混凝土泵在–25 °C冷箱中的測(cè)試

　　普茨邁斯特公司的混凝土泵非常堅(jiān)固。它們的使用環(huán)境在全球各地有很大差異：極度潮濕，高粉塵度及環(huán)境溫度高達(dá)+50 °C，這些環(huán)境對(duì)設(shè)備有非常高的要求。而且還有動(dòng)態(tài)的載荷。無(wú)論是驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和冷卻系統(tǒng)，還是鋼結(jié)構(gòu)、液壓元件、電氣和控制系統(tǒng)等都要經(jīng)受考驗(yàn)。例如，在寒冷的冬天，何時(shí)才是工地建設(shè)合理的極限呢？

　　為了找到答案，2007年9月，我們?cè)诰S也納一個(gè)-25 °C的環(huán)境測(cè)試風(fēng)洞對(duì)BSF20-4.09混凝土泵車進(jìn)行了16小時(shí)的運(yùn)行測(cè)試，并記錄了所有數(shù)據(jù)。

　　數(shù)以千計(jì)的傳感器傳輸數(shù)據(jù) — 紅外成像儀記錄泵車的熱量散發(fā)

　　在測(cè)試以前，我們對(duì)機(jī)器的控制軟件進(jìn)行了修改，機(jī)器運(yùn)行的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可通過(guò)泵車的CAN總線在線讀取。超過(guò)60個(gè)溫度傳感器安裝在不同的電氣元件上（如無(wú)線遙控器，電磁開(kāi)關(guān)，電氣控制箱），液壓元件（包括布料桿油泵泵，液壓管路，攪拌油泵，控制閥塊，過(guò)濾器，布料桿油缸）以及鋼結(jié)構(gòu)（回轉(zhuǎn)齒輪，水箱避震，換向閥，眼鏡板等）。一套測(cè)試系統(tǒng)將溫度數(shù)據(jù)傳輸至附近的控制中心。另外，不同元件的不同溫度變化范圍用熱成像儀進(jìn)行記錄。在打印數(shù)據(jù)時(shí)大量的信息將會(huì)得到細(xì)致的處理。
　　
　　如果熱成像儀顯示藍(lán)色，那的確是非常的冷...

　　經(jīng)過(guò)7小時(shí)后的泵送后，帶著運(yùn)行溫度，泵車駛?cè)氲蜏丨h(huán)境測(cè)試箱，通過(guò)紅外攝像機(jī)的顯示器上顯示的顏色可非常清楚地判斷，其鋼結(jié)構(gòu)和運(yùn)行材料在散發(fā)余熱。

　　充分的測(cè)試準(zhǔn)備才能保證泵送運(yùn)行成功

　　首先，PM公司的售后服務(wù)工程師更換能經(jīng)受低溫的材料。這包括加低溫柴油（適用至-30 °C），在水箱中加入抗凍劑（適用至-35 °C），清空所有容器并更換機(jī)器中的液體以及潤(rùn)滑系統(tǒng)中的黃油。為了使混凝土泵送狀態(tài)盡可能接近實(shí)際情況，在機(jī)器的后部及布料桿每節(jié)臂架上安裝了相應(yīng)的配重。

　　經(jīng)過(guò)幾次試車的失敗后, 泵車在輔助啟動(dòng)裝置幫助下終于啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)按照規(guī)定的預(yù)熱階段（30分鐘，根據(jù)普茨邁斯特的要求） ，開(kāi)始系列測(cè)試：打開(kāi)支腿，打開(kāi)布料桿至預(yù)先設(shè)定位置并重復(fù)動(dòng)作，切換至泵送（空泵情況下，在最大和最小泵送速度泵送至少25次）。由于風(fēng)洞空間狹窄以及規(guī)定限制，沒(méi)有使用流體進(jìn)行泵送試驗(yàn)。

　　在“緊急情況”下，有許多因素需要考慮

　　提醒一下，我們目的不是要測(cè)試泵車是否是特別的“低溫設(shè)備”。否則將包括輸送管的絕熱以及保溫，如可加熱的水箱。在極度寒冷的情況下清洗泵及管路也不是這里要考慮的。更不要說(shuō)加熱混凝土集料，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)保溫或加熱。

　　普茨邁斯特工程師更感興趣的是回答下列問(wèn)題：

　　系列化生產(chǎn)的泵車是否可在-25 °C順利運(yùn)行？根據(jù)德國(guó)工程聯(lián)合會(huì)（VDMA）和幾家混凝土泵制造商的安全規(guī)定，允許泵送的最低溫度是-15 °C。在溫度更低的情況下——根據(jù)操作手冊(cè)——可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)脆裂及冰凍混凝土帶來(lái)的很多風(fēng)險(xiǎn)。
　　
　　顯示器顯示了風(fēng)洞里的溫度和風(fēng)速

　　即使是“性能受限”的元件也通過(guò)了低溫測(cè)試

　　盡管只有高性能鋼材才用于普茨邁斯特泵車的布料桿和支腿（-40 °C仍有部分彈性），一些小的部件采用了普通鋼材，這是從正常的載荷和應(yīng)用環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)性方面考慮設(shè)計(jì)的。由于在-25 °C時(shí)這些部件的彈性急劇下降，在這種情況下試樣的缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試就越發(fā)重要了，如一些測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)顯示材料在低溫下的出現(xiàn)斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。從一開(kāi)始普茨邁斯特的工程師們對(duì)布料桿和中心泵的兩個(gè)主油泵的溫度適應(yīng)能力很有信心，測(cè)試的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。這些混凝土泵主要元件供應(yīng)商甚至保證了在-25 °C的性能。但是，還有許多重要的液壓元件，電子元件和控制器，工程師們不敢保證。這些元件的官方使用條件是在較為暖和的環(huán)境，有些供應(yīng)商甚至沒(méi)有提供這些信息。 [Page]
　　
　　為了測(cè)試，超過(guò)60個(gè)傳感器被安裝在混凝土泵車上，用于傳輸測(cè)試數(shù)據(jù)至外部的電腦上。

例如，布料桿的在靜態(tài)運(yùn)行時(shí)允許的最低溫度是-40 °C。但在動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)布料桿會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)題呢？即使沒(méi)有最終的測(cè)試報(bào)告，我們確信底盤的技術(shù)和普茨邁斯特公司組裝以及部件（鋼結(jié)構(gòu)、電子和液壓元件）已證明了可在-25°C的情況下正常工作幾個(gè)小時(shí)。如果真的需要在這種極端的情況下泵送混凝土，普茨邁斯特公司會(huì)完善一些細(xì)節(jié)?；炷帘玫闹饕δ埽斔涂杀盟突炷痢拖駵y(cè)試中顯示的一樣——即使在-25°C也能得到有效保證。
　　
　　通過(guò)監(jiān)控屏可監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)和冷箱的參數(shù)
　　
　　什么是缺口沖擊強(qiáng)度

　　缺口沖擊強(qiáng)度是材料的抗動(dòng)態(tài)沖擊能力的指標(biāo)。其計(jì)量單位是單位面積缺口試樣吸收的沖擊能量[J/cm2]。缺口沖擊強(qiáng)度受溫度（溫度高的鋼板強(qiáng)于溫度低的）及試樣形狀（缺口的強(qiáng)度較低）影響。
 
　　維也納環(huán)境測(cè)試風(fēng)洞

　　維也納環(huán)境測(cè)試風(fēng)洞由鐵路技術(shù)研究院（Rail Tec Arsenal, RAC)運(yùn)作，它是一個(gè)獨(dú)立的研究與測(cè)試機(jī)構(gòu)。主要測(cè)試鐵路車輛，卡車和大客車，也有小轎車和直升機(jī)在批量化生產(chǎn)前做極度低溫環(huán)境下的可靠性測(cè)試?？蛻魜?lái)自全球各地。其設(shè)施包括二條環(huán)境測(cè)試風(fēng)洞，分別是100米和31米長(zhǎng)，一個(gè)預(yù)熱箱，二個(gè)準(zhǔn)備間，二套測(cè)試控制中心和一個(gè)主控中心。在測(cè)試風(fēng)洞，其溫度范圍為-50 °C 至 +60 °C，風(fēng)速可達(dá)300公里/小時(shí)，相對(duì)濕度可達(dá)98%。它也可以模擬太陽(yáng)的強(qiáng)烈輻射。維也納環(huán)境測(cè)試風(fēng)洞于2003年開(kāi)始運(yùn)行，接替維也納車輛測(cè)試中心，后者成立于1961年，主要用于火車頭和鐵路車輛的環(huán)境測(cè)試。