脈沖試驗

        GB/T 22755-2008 卡壓式銅管路連接件

        JB/T 6386-2007 錐密封焊接式管接頭 技術(shù)條件

        GB/T 34635-2017 法蘭式管接頭

        JB/T 12942-2016 管端擠壓式高壓管接頭

試驗對象

        散熱器、水泵、加熱器、中冷器、液冷板、管路Chiller (電池冷卻器) 、電池冷卻板、電機冷卻器、電控冷卻器、PTC加熱器、電子風(fēng)扇、電子水泵、熱泵空調系統、水冷板、橡膠軟管、水管等。

壓力脈沖試驗方法

        壓力脈沖試驗可耦合溫度與振動(dòng)以模擬壓力器件與系統的實(shí)際使用工況與環(huán)境。該試驗通常以工作壓力的1.0~1.3倍進(jìn)行試驗,更嚴苛的可高至1.5倍壓力,沖擊頻率高達5Hz,脈沖波形則可根據實(shí)際使用過(guò)程中介質(zhì)的運動(dòng)情況選擇正弦波、三角波、T形波等。

        溫度條件可分為介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度,介質(zhì)溫度可根據熱管理對象的溫度要求如電池的加熱與冷卻進(jìn)行調節,環(huán)境溫度則模擬了壓力部件的工作環(huán)境溫度如夏季與冬季的高低溫,振動(dòng)則模擬了壓力部件應用于汽車(chē)、船舶以及航空等領(lǐng)域時(shí)的振動(dòng)環(huán)境。

測試主要參數

        最大壓力、最小壓力、波形、頻率、次數、介質(zhì)溫度、環(huán)境溫度、振動(dòng)頻率時(shí)間與方向等。

脈沖介質(zhì)

        壓縮空氣、液壓油、冷卻液等。

試驗條件

        1)單一壓力脈沖(P);

        2)壓力脈沖與溫度(溫度為介質(zhì)溫度、環(huán)境溫度、介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度,PT);

        3)壓力脈沖、振動(dòng)與溫度(除前述條件還包含振動(dòng)環(huán)境條件,PVT)。

試驗示例

        壓力循壞性能試驗(摘自QC/T 468 汽車(chē)散熱器)

        壓力循環(huán)性能檢測在專(zhuān)用試驗裝置上進(jìn)行。將散熱器置于常溫環(huán)境中,內部通以壓力交變的50% 乙二醇和50%水的混合液。液體介質(zhì)的壓力從30kPa 上升到125kPa,經(jīng)保壓后再回到30kPa為一個(gè)壓力循環(huán)。循環(huán)時(shí)間為6s ~10s,保壓時(shí)間為3s~5s。商用車(chē)散熱器介質(zhì)溫度為95℃±5℃,乘用車(chē)散熱器的介質(zhì)溫度為 120℃±5℃。試驗后按5.1的規定進(jìn)行密封性能檢測。壓力循環(huán)性能試驗條件見(jiàn)表1。

廣電計量壓力脈沖試驗能力

        廣電計量熱管理實(shí)驗室于2022年開(kāi)始建設,建有專(zhuān)用熱管理實(shí)驗場(chǎng)地,可進(jìn)行氣體、液體壓力脈沖,并根據客戶(hù)試驗要求進(jìn)行多種介質(zhì)多種波形的脈沖、脈沖-溫度以及脈沖-振動(dòng)-溫度等的復合脈沖試驗,滿(mǎn)足多種試驗需求。



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