Details

1. Einführung
Das Neometrix Tube Pressurization Test Setup ist eine speziell entwickelte, schlüsselfertige Lösung zur rigorosen Validierung von Metallrohren unter kombinierten Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen. Im Kern liefert das System hydrostatische Drücke bis zu 250 kgf/cm² (≈ 245 bar) und hält thermische Umgebungen bis zu 350 °C aufrecht. Dadurch ermöglicht es umfassende Dauerfestigkeits-, Berst- und Ermüdungsprüfungen an Prüflingen bis 1.200 mm Länge mit Außendurchmessern von 90,12 mm und Wandstärken von 3 mm. Dieses breite Einsatzspektrum macht es ideal für die Qualifizierung von Materialien und Rohrbaugruppen in kritischen Branchen – wie Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung, Öl & Gas und Kerntechnik – in denen ein Versagen keine Option ist. Aufbauend auf einer luftbetriebenen Haskel-Verstärkerpumpe und präziser WIKA-Druckmesstechnik erreicht der Prüfstand sanfte Druckrampen, stabile Haltezeiten und exakte Berstprofile. Integrierte, PID-geregelte Heizblöcke und Thermoelement-Rückmeldungen gewährleisten eine gleichmäßige Temperaturverteilung und enge thermische Toleranzen. Zusammen reproduzieren diese Funktionen die Belastungen im realen Einsatz in einer kontrollierten Laborumgebung und liefern Ingenieuren verwertbare Daten zu Streckgrenze, Kriechverhalten und Leckageleistung, bevor Rohre im Feld eingesetzt werden. Über die Kernfunktionen hinaus bietet das modulare Design des Systems mit offenen 4–20 mA-Steuerkreisen eine nahtlose Integration mit externen SPS- oder DAQ-Plattformen (z. B. National Instruments LabVIEW, Chant DataTEST™). Rezeptverwaltung, automatische Sicherheitsverriegelungen und Hochgeschwindigkeits-Datenlogging (≥ 10 Hz) rationalisieren wiederholte Testzyklen und vereinfachen die Einhaltung von Normen wie ASTM A312/A213, EN 10216-2 und API 5L. Mit schlüsselfertiger Inbetriebnahme, Bedienerschulung und vollständiger Kalibrierungsunterstützung liefert Neometrix nicht nur einen Prüfstand, sondern ein komplettes Qualitätssicherungs-Ökosystem – bereit, sich an Ihre anspruchsvollsten F&E- und Produktionsanforderungen anzupassen, zu erweitern und mit ihnen zu wachsen.

2. Systemkomponenten & Architektur
- Hydraulische Druckerzeugung  
- Haskel luftbetriebene Verstärkerpumpe (Modell MS-110): Sanfte, steuerbare Druckrampen bis 250 kgf/cm² mit pneumatischer Fail-Safe-Funktion.  
- Druckmessung: Zwei analoge WIKA-Manometer (0–16 bar Hilfsmessung; 0–600 bar Hauptmessung) mit ±0,5 % Genauigkeit sowie ein 4–20 mA-Transmitter für digitales Feedback.  
- Ventilnetzwerk: Edelstahl-Kugelhähne, Nadelventile und Präzisionsregler (1⁄4″ BSP, ≥ 150 psi) für Feinsteuerung von Druckaufbau, Haltezeiten und sicherem Entlüften.  

- Thermomanagement  
- PID-geregelte Heizblöcke: Patronenheizungen in Aluminiumblöcken liefern bis zu 350 °C, innerhalb von ±10 °C gehalten durch K-Typ-Thermoelement-Rückmeldung.  
- Kühlspulenbaugruppe: Drei SS-304-Spulen (je 6 m) zirkulieren Kühlmittel zum Schutz der Dichtungen und zur Beschleunigung des Abkühlens; ein thermostatisches Mischventil verhindert thermischen Schock.  

- Sicherheit & Gehäuse  
- Sicherheitskäfig aus verzinktem Stahl: Verriegelte Zugangspaneele, Not-Aus-Schalter und ein Überdruckventil bei 300 bar.  
- Elektrischer Schutz: Leitungsschutzschalter, Überspannungsableiter und Heizkreis-Sicherungen gewährleisten CE/UL-Konformität.  

- Steuerung & Datenerfassungsschnittstelle  
- Analoge I/O: Vier 4–20 mA-Schleifen (zwei Druck, zwei Temperatur) zur Integration mit externen DAQ-/SPS-Systemen (LabVIEW, DataTEST™).  
- Rezeptspeicherung: Touchscreen-HMI oder PC-Software speichert benutzerdefinierte Testprofile (Rampenraten, Haltezeiten, Alarmgrenzen).  

Hauptmerkmale
- Genaue Druckprofilierung: Sanfte Rampenraten bis 10 bar/min, stabile Haltezeiten und ±0,5 % Manometergenauigkeit ermöglichen präzise Druck- und Berstprüfungen.  
- Präzise Temperaturregelung: PID-geregelte Heizungen sorgen für gleichmäßige Temperaturverteilung mit ±10 °C Stabilität bei Sollwerten bis 350 °C.  
- Robuste Sicherheitssysteme: Verriegelter Schutzkäfig, Überdruckventil, Not-Aus sowie automatische Abschaltung bei Parameterabweichungen gewährleisten Bedienerschutz.  
- Modulares Design: Schnellkupplungen und standardisierte Schnittstellen vereinfachen Komponententausch, Systemkonfiguration und zukünftige Upgrades.  
- Datenaufzeichnung bereit: 4–20 mA-Schleifen, optionale LVDTs und Hochgeschwindigkeits-Logging (≥ 10 Hz) integrieren sich in LabVIEW oder DataTEST™ für schlüsselfertige Berichterstellung.  
- Multifunktionale Testfähigkeit: Unterstützt hydrostatische Prüfungen, Berstprüfungen, zyklische Ermüdungsprüfungen und Helium-Lecktests auf derselben Plattform.  

Technische Spezifikationen 

  

    

      
Parameter
      
Wert
    
  
  

    

      
Maximaldruck
      
250 kgf/cm² (≈ 245 bar)
    
    

      
Temperaturbereich
      
Umgebung bis 350 °C
    
    

      
Prüfrohr-Außendurchmesser (AD)
      
90,12 mm (Toleranz f8)
    
    

      
Prüfrohr-Wandstärke
      
3 mm
    
    

      
Prüfrohr-Länge
      
1.200 mm
    
    

      
Ölbehälterkapazität
      
10 L SS-304
    
    

      
Hydraulikpumpenmodell
      
Haskel MS-110
    
    

      
Druckmesser-Bereiche
      
0–16 bar Hilfsanzeige; 0–600 bar Hauptanzeige
    
    

      
Genauigkeit des Temperaturreglers
      
±10 °C
    
    

      
Heizleistung
      
3 kW (typisch)
    
    

      
Kühlspirale
      
3 × 6 m SS-304
    
    

      
Sicherheitsventil-Einstellpunkt
      
300 bar
    
    

      
Stromversorgung
      
415 VAC, 50 Hz, 3-phasig
    
    

      
Druckluftbedarf
      
6 bar, ölfrei
    
  

 
3. Betriebsprinzip & Ablauf  
3.1. Probenmontage: Fixieren Sie das Prüfrohr zwischen isolierten Heizblöcken und druckdichten Endanschlüssen; überprüfen Sie die Thermoelementposition in der Mitte.  
3.2. Systemprüfung: Befüllen Sie den SS-304-Öltank; prüfen Sie die Anschlüsse; bestätigen Sie den Kühlwasserfluss; testen Sie die Verriegelungsfunktionen.  
3.3. Druckaufbau: Entlüften Sie die Luft über Ventile, dann aktivieren Sie die Haskel-Pumpe für eine programmierbare Rampe (z. B. 10 bar/min) bis zum Sollwert.  
3.4. Temperaturanstieg & Halten: Aktivieren Sie die PID-Regelung, um bis zu 350 °C zu erreichen; halten Sie Druck und Temperatur für die vorgegebene Dauer (meist 30 min).  
3.5. Überwachung & Alarmbehandlung: Protokollieren Sie Druck, Temperatur und optional Verschiebung (über LVDT) mit ≥ 10 Hz; automatische Alarme pausieren oder beenden Tests bei Abweichungen.  
3.6. Kontrollierte Abschaltung: Schalten Sie die Heizungen ab, entlasten Sie den Druck langsam zur Vermeidung von Hydraulikschocks, lassen Sie auf < 50 °C abkühlen und demontieren Sie anschließend.  

4. Normenkonformität & Testmodi  
- Konformitätsstandards:  
- ASTM A312/A213: Druckprüfung nahtloser und geschweißter Edelstahlrohre bei 1,25× MAOP.  
- EN 10216-2: Stahlrohre für Druckanwendungen.  
- API 5L: Rohrleitungs-Hydrostatikprüfung bei 1,25× MAOP mit bleibenden Verformungsgrenzen.  

- Testvarianten:  
- Hydrostatik-Betriebsprüfung: Statische Druckbeaufschlagung zur Verifizierung auf Dichtheit und ohne bleibende Verformung.  
- Berstprüfung: Druckaufbau bis zum Versagen mit Erfassung von Berstdruck und Bruchart.  
- Zyklische Ermüdungsprüfung: Automatisiertes Zyklieren (±10 % von MAOP bis 1 Hz) zur Bewertung der Lebensdauer.  
- Helium-Lecktest (optional): Massenspektrometer-Integration mit Empfindlichkeit < 10−5 mbar·L/s.  

5. Erweiterte Automatisierung & Berichterstellung  
- Rezeptverwaltung: Speichern und Abrufen mehrerer Profile mit schrittweisen Rampenraten, Haltezeiten und Alarmkriterien – ideal für Produktionsstichproben und F&E-Studien.  
- Echtzeit-Datenerfassung: Hochgeschwindigkeits-Logging (≥ 10 Hz) aller analogen Eingänge; konfigurierbare Alarmgrenzen aktivieren Verriegelungen oder HMI-Warnungen.  
- Berichte & Rückverfolgbarkeit: Erstellen standardisierter PDF/CSV-Berichte mit Zeitstempeln, Kalibrierzertifikaten und Bedienernotizen; direkter Export über HMI oder PC.  

6. Installation, Kalibrierung & Support  
- Standortanforderungen:  
- Elektrisch: 415 VAC ±10 %, 50 Hz, 3-phasig, 20 A Sicherung.  
- Betriebsmittel: 6 bar trockene, ölfreie Druckluft; Kühlwasser Zu-/Ablauf; Schwerkraftablauf.  
- Factory Acceptance Test (FAT): Vorversand-Validierung nach Kundenprotokollen für Druck, Temperatur, Steuerlogik und Sicherheitsverriegelungen.  
- Inbetriebnahme vor Ort: Installation durch Neometrix-Ingenieure, Instrumentenkalibrierung und Bedienerschulung zu Betrieb, Sicherheit und Wartung.  
- Wartung & Kalibrierung: Jährliche Kalibrierung der Manometer/Transmitter; vierteljährliche Inspektion von Dichtungen, O-Ringen und Heizpatronen. Ersatzteilkits sichern < 24h Ausfallzeit.  

7. Anpassung & zukünftige Upgrades  
- Hochdruck-Verstärker: Upgrade auf 400–600 bar Fähigkeit für hochfeste Legierungen.  
- Erweiterte Heizbereiche: Inertgas-gespülte Keramikheizungen bis 500 °C für oxidationssensible Materialien.  
- Mehrfach-Probenhalterungen: Dreh- oder Verteilerdesigns ermöglichen sequentielle Tests von bis zu vier Rohren ohne Demontage und steigern den QA-Durchsatz.  

8. Anwendungen  
- Luft- und Raumfahrt & Verteidigung: Qualifizierung von Hydraulik- und Kraftstoffleitungen unter Flugzyklus-Druck- und Temperaturbedingungen.  
- Energieerzeugung & Öl & Gas: Kriech- und Berstprüfungen für Dampferzeuger-Rohre, Unterwasser-Pipelines und Hochdruck-Prozessleitungen.  
- Kerntechnik & Forschung: F&E neuer Legierungszusammensetzungen und Geometrien sowie Konformitätsprüfungen nach RCC-M und ASME BPVC.  

9. Fazit  
Das Neometrix Tube Pressurization Test Setup bietet eine End-to-End-Lösung – von präziser Druck- und Temperaturregelung bis hin zur automatisierten Datenerfassung und Berichterstellung – innerhalb einer modularen, sicherheitszertifizierten Plattform. Konform mit allen wichtigen internationalen Normen und leicht aufrüstbar, bietet es Ingenieuren und QA-Teams das Vertrauen und die Flexibilität, die für Materialqualifizierung, F&E und Produktionsvalidierung in den anspruchsvollsten Anwendungen von heute erforderlich sind. Machen Sie Ihre Prüfinfrastruktur zukunftssicher mit der umfassenden Lösung von Neometrix, entwickelt, um sich parallel zu Ihren technischen Herausforderungen weiterzuentwickeln.