ICS23.100 CCSJ 70 JB 中华人民共和国机械行业标准 JB/T15180—202X 水射流喷嘴性能试验方法 Performance test methods for waterjet nozzle （报批稿） XXXX-XX-XX发布 XXXX-XX-XX实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 JB/T15180—202X 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国喷射设备标准化技术委员会(SCA/TC493)归口。 本文件起草单位：合肥通用机械研究院有限公司、江苏博际喷雾系统股份有限公司、浙江亿力机电 股份有限公司、武汉大学、通用机械关键核心基础件创新中心（安徽）有限公司、金华市金顺工具有限 公司、中国矿业大学、四川什郁东润制造有限公司、重庆大学、中国石油大学（北京）、浙大城市学院、 浙江司泰克材料科技有限公司。 本文件主要起草人：巴胜富、任启乐、管敏、黄建平、李江云、胡建林、郭楚文、刘兵隆、卢义玉、 汤积仁、管鹏、盛茂、程晓民、章煜华、韩彩红、朱志伟、郭晨晨。 本文件首次发布。 II JB/T15180—202X 水射流喷嘴性能试验方法 1范围 本文件规定了水射流喷嘴性能试验的设备、装置、条件和项目，描述了相应的试验方法，规定了数 据处理及试验报告等要求。 本文件适用于工作压力不小于1MPa的水射流喷嘴性能的检测。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T3177产品几何技术规范（GPS） 光滑工件尺寸的检验 GB/T19077.1粒度分析激光衍射法 GB/T41513喷射设备分类及名词术语 3术语和定义 GB/T41513界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 喷嘴当量直径nozzleequivalentdiameter 异形喷嘴流道最小孔口断面面积换算成圆孔面积的直径。 注：单位：毫米（mm）。 3. 2 打击力强度impactforcestrength 水射流对目标表面的冲击力度。 注：采用单位面积上的作用力作为衡量指标，单位：牛顿（N）。 3. 3 总打击力jetimpactforce 水射流作用于物体表面上的总作用力。 注：单位：牛顿（N）。 3. 4 靶距stand-offdistance 喷射距离Jetdistance 喷嘴中心轴线与射流打击表面的交点到喷嘴出口端面的距离。 注：单位：毫米（mm）。 4试验的实施 4.1试验类型 4.1.1 新型号产品定型或鉴定及批量产品的抽查、认可应做型式试验，型式试验项目参照表1进行。 4.1.2批量生产或定型的产品应做出厂试验，出厂试验项目应按表1进行。 1 JB/T15180—202X 表1 试验项目 试验类型 试验项目 型式试验 出厂试验 尺寸测量 压力与流量特性试验 打击力强度 总打击力 喷射角 0 寿命 注：√表示进行检验，O表示按需要进行，×表示不进行检验 4.2试验设备 级。 4.2.2试验前应检查仪表设备的正确性及功能适合性， 4.2.3所有测量仪表设备均应附有证明它们符合要求的证明，这种证明应是通过校准或依据其他国家 标准获得的。如有必要，应出示这些报告。 4.3试验装置 4.3.1试验装置原理图参见附录A。 4.3.2泵可以是离心泵或往复泵。当采用往复泵作为动力装置时，泵出口管路应设置安全阀或其它超 压保护装置以及稳压装置。 4.3.3泵的额定压力与流量分别不应低于喷嘴最高测试压力与流量的1.1倍。 4.3.4泵排出管路允许承受的压力应与泵的最大排出压力相适应。 4.3.5喷嘴入口前管路内径不应低于喷嘴当量直径的10倍，管路直线段长度不应低于管径的20倍。 4.3.6装置中管路系统不应产生共振或异常声响，应采取隔振或其他方法消除管路振动或脉动对数据 测量的影响。 4.3.7装置或试验现场不应有对数据采集有影响的干扰源，或已经证明干扰源对数据采集的干扰已经 被消除。 4.3.8装置应能保证数据采集的实时性和同步性。 4.3.9头 采用数据采集处理一体化系统时，应能证明传感器与数据终端的一致性满足系统不确定度的要 求。 4.3.10 10MPa以上高压喷嘴试验装置、管路装置应固定，如有软管连接，接头应采用钢丝柔性扣，距 离操作人员1m范围内的高压管应采取护管防护。 4.3.1110MPa以上高压喷嘴试验过程中，除阀的调节外，不得对紧固件、管路接头等进行紧固与调节， 需要维修或调节时，必须停止试验，管路应卸压停机。 4.4试验条件 4.4.1试验应在符合4.3要求的试验装置上进行。 4.4.2 一般情况下，应以5℃~40℃的清水为试验介质。 4.4.3所有的测量应在压力稳定的工况下进行，压力波动范围不应超过±5%。 4.5试验项目 4.5.1尺寸测量 尺寸测量主要检测喷嘴流道尺寸、连接螺纹尺寸及外形尺寸。 4.5.2压力与流量特性试验 JB/T15180202X 测量不同压力下的喷嘴流量，形成数据表（见附录B）并绘制喷嘴流量特性曲线（见附录C图C.1）， 测量点应不少于5点，额定压力100MPa以下喷嘴测点均布，额定压力大于100MPa的喷嘴，自额定压力至 50%额定压力，测点数不小于6点或间隔不大于25MPa，50%额定压力以下，测点数不小于2个或间隔不大 于25MPa。 4.5.3打击力强度测试 测量不同压力、不同靶距下的打击力强度，形成数据表（见附录B）并绘制打击力强度曲线图（参 见附录C）。压力点不少于3个，测试压力覆盖100-40%的额定压力。每个压力下测量不少于3个靶距位置。 4.5.4喷射角 测量额定压力、150mm靶距（或用户指定）下的喷嘴喷射角。 4.5.5寿命测试 测量额定压力、最佳靶距（或用户指定）下喷嘴使用寿命。 5测量方法 5.1尺寸 采用相应精度的量具进行检测，计量器具的选用和尺寸测量方法参见GB/T3177。 5.2流量 5.2.1流量测量一般采用流量计法或容积法。 5.2.2采用流量计法时，应保证进入流量测量装置的液流是稳压流。 5.2.3采用容积法时，承接射流液体的测量计时时间不小于1min且容积不小于1L。 5.2.4压力大于50MPa喷嘴流量的测量，一般应采用容积法测量喷嘴后（喷嘴喷出射流）流量（见附 录A图A.2）。 5.2.5压力大于50MPa的喷嘴流量测量，当能确定泵的进口流量即为喷嘴入口流量时，可以测量泵进 口的流量；也可以通过测量泵入口流量减去调压阀旁通溢流流量及密封泄漏流量来计算获得喷嘴流量； 对高压泵柱塞密封泄漏量无法收集测量的，不应采用这种方法。 5.3压力 5.3.1压力的测量采用压力表或压力传感器。 5.3.2测压孔的位置应设在喷嘴入口1000mm范围内。测压孔上游直管段长度应大于管径的6倍且不应 5.3.3测压孔应按图1所示要求制造。孔轴线应垂直于管的内壁面，边缘不应有毛刺、飞边，周围光 滑齐平，与管子内壁相交处应保持棱角。测压孔的直径d为2mm~6mm或等于测压管通径的1/10，一 般取两值中的较小值。孔深L应不小于2.5倍孔径d。 3 JB/T15180—202X d=2mm~6mm或1/10管径 d=2mm~6mm或1/10管径 （取两者中之小值） （取两者中之小值） a）厚壁 b）薄壁 图1取静压孔要求 5.3.4读取仪表指示值时，应将仪表和测压孔之间的连接管内的空气排尽。 5.3.5压力表量程的选择应使被测喷嘴压力的指示平均值为满量程的1/3~2/3. 5.4打击力强度 5.4.1一般方法 调整喷嘴的位置，使其出口断面距测试装置上测力传感器顶端距离为设定靶距，通过测试装置使测 力传感器按图2所示预先设定的方波轨迹运行。方波轨迹应完整通过射流覆盖的范围，方波轨迹间距 般不大于射流覆盖宽幅的1/25，且不大于5mm。通过传感器获取方波轨迹上的压力信号后，计算机对采 集到的数据进行处理，可得到打击力强度分布数据表与拟合的三维曲线图（见附图C.3）。 注：当评价不同型号喷嘴打击力强度性能或同一型号喷嘴打击力强度性能指标一致性时，以同一台试验装置测得的 数据进行对比，不同试验装置测得的结果，可能有最高10%的偏差。 高压泵 一喷嘴 测量平面 压力 传感器 图2打击力强度测量传感器运动轨迹示意图 5.4.2扇形喷嘴的测量方法 对于喷射形状为扇形的喷嘴，打击力强度也可以采用长条形传感器的一维运动进行检测。调整喷嘴 的位置，使其出口断面距离长条形测力传感器上表面（棱边）距离为设定靶距，通过测试装置使测力压 力传感器沿射流宽度方向移动（如图3），长条形测力传感器的长边应与射流宽度方向垂直，并且其运 4 JB/T15180—202X 动轨迹应完整通过射流覆盖的范围。计算机对采集到的数据进行处理，可获取射流宽度方向的打击力强 度分布数据表与曲线图。 高压泵 喷嘴 压力传感器 移动方向 图3扇形喷嘴打击力强度测量示意图 5.5总打击力 总打击力可以由打击力强度计算得出，也可按下述方法直接测量得出。调整喷嘴的位置，使其出口 断面距总打击力测量平面的距离为设定靶距，通过测试装置使总打击力测量平面与喷嘴出口平面平行， 如图4所示。总打击力测量平面应完整覆盖射流范围，通过传感器获取整个测量平面上总的压力信号后， 计算机对采集到的数据进行处理，可得到总打击力