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摘要：本文通过对铁路罐车水压试验过程，作业时间、设备的先进性和安全性，运营成本，工人的劳动强度及人身防护等方面的探讨，研究铁路罐车水压试验过程方案。
关键词：铁路罐车；水压试验过程；研究
1 概述
铁路罐车罐体的洗刷是罐车检修的重要环节，洗后的水压试验过程则是重要工艺流程，不可或缺。根据对既有洗罐站的改造设计和生产现场实际尝试从设备的先进性和安全性、作业时间、运营成本、工人的劳动强度及人身防护、罐车检修技术等方面综合分析，设计罐体水压试验方案同时并入洗罐过程微机联控和防静电系统。在工艺布局上，既做到工艺设计经济合理、技术先进、便于操作维护和管理，又重点突出水压试验质量、安全防范、高效节能、减轻劳动强度和提高生产效率等。
2 罐车水压试验的基本情况
2.1 根据罐车管理规定，厂修罐车、实施焊修罐车、运行15年及以上的罐车都要进行水压试验。绝大多数是罐体洗刷后再进行试验。我国罐车运营量大，运行范围广，需水压试验的罐车数量庞大。
2.2在《铁路罐车水压试验》TB＼T1803-2007中，对试验压力、实验装置、试验用仪器仪表、实验准备、试验步骤、生产安全等都有明确要求。
2.3目前铁路货运形势大好，罐车运输物资遍布四面八方，货车检修单位在扩大生产能力或整体能力升级改造过程中，新增、改建洗罐设施是主要内容之一，水压试验则是必需的装置，市场需求量很大。
2.4铁路罐车因其所运物资的特殊性，往往造成工作现场水、汽、运输物品（多数是石油产品）混杂，不利于操作人员置身现场工作。
由此可见，设计先进的水压试验方案是铁路市场工艺设计的重点难题。
3 罐车罐体水压试验工艺流程设备组成
3.1 流程简介：罐车罐体水压试验台是对罐车车体进行水压试验的设备。罐车对位后，启动注排水泵进行注水、排水，通过弹簧式注排水平衡装置及罐车人孔向罐体内注水，注满水后，启动试压泵，通过安全阀座处加压防护装置向罐体内进行加压，当压力达到规定值时，进行保压；完成试验后对罐体实施密封，通过安全阀座处泄压达到常压时，工作人员操纵人孔盖通过注水、排水泵排出罐内试压用水。微机自动控制整个试验的全过程，并能实时显示时间和压力值，并打印、储存相关信息，预留HMIS接口。
3.2 系统组成：水池、注、排水泵；试验泵；引水真空系统；微机控制系统；压力信息采集传感器；弹簧式注排水平衡装置；相应配套管路及气控式球阀。
3.3 工作原理：由控制机控制试压泵、电控阀门等对罐体施加压力，压力传感器适时采集罐体内部压力的变化情况，通过采集卡传递给计算机，计算机根据罐体内部的压力变化情况及预先设定的试压程序控制加压泵，电动阀门完成加压、保压、降压、再保压、泄压的试压动作。计算机在试压过程中适时记录试压过程，计算压力曲线，监测泄露情况，判定试压结果，同时形成试验记录单。（罐体水压试验原理图附后）
4 主要技术特点
4.1自動化程度高：设备控制的核心是微机控制，并控制整个罐车车体水压试验的全过程。
4.2设备操作方便：只要作业人员，选好试验罐车的车型，填好工作的基本信息，然后就达到一键完成；作业过程只需一人操作，就可以实现注水、试压、排水和试验等操作；操作人员也可以在作业平台上通过遥控器，遥控设备进行作业。
4.3设备安全性高：控制柜上设有紧急停止按钮，罐体水压试验过程中，如泄漏超标，不安全因素、设备故障等情况需要停机时，可快速按下紧急按钮；远程遥控紧急停止按钮，主要针对现场作业人员，在试压过程中，发现罐体变形或紧急情况，操作者在现场能通过遥控方式紧急停止设备运转；罐体水压试验结束后，采用缓慢泄压装置，防止压力降速太快而损伤罐体。
4.4试验精度高：压力传感控制精度为±1%FS（迟滞+重复性）。
4 5注、排水泵采用无底阀管路结构：采用真空引水装置，水泵启动时无需人工引水，水泵启动瞬间出水。
4.6方便作业：采用弹簧式注排水装置，主要用于罐车水压试验注水、排水作业。为保证作业安全，防止碰撞火花，采用单根铝制DN125管，注、排水弹簧平衡设有弹簧管式平衡机构，结构简单，转动灵活，一人便可以操作，方便插入罐体人孔内，适宜罐体注、排水；自动回收活动梯采用平行四边形的四连杆机构原理，在梯子的整个旋转运动中让每一踏步始终与地面平行，梯子的整个力矩由2组内装压缩式弹簧组成的弹簧缸来平衡，收起、放下轻便自如。
4.7试压罐体间倒水作业：罐体试压后排水过程通过水泵能实现罐内水倒回水池，也能把水倒至另1个或2个台位上需要注水的罐体内。减少了一个注水的作业过程，节省作业时间。
4.8作业后的罐体内剩水少：整个设备设一个真空辅助排剩水功能，当试验完成后，如有剩水，只要作业人员排水软管放到罐内，打开阀门，吸空剩水。避免以往作业人员必须下到罐体内掏水作业。
4.9水压试验时间短，效率高：采用自动化控制，缩短工序间工作时间，增大了注排水泵流量，平均单个罐车车体水压试验过程大约在60min之内，提高了工作效率。
4.10遥控控制设备：操作者在现场能通过遥控方式控制注水、排水、打压、排剩水、紧急停止等设备运转。现场作业如遇漏泄、不安全现象特殊情况时，作业人员可以立即按下遥控器上的紧急按钮，停止设备运转。
5 设备主要参数
5.1设备总功率：功率为50kw
5.2工作时间：
注水约为15min（60m3）
排水时间约为20min（60m3）
同时向2罐车注水约为20min（120m3）
同时对2个罐车进行排水时间约为25min（120m3） 2个台位罐体间倒水时间为20min（60m3）。
5.3试压时间：400kpa 4min；
5.4电源：AC220V 50HZ
5.5专用电气工作电压：AC6010接口板 电压 DC24V
电磁阀 电压：DC24V
5.6注水泵、排水泵参数：型号：IS200-150-250 流量：420m3/h
扬程：23m 转速：1450转/分钟
功率：37kw 效率（%）：77.5
5.7试压泵参数：型号：50ZX20-30 流量：20m3/h
扬程：30m 转速：1450转/分钟
功率：4kw 效率（%）：58
5.8压力传感控制精度为：：±1%FS（迟滞+重复性）
5.9球阀抗压能力：16Mpa
6 技术优势及先进性
6.1实现微机控制自动化
微机系统自动控制整个水压试验的全过程，并能实时显示时间和压力值。当压力达到规定值时，自动按规定进行保压，如有漏泄，系统会发出声光报警。试验完成后能打印、储存相关信息，预留HMIS接口。
6.2实现遥控控制
操作者在现场能通过遥控方式控制注水、排水、打压、排剩水、紧急停止等设备运转。改变了以往有专人操纵设备人员与现场作业人员通过对讲机联系进行作业；现场作业如遇漏泄、不安全现象特殊情况时，作业人员可以立即按下遥控器上的紧急按钮，停止设备运转。
6.3实现罐车与罐车间倒水作业
罐体水压试验后，罐体排水过程能实现罐内水通过水泵送回储水罐，也可实现倒到台位上其他任意几个待試验罐车中，减少了一个注水的作业过程，节省作业时间。
6.4实现水泵启动无需人工引水作业
采用真空引水装置，实现水泵管路采用无底阀管路结构，在水泵启动时无需人工引水，水泵启动瞬间出水达到正常工作，改变以往带底阀人工注水，时间长效率低的现状。
6.5压缩作业时间，提高了工作效率
采用自动化控制，保证了试压精度，缩短工序间工作时间，增大了注排水泵流量，单个罐车车体水压试验过程大约在60min之内，改变以往单个罐车车体水压试验过程大约在2个半小时以上，提高了工作效率。
6.6减轻工人劳动强度，提高劳动效率
采用自动回收活动梯减少劳动强度：采用了整个力矩由2组内装压缩式弹簧组成的弹簧缸来平衡、收起、放下轻便自如，减轻工人劳动强度。
采用注排水平衡机构减少劳动强度：实现注、排水都由1个DN125铝制管完成，注、排水弹簧平衡设有弹簧管式平衡机构，结构简单，转动灵活，一人便可以操作，适宜罐体注、排水。
采用遥控装置减少劳动强度：作业人员在作业现场就能控制罐体试验作业，泵间减少一个设备操作人员，充分提高了劳动效率。
排剩水装置减少劳动强度：完成罐体水压试验作业后，罐体内存有少量剩水，能通过排剩水装置把水排到储水罐，改变以往一人在人孔旁，一人罐体内掏水作业。
6.7提高了保证设备、作业人员保安全的能力
设置了控制柜急停按钮，在现场出现突发问题、安全问题需要快速停止设备时，操作者或其他人员快速按下控制柜急停按钮，避免安全事件发生。
采用作业现场遥控控制，当现场出现突发问题、安全问题需要快速停止设备时，操作者快速按下遥控器上的急停按钮，避免安全事件发生。
自动回收活动梯采用了平行四边形的四连杆机构，在梯子的整个旋转运动中让每一踏步始终与地面平行，作业人员踏上时平稳、接触面大起到防滑作用；并且第一踏步可翻转打折，以防止夹脚。
6.8实现试验用水循环使用，达到节约用水。罐体水压试验全过程中，注水、排水都是通过泵、管道封闭系统中完成的，对水消耗降到了最低程度，改变原来排水通过线路中的排水地沟流回储水罐中真正实现了节约用水目的。
7 结语
本方案是通过对多处既有洗罐站调查了解后，积极与生产现场的技术人员、操作人员研究探讨的结果，力争用先进的流程组件，程序化控制操作过程，经济实用，省时省力，安全可靠，并已在部分工程项目中实际应用，达到了设计理想效果。
参考文献：
[1] GB50207-2010铁路罐车清洗设施设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010.
[2] TB/T1803-2007铁道罐车水压试验[S].北京：国家环境保护局，1997.
[3] 范婉玲，邓嘉，陶彦斌，拜雪玲 对TB/T1803-2007《铁道罐车水压试验》的解析[J].铁道技术监督，2009（9）.
[4] 赵长泰.粘油罐车水压试验管路系统的改进[J]. 铁道车辆，1992（9）.
关键词：铁路罐车；水压试验过程；研究
1 概述
铁路罐车罐体的洗刷是罐车检修的重要环节，洗后的水压试验过程则是重要工艺流程，不可或缺。根据对既有洗罐站的改造设计和生产现场实际尝试从设备的先进性和安全性、作业时间、运营成本、工人的劳动强度及人身防护、罐车检修技术等方面综合分析，设计罐体水压试验方案同时并入洗罐过程微机联控和防静电系统。在工艺布局上，既做到工艺设计经济合理、技术先进、便于操作维护和管理，又重点突出水压试验质量、安全防范、高效节能、减轻劳动强度和提高生产效率等。
2 罐车水压试验的基本情况
2.1 根据罐车管理规定，厂修罐车、实施焊修罐车、运行15年及以上的罐车都要进行水压试验。绝大多数是罐体洗刷后再进行试验。我国罐车运营量大，运行范围广，需水压试验的罐车数量庞大。
2.2在《铁路罐车水压试验》TB＼T1803-2007中，对试验压力、实验装置、试验用仪器仪表、实验准备、试验步骤、生产安全等都有明确要求。
2.3目前铁路货运形势大好，罐车运输物资遍布四面八方，货车检修单位在扩大生产能力或整体能力升级改造过程中，新增、改建洗罐设施是主要内容之一，水压试验则是必需的装置，市场需求量很大。
2.4铁路罐车因其所运物资的特殊性，往往造成工作现场水、汽、运输物品（多数是石油产品）混杂，不利于操作人员置身现场工作。
由此可见，设计先进的水压试验方案是铁路市场工艺设计的重点难题。
3 罐车罐体水压试验工艺流程设备组成
3.1 流程简介：罐车罐体水压试验台是对罐车车体进行水压试验的设备。罐车对位后，启动注排水泵进行注水、排水，通过弹簧式注排水平衡装置及罐车人孔向罐体内注水，注满水后，启动试压泵，通过安全阀座处加压防护装置向罐体内进行加压，当压力达到规定值时，进行保压；完成试验后对罐体实施密封，通过安全阀座处泄压达到常压时，工作人员操纵人孔盖通过注水、排水泵排出罐内试压用水。微机自动控制整个试验的全过程，并能实时显示时间和压力值，并打印、储存相关信息，预留HMIS接口。
3.2 系统组成：水池、注、排水泵；试验泵；引水真空系统；微机控制系统；压力信息采集传感器；弹簧式注排水平衡装置；相应配套管路及气控式球阀。
3.3 工作原理：由控制机控制试压泵、电控阀门等对罐体施加压力，压力传感器适时采集罐体内部压力的变化情况，通过采集卡传递给计算机，计算机根据罐体内部的压力变化情况及预先设定的试压程序控制加压泵，电动阀门完成加压、保压、降压、再保压、泄压的试压动作。计算机在试压过程中适时记录试压过程，计算压力曲线，监测泄露情况，判定试压结果，同时形成试验记录单。（罐体水压试验原理图附后）
4 主要技术特点
4.1自動化程度高：设备控制的核心是微机控制，并控制整个罐车车体水压试验的全过程。
4.2设备操作方便：只要作业人员，选好试验罐车的车型，填好工作的基本信息，然后就达到一键完成；作业过程只需一人操作，就可以实现注水、试压、排水和试验等操作；操作人员也可以在作业平台上通过遥控器，遥控设备进行作业。
4.3设备安全性高：控制柜上设有紧急停止按钮，罐体水压试验过程中，如泄漏超标，不安全因素、设备故障等情况需要停机时，可快速按下紧急按钮；远程遥控紧急停止按钮，主要针对现场作业人员，在试压过程中，发现罐体变形或紧急情况，操作者在现场能通过遥控方式紧急停止设备运转；罐体水压试验结束后，采用缓慢泄压装置，防止压力降速太快而损伤罐体。
4.4试验精度高：压力传感控制精度为±1%FS（迟滞+重复性）。
4 5注、排水泵采用无底阀管路结构：采用真空引水装置，水泵启动时无需人工引水，水泵启动瞬间出水。
4.6方便作业：采用弹簧式注排水装置，主要用于罐车水压试验注水、排水作业。为保证作业安全，防止碰撞火花，采用单根铝制DN125管，注、排水弹簧平衡设有弹簧管式平衡机构，结构简单，转动灵活，一人便可以操作，方便插入罐体人孔内，适宜罐体注、排水；自动回收活动梯采用平行四边形的四连杆机构原理，在梯子的整个旋转运动中让每一踏步始终与地面平行，梯子的整个力矩由2组内装压缩式弹簧组成的弹簧缸来平衡，收起、放下轻便自如。
4.7试压罐体间倒水作业：罐体试压后排水过程通过水泵能实现罐内水倒回水池，也能把水倒至另1个或2个台位上需要注水的罐体内。减少了一个注水的作业过程，节省作业时间。
4.8作业后的罐体内剩水少：整个设备设一个真空辅助排剩水功能，当试验完成后，如有剩水，只要作业人员排水软管放到罐内，打开阀门，吸空剩水。避免以往作业人员必须下到罐体内掏水作业。
4.9水压试验时间短，效率高：采用自动化控制，缩短工序间工作时间，增大了注排水泵流量，平均单个罐车车体水压试验过程大约在60min之内，提高了工作效率。
4.10遥控控制设备：操作者在现场能通过遥控方式控制注水、排水、打压、排剩水、紧急停止等设备运转。现场作业如遇漏泄、不安全现象特殊情况时，作业人员可以立即按下遥控器上的紧急按钮，停止设备运转。
5 设备主要参数
5.1设备总功率：功率为50kw
5.2工作时间：
注水约为15min（60m3）
排水时间约为20min（60m3）
同时向2罐车注水约为20min（120m3）
同时对2个罐车进行排水时间约为25min（120m3） 2个台位罐体间倒水时间为20min（60m3）。
5.3试压时间：400kpa 4min；
5.4电源：AC220V 50HZ
5.5专用电气工作电压：AC6010接口板 电压 DC24V
电磁阀 电压：DC24V
5.6注水泵、排水泵参数：型号：IS200-150-250 流量：420m3/h
扬程：23m 转速：1450转/分钟
功率：37kw 效率（%）：77.5
5.7试压泵参数：型号：50ZX20-30 流量：20m3/h
扬程：30m 转速：1450转/分钟
功率：4kw 效率（%）：58
5.8压力传感控制精度为：：±1%FS（迟滞+重复性）
5.9球阀抗压能力：16Mpa
6 技术优势及先进性
6.1实现微机控制自动化
微机系统自动控制整个水压试验的全过程，并能实时显示时间和压力值。当压力达到规定值时，自动按规定进行保压，如有漏泄，系统会发出声光报警。试验完成后能打印、储存相关信息，预留HMIS接口。
6.2实现遥控控制
操作者在现场能通过遥控方式控制注水、排水、打压、排剩水、紧急停止等设备运转。改变了以往有专人操纵设备人员与现场作业人员通过对讲机联系进行作业；现场作业如遇漏泄、不安全现象特殊情况时，作业人员可以立即按下遥控器上的紧急按钮，停止设备运转。
6.3实现罐车与罐车间倒水作业
罐体水压试验后，罐体排水过程能实现罐内水通过水泵送回储水罐，也可实现倒到台位上其他任意几个待試验罐车中，减少了一个注水的作业过程，节省作业时间。
6.4实现水泵启动无需人工引水作业
采用真空引水装置，实现水泵管路采用无底阀管路结构，在水泵启动时无需人工引水，水泵启动瞬间出水达到正常工作，改变以往带底阀人工注水，时间长效率低的现状。
6.5压缩作业时间，提高了工作效率
采用自动化控制，保证了试压精度，缩短工序间工作时间，增大了注排水泵流量，单个罐车车体水压试验过程大约在60min之内，改变以往单个罐车车体水压试验过程大约在2个半小时以上，提高了工作效率。
6.6减轻工人劳动强度，提高劳动效率
采用自动回收活动梯减少劳动强度：采用了整个力矩由2组内装压缩式弹簧组成的弹簧缸来平衡、收起、放下轻便自如，减轻工人劳动强度。
采用注排水平衡机构减少劳动强度：实现注、排水都由1个DN125铝制管完成，注、排水弹簧平衡设有弹簧管式平衡机构，结构简单，转动灵活，一人便可以操作，适宜罐体注、排水。
采用遥控装置减少劳动强度：作业人员在作业现场就能控制罐体试验作业，泵间减少一个设备操作人员，充分提高了劳动效率。
排剩水装置减少劳动强度：完成罐体水压试验作业后，罐体内存有少量剩水，能通过排剩水装置把水排到储水罐，改变以往一人在人孔旁，一人罐体内掏水作业。
6.7提高了保证设备、作业人员保安全的能力
设置了控制柜急停按钮，在现场出现突发问题、安全问题需要快速停止设备时，操作者或其他人员快速按下控制柜急停按钮，避免安全事件发生。
采用作业现场遥控控制，当现场出现突发问题、安全问题需要快速停止设备时，操作者快速按下遥控器上的急停按钮，避免安全事件发生。
自动回收活动梯采用了平行四边形的四连杆机构，在梯子的整个旋转运动中让每一踏步始终与地面平行，作业人员踏上时平稳、接触面大起到防滑作用；并且第一踏步可翻转打折，以防止夹脚。
6.8实现试验用水循环使用，达到节约用水。罐体水压试验全过程中，注水、排水都是通过泵、管道封闭系统中完成的，对水消耗降到了最低程度，改变原来排水通过线路中的排水地沟流回储水罐中真正实现了节约用水目的。
7 结语
本方案是通过对多处既有洗罐站调查了解后，积极与生产现场的技术人员、操作人员研究探讨的结果，力争用先进的流程组件，程序化控制操作过程，经济实用，省时省力，安全可靠，并已在部分工程项目中实际应用，达到了设计理想效果。
参考文献：
[1] GB50207-2010铁路罐车清洗设施设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010.
[2] TB/T1803-2007铁道罐车水压试验[S].北京：国家环境保护局，1997.
[3] 范婉玲，邓嘉，陶彦斌，拜雪玲 对TB/T1803-2007《铁道罐车水压试验》的解析[J].铁道技术监督，2009（9）.
[4] 赵长泰.粘油罐车水压试验管路系统的改进[J]. 铁道车辆，1992（9）.