水压致裂测试系统

近日，日本防灾科学技术研究所(NIED)、东京大学地震研究所(ERI)和横河电机株式会社(横河电机)对用于探测早期海啸的新研发的水压计进行了评估。 　　本次评估中使用的水压计配备了一种新型硅谐振压力传感器，安装在房总半岛附近水深3436m的海底。在本次评估过程中，该压力计成功识别了70MPa压力波动，相当于海平面7厘米的变化。 水压计，配有采用MEMS技术的硅谐振压力传感器。长度261.5毫米(来源：横河电机) 　　虽然因海啸是罕见的事件很难获得海啸的数据，但评估检测到类似海啸的海平面变化，水压计预计将被用于实际海啸的检测。南海海底地震海啸观测网(N-net)将采用此水压计，观测地震引发海啸所引起的海底水压波动，从而实现较准确的海啸探测，以减轻灾害带来的损失。 　　NIED、ERI和横河电机已经评估了一种配备MEMS硅谐振压力传感器的水压计的有效性，该传感器用作海底压力观测，能够在发生地震的重大震动期间获取准确数据。鉴于地震期间发生的重大地面运动，本次测试旨在确定测量数据的采集是否会受到水压计振动或其姿态变化的影响。 　　经证实，姿态变化对水压计的影响小于传统水压计。此外，在重复应用于70 MPa (相当于7,000m水深)的精密测试中，不高于70MPa的0.005%的重复性被证实性能出色。该水压计采用MEMS技术，因此具有每种产品拥有相同质量的优势。 　　为了评估水压计在实际海底环境中的性能，在日本千叶县房总半岛附近3,436米的深度进行了总计203天的海底观测。由于海啸是一种罕见的现象，获取海啸观测数据通常很困难。然而，在评估工作中观察到， 伴随2022年1月15日汤加火山的爆发，海平面出现了7厘米的波动。进一步的数据分析还证实，水压计能够观察到相当于海平面变化小于1厘米的压力变化。确认的灵敏度表明水压计具有足够的性能来观测实际的海啸。水压计是日本制造的产品，适用于深海作业，具有与世界上任何地方制造的尖端仪器相同的灵敏度。 　　地震海啸观测网络是减少灾害风险的基础设施的一部分，有助于发展关于灾害风险信息和地震海啸灾害风险研究。NIED负责陆地和海底地震海啸监测(MOWLAS)，覆盖日本所有陆地和海域。从2019年开始，NIED一直在开发N-net，一种电缆型海底地震海啸观测系统。N-net将安装在南海海槽的震源区内，该震源区预计会发生地震，但尚未建立观测网络(从高知县近海到日向滩)。 　　N-net是一个网络系统，可以直接探测地震和海啸，并将信息可靠地传输到陆地，从而实现实时观测。这种新型硅共振水压计在该系统中发挥了重要作用。NIED、ERI和横河电机已经进行了多次测试，以确保这种水压计的可靠性，目的是在南海海槽发生大地震时，尽可能地减轻损失。据悉，横河电机的硅谐振压力传感器采用基于单晶硅谐振器谐振频率随压力变化的传感方法，具有低功耗、紧凑型、高灵敏度、高稳定性和高耐压性的特点。谐振器使用硅半导体制造技术密封在清洁的真空腔中，防止外来颗粒粘附在谐振器上降低其性能。此外，使用石英晶体谐振器的传感器不会因气体解吸而导致性能变化，并且可以实现稳定的测量。自1991年以来，横河电机一直在其工业差压和压力变送器中使用这种传感方法安装压力传感器。

近日，由甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司研发的“5000t级大管径高压钢管水压试验机”在兰州通过了由中国钢结构协会钢管分会常务副秘书长孔令铭为主任委员的省内外专家组成的评价委员会所进行的科技成果评价。 　　该项目填补了国内相关企业无法进行大口径高压无缝钢管水压试验的空白。经工业应用运行考核表明，该试验机为目前国内外在钢管直径、试验压力及能力最大的静态水压试验机，具有广阔的应用前景。 　　近年来，随着我国石化与能源产业的快速发展，对大口径厚壁合金钢管的需求激增。由于大口径厚壁合金钢管壁厚可达到120毫米，钢管的直线度达到5毫米/米、管端切斜度可到7毫米，要求的试验压力最高达到70兆帕，国内外现役的水压试验机根本无法对这种类型的钢管进行水压试验工作。 　　甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司经过9年努力，研发出集径向外抱密封、径向内胀密封、端面密封三种方式于一体的密封技术，解决了各种规格的高压密封难题。

6月30日上午，一台直径3米的大口径水压试验机在位于桃江经济开发区的桃江新兴管件有限责任公司试车成功。据了解，这是国内首台套可以对直径3米的管件进行水压试验的装备，为党的101周年华诞送上了一份厚礼。桃江新兴管件有限公司技术人员在实验现场观测。在精整车间水压试验工段，工人们正在对一件直径3米的管件与两件试压用工装组成一体，为水压试验做准备。上午11时许，注水增压开始。经过半小时的注水增压过程，11点半，压力达到35公斤，在保压1分钟后，管件无漏水，水压机运行正常，标志着由该公司自主研发的国内首台套大口径水压试验机试车成功。长期以来，直径2.6米以上管件在工厂无法用自动化设备进行水压试验，而只能采用人工操作，导致耗时长，效率低，工人劳动强度大。该公司总经理助理崔进忠表示，“本台套设备的试验成功，解决了2.6米以上大口径管件使用设备进行水压试验的难题，提升了公司的专业装备水平，更为国家大型引水工程，占领国际铸管市场提供了坚强的装备保障。”桃江新兴管件是新兴铸管股份有限公司全资子公司，公司专业生产球墨铸铁管件，产品以其强度高、韧性好、耐高压、抗腐蚀等优良特性，广泛应用于输水、输油、输气及相关液、气体有压输送等领域，产品销往欧美、非洲、中东等58个国家和地区，出口比例达25%-45%。